時間：2023-03-06 16:05:53
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【關(guān)鍵詞】機械工程測試技術(shù)；教學(xué)改革；課程
1.機械工程測試技術(shù)在教學(xué)過程中存在的不足
1.1教學(xué)方式?jīng)]有實現(xiàn)多樣化
教學(xué)手段落后，以課堂教學(xué)為主，學(xué)生被動接受，缺乏必要的互動。雖說現(xiàn)在多媒體教學(xué)已經(jīng)普及，但基本上還停留在投影代替粉筆的初級階段，對現(xiàn)代化教學(xué)手段的充分利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，對教學(xué)手段的改進(jìn)也期待進(jìn)一步探索所以可以看出，傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊病會造成學(xué)生被動吸收知識，難以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。
1.2課程的不合理安排導(dǎo)致基礎(chǔ)薄弱
機械工程測試技術(shù)需要前期學(xué)習(xí)的課程主要有高等數(shù)學(xué)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計。高等數(shù)學(xué)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計這兩門課程一般安排在大學(xué)一、二年級開課，機械程測試技術(shù)一般安排在大學(xué)三年級開課，中間間隔的時間比較長，學(xué)生對基礎(chǔ)知識的遺忘比較嚴(yán)重。而比較普遍的現(xiàn)象是學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時進(jìn)人狀態(tài)較慢。該課程一方面要求學(xué)生全面回憶起高等數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)分析的內(nèi)容，另一方面要求學(xué)生不斷吸收全新測試技術(shù)知識。假如不能充分利用已學(xué)過的基礎(chǔ)知識并做到與新知識融會貫通，則相當(dāng)長一段時間都會處于茫茫然的學(xué)習(xí)階段，學(xué)習(xí)興趣銳減，積極性受挫。
1.3學(xué)生得不到足夠的實踐機會
機械工程測試技術(shù)課程的實驗教學(xué)中主要存在兩個問題：一是由于實驗條件有限，難以完成一些較復(fù)雜的實驗，而且某些簡單實驗完成的效果也不太好，造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課時，感性認(rèn)識與理性認(rèn)識相脫節(jié)的現(xiàn)象，學(xué)生理解這門課程存在一定的困難。二是實驗教學(xué)中一般要求學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的步驟操作，有些學(xué)生不思考就按部就班完成實驗，最終仍然不明白為什么該實驗要有這幾個中間步驟，知其然而不知其所以然。眾所周知，機械工程測試技術(shù)是一門實踐性很強的學(xué)科，所以實驗教學(xué)對于學(xué)習(xí)本門課程非常重要。但是由于存在一些這樣那樣的問題，導(dǎo)致了實驗教學(xué)不能正常開展，學(xué)生動手操作機會少，演示教學(xué)多，案例教學(xué)較少，實際應(yīng)用測試結(jié)果分析問題的能力不足。
1.4學(xué)生接受知識相對比較被動
傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要以教師為中心，上課大多采用灌輸式的教學(xué)方法，這種模式的優(yōu)點是有利于教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，利于教師組織、監(jiān)控整個教學(xué)活動進(jìn)程，便于教師向?qū)W生傳授系統(tǒng)的科學(xué)知識。但是通過長期的觀察，由于，教學(xué)手段落后，以課堂教學(xué)為主，學(xué)生被動接受，缺必要的互動。在以前的教學(xué)模式中機械工程測試技術(shù)實驗教學(xué)基本是沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)模式。做實驗之前教師將每一個實驗從實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗內(nèi)容到實驗步驟、數(shù)據(jù)處理等都做了詳盡的交待，學(xué)生只要按固定步驟操作即可這種傳統(tǒng)教學(xué)模式，雖然能使學(xué)生較快地掌握教材內(nèi)容，但卻影響了學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，激發(fā)不了學(xué)生求知的欲望。
2.對于機械工程測試技術(shù)改革的幾點看法與研究
2.1改變傳統(tǒng)的單一枯燥的灌輸式教學(xué)模式
