新版《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程理論教學(xué)的改革與創(chuàng)新匯編

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1、 新版《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程理論教學(xué)的改革與創(chuàng)新匯編 摘 要:結(jié)合《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程的特點和課程的傳統(tǒng)理論教學(xué)中不足,對課程的理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及考評體系的改革與創(chuàng)新進(jìn)行了探討。在教學(xué)內(nèi)容上,提出了以“信號流”為教學(xué)主線的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化方式和以“科研”保內(nèi)容實時性的教學(xué)內(nèi)容更新方式:在教學(xué)方法上,提出了“教師”主導(dǎo)和“學(xué)生”主體的新教學(xué)方法:在教學(xué)手段上,提出了“多媒體+黑板+仿真+實物”相結(jié)合的多元化教學(xué)手段:在考評體系上,提出“平時作業(yè)+課堂討論表現(xiàn)+自主考試+期末考試”的新 綜合考評體系。 關(guān)鍵詞:機(jī)械工程測試技術(shù)理論教學(xué)改革與創(chuàng)新

2、 中圖分類號:TG80文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X08-0147-02 1 引言 《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程是機(jī)械工程相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,該課程集成了數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)、信息科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科原理和技術(shù),并且被廣泛應(yīng)用于各個學(xué)科,具有涉及知識面廣、綜合性強(qiáng)、理論知識抽象、實踐性要求高、學(xué)時少等特點[1]。尤其是對于電工電子學(xué)及信息學(xué)知識相對薄弱的機(jī)械專業(yè)本科生,首次接觸信號變換與調(diào)理、系統(tǒng)特性及數(shù)字信號處理等抽象概念時,學(xué)生普遍反映該課程存在理論內(nèi)容不易理解,學(xué)習(xí)難度大等問題。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和機(jī)械系統(tǒng)自動化程度的不斷提高,測試技術(shù)

3、在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛,例如新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)過程控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及產(chǎn)品性能試驗等工作均以測試技術(shù)為基礎(chǔ)。因此,《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程在機(jī)械工程相關(guān)專業(yè)課程中具有越來越重要的地位。 基于上述原因,為了使機(jī)械專業(yè)本科生能夠更好地理解和掌握機(jī)械工程測試技術(shù)的相關(guān)理論,貫徹教育部關(guān)于高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程文件的精神和適應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的需求。改革和創(chuàng)新《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程的教學(xué)方式,提高課程的教學(xué)質(zhì)量已迫在眉睫。 2 傳統(tǒng)理論教學(xué)及其改革與創(chuàng)新 2.1 傳統(tǒng)理論教學(xué)方式 機(jī)械工程測試技術(shù)課程的傳統(tǒng)理論教學(xué)方式是以教師為

4、中心,理論知識的傳遞以灌輸式講授為主,并設(shè)計有少量的驗證性實驗。整個教學(xué)過程中教師發(fā)揮著主導(dǎo)作用,而學(xué)生只能被動地吸收知識,從而難以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,也不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。另外,由于該課程涉及較多的其他學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識,學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中很難快速全面地把自身儲備的知識與新學(xué)知識做到融會貫通和綜合應(yīng)用,從而使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生茫然的學(xué)習(xí)狀態(tài),極大地打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動性,甚至有些學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理[2],這將使整個課程的教與學(xué)過程變得非常艱難,以致于課程的教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重下滑。 2.2 理論教學(xué)的改革與創(chuàng)新 教學(xué)改革與創(chuàng)新遵循的

5、基本原則:保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、前沿性和實踐性前提下,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性,積極培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣和積極性,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維方式及工程應(yīng)用能力。 2.2.1 理論教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與更新 《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程主要內(nèi)容包括:信號及其描述、測試裝置的基本特性、常用傳感器及其原理、信號的調(diào)理與記錄、信號處理初步、典型非電量參數(shù)的測量及計算機(jī)測試系統(tǒng)等。 通過對課程主要內(nèi)容的細(xì)致分析和研究,并根據(jù)測試系統(tǒng)組成模塊將上述章節(jié)內(nèi)容重新排序,采用以“信號流”為教學(xué)主線,按照信號在測試系統(tǒng)中的傳輸順序?qū)⒄麄€課程內(nèi)容貫穿起來,從而使學(xué)生建立完整的測試系