通過引入多媒體教學(xué)，提高課堂教學(xué)效果 在測試技術(shù)課程學(xué)時壓縮，測試技術(shù)內(nèi)容不斷增加的情況下，把多媒體教學(xué)引入測試技術(shù)教學(xué)，可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式采用單純的黑板、粉筆式課堂教學(xué)，缺乏形象、直觀生動的特點，使圖、文、影、音等多種信息結(jié)合在一起。合理的運用多媒體教學(xué)可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足，使課程內(nèi)容化難為易，化繁為簡，便于學(xué)生對知識的記憶與掌握。而且教師應(yīng)該改掉灌輸式的教學(xué)模式改為啟發(fā)式。啟發(fā)式教學(xué)不僅是教學(xué)方法，更是一種教學(xué)思想，是教學(xué)原則和教觀。所謂啟發(fā)式教學(xué)是教師在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識水平和知識規(guī)律，運用各種教學(xué)手段調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋、積極思維、主動實踐，以達(dá)到掌握知識和技能，增強能力的目的。
2.2采用案例和基礎(chǔ)知識相結(jié)合的教學(xué)模式
在教學(xué)中我們采用案例教學(xué)法，結(jié)合工程實例，把各個模塊的知識有機的結(jié)合起來，使學(xué)生對模塊化知識在實際測試中的具體應(yīng)用有一個宏觀上的認(rèn)識，加強測試系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計的觀念。比如講解大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁時，首先讓學(xué)生分析危險截面所在之處，繼而促使學(xué)生思考如何貼應(yīng)變片以測量危險截面處的彎矩，并引導(dǎo)學(xué)生思考整個測試系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)的建立方法。另外，在分析功率譜時，多數(shù)學(xué)生誤將其峰值視為具有最大振蕩幅值所對應(yīng)的信號，實則不然，功率譜中峰值處對應(yīng)的信號只能說明其平均能量最大，但其振蕩峰值卻未必最高，這可以通過講解測量射流中心速度的方法而使問題明晰。顯然，通過工程案例的講解，不僅加深了學(xué)生對電阻應(yīng)變式傳感器、橋電路、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器等的理解，而且有助于其掌握測試系統(tǒng)設(shè)計的基本過程，培養(yǎng)綜合運用知識的能力。
2.3中心向?qū)W生動手實踐傾斜
機械工程測試技術(shù)課程內(nèi)容比較抽象，實驗在課程教學(xué)中占重要的地位。為了加強學(xué)生對于課本理論知識的理解，需要安排大量的實驗教學(xué)。實驗應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生的動手能力出發(fā)，發(fā)揮其能動性，讓他們自我解決實際問題眾所周知，工程實際中，機械工程師明確了測試任務(wù)后，一般的工作順序是：在互聯(lián)網(wǎng)上或企業(yè)內(nèi)查詢，選用適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱拖嚓P(guān)儀器；設(shè)計適當(dāng)?shù)脑囼灧桨?，組建測試系統(tǒng)；完成測試要求。因此應(yīng)開設(shè)具有實際應(yīng)用背景的常用物理量（位移、力、壓力、振動、噪聲和溫度等）測量的綜合性實驗，每個實驗相當(dāng)于完成一項工程測試任務(wù)。
2.4優(yōu)化教學(xué)知識結(jié)構(gòu)
教學(xué)內(nèi)容是學(xué)習(xí)知識和技能的載體。由于機械工程測試技術(shù)涉及的知識面比較寬，知識點多而繁瑣，針對這一特點，我們在教學(xué)過程中把相對離散的知識模塊化，把知識點分為信號認(rèn)知模塊、信號分析模塊、信號調(diào)理模塊、傳感器基本知識模塊以及測試裝置性能測試模塊等，使每個模塊的知識系統(tǒng)化，讓學(xué)生能夠分模塊的掌握有關(guān)的知識。在把知識模塊化的同時，我們根據(jù)突出重點，注重實用的原則，在滿足教學(xué)要求的條件下精選授課內(nèi)容。當(dāng)然，要達(dá)到上述要求應(yīng)做好兩方面工作：一是確定教學(xué)內(nèi)容是什么，二是怎樣將這些教學(xué)內(nèi)容組織成一個合理且實用的有機整體。
3.結(jié)語
機械工程測試技術(shù)相對于其他的課程最大的特點之一便是其實踐性。而且多年的教學(xué)經(jīng)驗也顯露出老師難教，學(xué)生難學(xué)的特點。我們應(yīng)該應(yīng)用形象、直觀、生動的形式充分調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)熱情。再但前的發(fā)展形勢下，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，特別是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力，任重而道遠(yuǎn)。希望通過以上學(xué)改革，相信能夠在一定程度上提高機械工程測試技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]陳光軍，常江，張連軍.測試技術(shù)實驗教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).實驗技術(shù)與管理，2007，2（129～130）.
關(guān)鍵詞：機械工程測試技術(shù)；工程教育認(rèn)證；課程改革
前言
測試是人類認(rèn)識客觀世界的重要手段，是科學(xué)研究的基本方法，在工程技術(shù)領(lǐng)域中，科學(xué)實驗、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等都離不開測試技術(shù)，它主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法[1]。機械工程測試技術(shù)介紹了測試技術(shù)的系統(tǒng)組成、基本原理，以及對測試信號數(shù)據(jù)的分析方法，能夠?qū)C械工程測試中應(yīng)用較多的振動、位移、力、溫度等物理量進(jìn)行檢測和處理，是機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)和橋梁[2]。以濱州學(xué)院為例，機械工程測試技術(shù)是一門面向機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機械電子方向的必修課程，先修課程包括大學(xué)物理、電工電子學(xué)、控制工程基礎(chǔ)等，與后修的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計形成了完整的機電類專業(yè)課程體系[3]。通過課程改革，進(jìn)一步整合相關(guān)教學(xué)資源和教學(xué)內(nèi)容，增強測控類應(yīng)用培養(yǎng)，豐富機械專業(yè)的應(yīng)用型課程體系，為將來從事控制類的機械專業(yè)學(xué)生打下良好的基礎(chǔ)。本課程安排在本科教學(xué)的第五學(xué)期，學(xué)生具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)，同時部分學(xué)生參與了科技創(chuàng)新大賽，有使用傳感器進(jìn)行參數(shù)檢測的經(jīng)驗，這為課程的學(xué)習(xí)提供了良好的基礎(chǔ)。由于本課程應(yīng)用性強，按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式，信號頻譜分析的理論部分要求較高、較難，傳感器部分種類多且雜，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)時興趣不足、學(xué)習(xí)動力不夠，教學(xué)效果無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。自2005年以來，我國開始構(gòu)建工程教育認(rèn)證體系，逐步開展專業(yè)認(rèn)證工作，于2016年6月成為《華盛頓協(xié)議》正式成員。工程教育認(rèn)證是實現(xiàn)工程教育與工業(yè)界對接，提升工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑，因此探索工程教育認(rèn)證視閾下的課程改革，對于更新教學(xué)理念、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推進(jìn)地方高校專業(yè)認(rèn)證具有重要的現(xiàn)實意義[4]。因此，濱州學(xué)院緊緊圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，在工程教育認(rèn)證的背景下，進(jìn)行了機械工程測試技術(shù)“案例+實驗”導(dǎo)向的教學(xué)方法改革，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中灌輸式教學(xué)方法，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，既有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識和基本技能，又較好的培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力。
一、課程培養(yǎng)目標(biāo)