6、統(tǒng)概念。重新優(yōu)化調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容:首先講信號的時域描述和分類,然后講常用傳感器及其原理,進(jìn)一步講信號的調(diào)理與信號的數(shù)字化處理,再講信號的頻域描述及分析方法,接下來講整個計算機(jī)測試系統(tǒng)。而后采用Matlab/Simulink仿真實例展示信號在測試系統(tǒng)中傳輸時的失真,從而引出測試裝置的基本特性內(nèi)容:最后講解機(jī)械領(lǐng)域中典型非電量信號的測量。優(yōu)化調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容不僅兼顧由淺及深的教學(xué)思路,使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程初期理解起來相對容易,從而對課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性大幅提高:而且整個教學(xué)內(nèi)容是先局部后整體,逐步深入測試技術(shù)精髓,符合工程技術(shù)知識學(xué)習(xí)的規(guī)律,使學(xué)生學(xué)習(xí)起來思路清晰,且能夠促進(jìn)學(xué)生較好地理解和掌握測試

7、系統(tǒng)各組成部分的原理和特點。 另外,在教學(xué)過程中,將自己的科研項目和研究成果中與測試技術(shù)相關(guān)的新技術(shù)、新方法及新實例融合到課堂的教學(xué)內(nèi)容,同時注重介紹機(jī)械工程測試技術(shù)發(fā)展的新方向和前沿知識,以此來保證教學(xué)內(nèi)容的實時性和前沿性,豐富學(xué)生的知識面,開拓學(xué)生的眼界[3]。 2.2.2 理論教學(xué)方法的改革 課程教學(xué)方法的改革是建立在教學(xué)思想和教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上[4]。隨著機(jī)械工程測試技術(shù)的發(fā)展,課程知識的快速膨脹,以“教師”為主體的傳統(tǒng)教學(xué)思想和教學(xué)模式已經(jīng)不能完全適應(yīng)課程的理論教學(xué)任務(wù)。而以“教師”為主導(dǎo)和以“學(xué)生”為主體的新型教學(xué)思想和教學(xué)模式充分發(fā)揮了教師的

8、引導(dǎo)作用和學(xué)生的主觀能動性,因此,新的理論教學(xué)方法更加適應(yīng)課程快速發(fā)展的步伐。 在新的理論教學(xué)方法指導(dǎo)下,課程的理論教學(xué)過程采用啟發(fā)式講授、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法。在教學(xué)過程中,注重以身邊的生活實例和工程實例設(shè)疑式地啟發(fā)學(xué)生,使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下對實例中所涉及的測試技術(shù)基本原理和技術(shù)展開積極課堂討論,讓學(xué)生成為教學(xué)過程的主體,以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)學(xué)生自主思考、分析和解決問題的能力,逐步培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)造性思維能力。 此外,為了使學(xué)生能夠把該課程的新知識與課程涉及到的其他專業(yè)基礎(chǔ)知識做到融會貫通和綜合應(yīng)用。在每節(jié)課理論內(nèi)容講授完畢后,教師為