機械工程測試技術(shù)是以機械工程領(lǐng)域為應(yīng)用背景，解決工程中常見動態(tài)物理量的測試問題。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握信號采集、傳輸、變換及數(shù)據(jù)處理的基本原理和實驗方法，能根據(jù)研究對象合理選用傳感器，具備構(gòu)建基本工程測試系統(tǒng)和進(jìn)行常見參量檢測的能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和處理測控工程問題打下基礎(chǔ)[5]。具體體現(xiàn)在以下三個方面：（一）知識目標(biāo)1.信號時域和頻域的描述方法，建立起信號頻譜分析的概念；利用傅立葉變換對周期信號和非周期信號進(jìn)行頻譜分析計算。2.測試裝置靜、動態(tài)特性的評價方法和不失真測試條件，并能用于測試裝置的分析和選擇；掌握一階、二階線性系統(tǒng)動態(tài)特性及其測定方法。3.常用傳感器的原理、特點、應(yīng)用以及傳感器的選用原則。4.信號調(diào)理電路（電橋、調(diào)制與解調(diào)、濾波、放大）的工作原理和性能，并能較合理的設(shè)計和選用。5.數(shù)字信號的一般處理步驟；相關(guān)分析及功率譜的基本原理、方法和應(yīng)用。（二）能力目標(biāo)1.具備正確運用測試方法、合理選用測試儀器、科學(xué)分析與處理數(shù)據(jù)的能力。2.培養(yǎng)運用所學(xué)知識構(gòu)建測試系統(tǒng)和分析、解決實際測試工程問題的能力。（三）素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)的思維方法、自主學(xué)習(xí)的意識和創(chuàng)新精神；具備工作嚴(yán)謹(jǐn)、誠實守信、敢于承擔(dān)責(zé)任的職業(yè)道德與操守。2.通過參與案例分組討論和實驗項目操作，培養(yǎng)學(xué)生溝通和團(tuán)隊協(xié)作精神。
二、課程體系構(gòu)建
本課程分為理論和實踐兩大部分，包括32學(xué)時的課堂講授和8學(xué)時的傳感器綜合實驗操作。課程體系整體框架如圖1所示。理論教學(xué)共8章內(nèi)容，包括緒論、信號及其描述、測試裝置的靜態(tài)和動態(tài)特性、常見傳感器的原理與應(yīng)用、信號調(diào)理與記錄、信號處理初步、測試技術(shù)在工程中的應(yīng)用以及虛擬儀器技術(shù)。其中，第二章信號及其描述主要包括信號的分類與描述，周期信號與離散頻譜，瞬變非周期信號與連續(xù)頻譜，隨機信號。第三章測量裝置的特性主要包括靜態(tài)特性，一階、二階動態(tài)特性，測試裝置對單位階躍信號的響應(yīng)，實現(xiàn)不失真測量的條件。第四章傳感器原理與應(yīng)用主要包括電阻式、電容式、電感式、磁電式、壓電式、熱電式與光電式傳感器，其他傳感器及智能傳感器，傳感器的選用原則。第五章信號調(diào)理與記錄主要包括電橋、調(diào)制與解調(diào)、濾波、信號放大、測試信號的顯示與記錄。第六章信號處理初步主要包括數(shù)字信號處理的基本步驟，相關(guān)分析及其應(yīng)用，功率譜分析及其應(yīng)用。第七章工程應(yīng)用中應(yīng)變、振動、轉(zhuǎn)速、溫度等常見工業(yè)參數(shù)的測量系統(tǒng)的構(gòu)建，理論與實驗緊密聯(lián)系，并結(jié)合第八章虛擬儀器技術(shù)開展基于Labview實現(xiàn)計算機數(shù)據(jù)采集。實踐課程共分為4個實驗，實驗項目為懸臂梁固有頻率的測量（驗證性實驗），轉(zhuǎn)速和溫度的綜合測試與分析（綜合性實驗），電子秤的設(shè)計（設(shè)計性實驗）。通過三個不同層次的實驗要求，結(jié)合豐富的傳感器與基于Labview的測控系統(tǒng)，學(xué)生通過親自動手操作基本上掌握工程測試的系統(tǒng)構(gòu)建和處理方法。培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，提高解決實際測試工程問題的能力。
三、基于“案例+實驗”教學(xué)的課程模式改革
機械工程測試技術(shù)關(guān)注新技術(shù)、新知識的導(dǎo)入，以案例+實驗教學(xué)驅(qū)動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)操作技能和創(chuàng)新意識[6]。本課程以多媒體演示、案例教學(xué)和實驗操作為主要方法和手段，堅持理論聯(lián)系實際的教學(xué)理念，共引入5個完整案例和4個實驗項目設(shè)計對所學(xué)知識進(jìn)行綜合運用。
（一）探索案例教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和能力
案例1為壓縮機齒輪箱故障診斷。通過齒輪箱振動信號頻譜分析，確定最大頻率分量，然后根據(jù)機床轉(zhuǎn)速和傳動鏈，找出故障齒輪。案例2為傳感器在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。該案例來源于教師服務(wù)地方項目———“基于Labview的果園智能系統(tǒng)設(shè)計”研究課題，通過構(gòu)建果園數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了空氣和土壤的溫濕度、光照、pH值、風(fēng)速風(fēng)向、CO2濃度等參數(shù)的檢測和數(shù)據(jù)傳輸，是傳感器應(yīng)用的綜合體現(xiàn)。案例3為濾波在鋼管無損探傷中的應(yīng)用。利用電渦流傳感器對鋼管進(jìn)行裂紋檢測時，由于外界干擾信號中含有低頻噪聲，通過低通濾波器處理后得到有用信號，分析高頻成分得到裂紋的程度和位置。案例4為互相關(guān)在管道泄漏檢測中應(yīng)用。根據(jù)互相關(guān)的性質(zhì)，提取出兩個信號之間的滯后時間，計算出泄漏點距離中心點的位置，并引申出如何消除誤判，增加系統(tǒng)檢測的可靠度。案例5為基于Labview的頻譜分析儀設(shè)計。利用Labview自帶頻譜分析模塊，通過簡單的圖形化編程實現(xiàn)對于信號的頻譜分析并顯示。
（二）精心設(shè)計實驗項目，建立以學(xué)生為主的應(yīng)用型實驗?zāi)Ｊ?/p>
學(xué)生根據(jù)傳感器綜合實驗臺提供的30幾種傳感器以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，構(gòu)建硬軟件系統(tǒng)，團(tuán)隊協(xié)作完成相關(guān)物理量的采集和分析，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力。實驗1為懸臂梁固有頻率測量。通過構(gòu)建懸臂梁結(jié)構(gòu)，在一端施加不同頻率的激勵，采用傳感器測量振動信號，分析該二階系統(tǒng)的頻譜特性，得到懸臂梁的固有頻率。實驗2為電子秤的設(shè)計。將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應(yīng)變片構(gòu)成的電橋電路轉(zhuǎn)化為電量輸出，從而實現(xiàn)質(zhì)量與電量之間的線性關(guān)系。實驗3和實驗4為基于Labview的轉(zhuǎn)速和溫度測量。利用YL2000傳感器綜合試驗臺，構(gòu)建轉(zhuǎn)速和溫度采集平臺，利用數(shù)據(jù)采集卡和PC機實現(xiàn)數(shù)字信號的采集和分析。
（三）豐富授課方式和手段，改革課程考核和評價方法
根據(jù)課程內(nèi)容協(xié)調(diào)采取多種教學(xué)方式和手段。理論性較強的內(nèi)容，宜采用板書為主的教學(xué)手段，比如頻譜分析的推導(dǎo)等；同時采用Labview作為機械工程測試信號分析與處理工具，構(gòu)建虛擬測試系統(tǒng)和信號分析虛擬環(huán)境，學(xué)生可以在課堂上直觀的觀察信號的構(gòu)成、信號的頻譜分析和數(shù)據(jù)采集過程，從而理解傅立葉變換的意義。此外，利用虛擬信號分析系統(tǒng)進(jìn)行仿真演示，如頻譜分析、濾波、相關(guān)分析等，加深對理論知識的理解。應(yīng)用性較強的內(nèi)容，比如傳感器，宜采用多媒體為主的教學(xué)手段，配合圖片、視頻、動畫演示等手段輔助教學(xué)。教學(xué)中結(jié)合工程案例，用演示實驗對實際測試的振動、溫度等信號進(jìn)行采集和分析，讓學(xué)生建立信號分析與實際應(yīng)用間的聯(lián)系。完善課程考核與評價體系，增加實驗考核比重。重點考查工程測試的基礎(chǔ)知識、基本概念、基本原理和測試方法，以及利用所學(xué)知識構(gòu)建一個簡單的測試系統(tǒng)。期末成績占60%，實驗成績占20%，過程考核占20%（課堂表現(xiàn)和考勤）。
關(guān)鍵詞：工程測試技術(shù)；教學(xué)；難點
一、《機械工程測試技術(shù)》課程概述