9、學(xué)生指點出下節(jié)課將會涉及到的其他課程專業(yè)基礎(chǔ)知識,以便學(xué)生課后可以及時溫習(xí)和回顧,從而使學(xué)生下節(jié)課的理論學(xué)習(xí)變得清楚明確,并且使學(xué)生真切感受到學(xué)以致用帶來的成就感,以進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的積極性,逐漸培養(yǎng)學(xué)生自覺地對教學(xué)內(nèi)容涉及的理論及實踐問題加以追蹤的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實學(xué)習(xí)態(tài)度。 2.2.3 理論教學(xué)手段的創(chuàng)新 在理論教學(xué)手段方面,采用多元化教學(xué)手段,將多媒體教學(xué)、黑板教學(xué)、仿真演示及實物教學(xué)等多種手段有機(jī)結(jié)合起來。 課程充分利用多媒體教學(xué)能夠很好地把概念、圖形、動畫、視頻及聲音等信息載體有機(jī)結(jié)合的特點[5],將一些傳統(tǒng)黑板教學(xué)手段難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容和無法觀察的現(xiàn)象采用圖

10、文并茂、靈活多樣的多媒體方式生動形象地展示給學(xué)生,使沒有工程實際經(jīng)驗的學(xué)生能夠從認(rèn)知的角度建立機(jī)械工程測試的相關(guān)概念,力求教學(xué)過程與教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。 對于理論強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容則采用黑板式教學(xué)手段,通過對公式和定理的詳細(xì)推導(dǎo),加深學(xué)生對公式定理的理解。 對于應(yīng)用性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容則采用多媒體教學(xué)、黑板教學(xué)及實物教學(xué)相結(jié)合的手段進(jìn)行講授,提高學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的工程應(yīng)用能力。 對于抽象性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容宜采用Matlab/Simulink仿真演示的教學(xué)手段,幫助學(xué)生直觀地理解抽象的概念,并鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生自己動手搭建仿真程序,培養(yǎng)學(xué)生的求知探索欲和動手能力。 2.

11、2.4 理論考評體系的改革 在理論考核方面,傳統(tǒng)的課程考核模式主要是一次性定時閉卷考試。這種考核模式具有諸多弊端,一是學(xué)生臨時突擊,放松平時學(xué)習(xí):二是難以考查學(xué)生的知識綜合運用能力和創(chuàng)新性思維。課程借鑒國內(nèi)外一流大學(xué)的考評體系[6]。新理論考評體系采用“平時作業(yè)20%+課堂討論表現(xiàn)20%+自主考試10%+期末考試50%”,改變了傳統(tǒng)一次考試定結(jié)論的弊端,重在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、知識綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新探索意識。平時作業(yè)以大作業(yè)為主,重點培養(yǎng)學(xué)生的探索意識和知識綜合運用能力:課堂討論以工程實例為對象,通過考評學(xué)生參與分析討論的積極性和主動性,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,培養(yǎng)其應(yīng)用知識分析

12、解決問題的能力:所謂“自主考試”,即采用教師提供開放式工程題目或?qū)W生自選與課程內(nèi)容相關(guān)的工程題目進(jìn)行課程專業(yè)知識綜合應(yīng)用的一種考核方式,這種考評方式可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新型思維和工程應(yīng)用能力:同時,為了考評學(xué)生對理論知識的掌握程度,在期末采用閉卷考試方式,以此確保學(xué)生對基礎(chǔ)理論和方法的掌握。 3 結(jié)語 通過對機(jī)械工程測試技術(shù)課程理論教學(xué)改革與創(chuàng)新的探討,使我們充分認(rèn)識到只有對課程進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新才能達(dá)到提高課程教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的目標(biāo)。同時,教學(xué)改革工作是一個與時俱進(jìn)的過程,我們在以后的教學(xué)工作中將不斷優(yōu)化和完善機(jī)械工程測試技術(shù)的理論教學(xué)過程,從而進(jìn)一步提高課程的教學(xué)質(zhì)量。 參考文獻(xiàn) [1] 熊詩波,黃長藝.機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 202x. [2] 吳世雄,王成勇.“機(jī)械工程測試技術(shù)”教學(xué)改革的探索[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報,202x. [3] 程小蘇,劉粵惠,曾幸榮,等.研究型大學(xué)科研促進(jìn)本科教學(xué)的思考[J].理工高教研究,202x.