《機械工程測試技術(shù)》是各高等院校機械、自動化專業(yè)等工程類專業(yè)開設(shè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)性課程，是機械、電子、信息、力學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的交叉學(xué)科。本課程主要通過討論信號的描述和分析方法，傳感器、常用信號調(diào)理電路和記錄、顯示儀器的工作原理以及測試裝置基本特性的評價方法和不失真測試條件等方面的知識，要求學(xué)生深刻理解有關(guān)測試技術(shù)的基本理論、使用測試儀器對不同參數(shù)進(jìn)行測量和分析的方法和手段、動態(tài)測試所需要的基本理論、基本知識和基本技能，對機械工程中常見的被測物理量能比較正確的選用檢測裝置并完成檢測任務(wù)從而為進(jìn)一步研究和處理工程測試技術(shù)問題打好基礎(chǔ)。本文希望通過該門課程教學(xué)難點解析與探討，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、增強學(xué)生的動手能力與創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生較好地理解和掌握，培養(yǎng)機械工程類的專業(yè)人才。
二、《機械工程測試技術(shù)》課程的特點
《機械工程測試技術(shù)》綜合了傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、機械原理、信號分析與處理技術(shù)等技術(shù)理論，涉及機械工程領(lǐng)域中的非電量電測技術(shù)和其他測試技術(shù)等知識，是工業(yè)生產(chǎn)與科學(xué)研究不可或缺的重要技術(shù)手段，《機械工程測試技術(shù)》強調(diào)理論聯(lián)系實際、突出工程技術(shù)應(yīng)用，簡單的理論知識記憶和掌握并不能完成該課程的教學(xué)任務(wù)，它只是課程開設(shè)的主要教學(xué)目標(biāo)之一。學(xué)生在課堂教學(xué)中掌握的信號分析、數(shù)據(jù)處理、傳感器技術(shù)、測試系統(tǒng)方面的理論知識，在專業(yè)課程體系中起到的是承上啟下的知識銜接作用，是培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。
三、《機械工程測試技術(shù)》難點
1.課程內(nèi)容具有抽象性，不易理解。《機械工程測試技術(shù)》是工程類專業(yè)中綜合性很強的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，內(nèi)容涉及大量的數(shù)學(xué)知識，課程中有關(guān)信處理的部分涉及《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》和《高等數(shù)學(xué)》等課程、有關(guān)測試裝置的動態(tài)特性部分涉及《線性代數(shù)》和《機械控制工程》等課程，有關(guān)振動測試的部分有與《機械振動》等課程的內(nèi)容有關(guān)聯(lián)。因此，《機械工程測試技術(shù)》涉及到大量的較為抽象的高等數(shù)學(xué)知識，而對來數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱的工科學(xué)生來說如何將抽象的數(shù)學(xué)知識運用到機械工程測試技術(shù)的實踐當(dāng)中，成為學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的一個難點。2.課程涵蓋學(xué)科較為廣泛，對相關(guān)課程的理論知識要求較高。《機械工程測試技術(shù)》課程知識范圍廣，包括機械、電子、信息、力學(xué)、數(shù)學(xué)等多門學(xué)科，尤其前面測試信號分析理論部分，涉及到較多以前所學(xué)的高等數(shù)學(xué)知識，特別是積分變換知識，這就要求學(xué)生一方面要不斷地掌握高等數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)分析的內(nèi)容，另一方面又要不斷吸收全新測試技術(shù)知識，假如不能充分利用已學(xué)過的基礎(chǔ)知識并做到與新知識融會貫通，很容易造成各科知識內(nèi)容的銜接不太順暢，導(dǎo)致學(xué)生長期無法理解課程內(nèi)容，影響機械工程測試技術(shù)課程的教學(xué)效果。3.教學(xué)內(nèi)容與機械工程測試技術(shù)的發(fā)展存在脫節(jié)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，以及與國外相關(guān)領(lǐng)域交流的不斷加強，機械工程測試技術(shù)課程所屬的研究領(lǐng)域技術(shù)也在快速的更新與發(fā)展。但現(xiàn)在高校機械工程測試技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容還停留在以前的教學(xué)內(nèi)容之上，比較陳舊，無法跟上技術(shù)實際發(fā)展的水平。就譬如在機械工程測試技術(shù)課程中的傳感器技術(shù)、測試方法及測量裝置等教學(xué)內(nèi)容方面，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于當(dāng)前社會生產(chǎn)實踐以及相關(guān)技術(shù)發(fā)展的要求。4.實驗性教學(xué)的缺失。機械工程測試技術(shù)的實驗教學(xué)當(dāng)中存在著參差不齊的現(xiàn)象，各個學(xué)校之間也存在著一定的差距。許多學(xué)校該門課程受制于實驗條件狀況，許多復(fù)雜的測試實驗無法完成，造成學(xué)生在理解一些較為復(fù)雜的課程的時候，由于只有理論的概念，而無法直觀的參與實驗，在理解這面課程的時候就存在著一定的困難。而一些較為簡單的實驗的教學(xué)效果來看也不是很理想，著一方面與客觀的實驗條件限制有關(guān)，另一方面也與學(xué)生難以理解此門課程而選擇主觀放棄的思想有關(guān)。
四、改進(jìn)課程教學(xué)的措施研討
1.合理安排課程的教學(xué)內(nèi)容，突出重點教學(xué)內(nèi)容?！稒C械工程測試技術(shù)》在實際的教學(xué)過程當(dāng)中，可以不按照教材內(nèi)容安排的順利，打破教材之間的界限，例如可以不拘泥于傳統(tǒng)教學(xué)，打亂書本上介紹各種類型傳感器的順序，以基本物理量的測量為授課主線，分別介紹位移的測量、振動測量、壓力測量、溫度測量、應(yīng)變及力的測量等機械工程中常見物理量測量所采用的主要傳感器及其工作原理，不再按照現(xiàn)有單列章節(jié)的方式去介紹，從實踐教學(xué)中優(yōu)化教材的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，將教學(xué)內(nèi)容融會貫通，各部分知識點銜接有序，循序漸進(jìn)地結(jié)合起來，將知識的學(xué)習(xí)和掌握按照螺旋式上升的方向進(jìn)行融合，可以達(dá)到讓學(xué)生在了解傳感器相關(guān)知識的同時也知道主要作用，提高學(xué)生理論理解與實踐理解的能力。2.采用啟發(fā)討論式教學(xué)模式。在《機械工程測試技術(shù)》課程的教學(xué)過程當(dāng)中，可以采用難點問題啟發(fā)討論的模式，對于機械工程測試技術(shù)課程中的難點問題，鼓勵學(xué)生大膽發(fā)言，集體討論，在這個過程當(dāng)中，老師對扮演的角色不是一個解答者，而是引導(dǎo)者的作用，引導(dǎo)學(xué)生對提出的難點問題進(jìn)行思考，收集相關(guān)的資料，調(diào)查研究，指導(dǎo)學(xué)生研究發(fā)放，最終對學(xué)生提出的難點進(jìn)行解決，這樣可以讓學(xué)生真正的理解難點，掌握相關(guān)知識。3.講板書教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合。作為一門比較抽象的課程，機械工程測試技術(shù)課程也要借鑒多媒體將枯燥的文字內(nèi)容轉(zhuǎn)化成圖片傳達(dá)給學(xué)生，使用圖片記憶的方式幫助學(xué)生加強對知識的記憶。其次，可以通過軟件設(shè)計模擬動態(tài)測試，將動態(tài)測試過程形象化，使學(xué)生建立起測試與系統(tǒng)的感官認(rèn)識；再次，還能夠通過多媒體技術(shù)，將該領(lǐng)域最新的國內(nèi)外研究成果、知名研究學(xué)者、授課教師、本學(xué)院及本學(xué)校的科研成果介紹給學(xué)生，通過這種教學(xué)手段，增加了學(xué)生對本土科研成果的了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。4.改革試驗教學(xué)環(huán)節(jié)。實驗是機械工程測試技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分。目前，隨著信息技術(shù)與傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)社會對機械工程教學(xué)發(fā)展的要求，現(xiàn)在必須對試驗內(nèi)容進(jìn)行富有創(chuàng)造性建設(shè)意義的課程改革。在試驗內(nèi)容上要增強試驗的工程性、可操作性和現(xiàn)實性。在試驗方法上，要根據(jù)實驗室的條件，引導(dǎo)學(xué)生開展自行設(shè)計性實驗，充分發(fā)揮學(xué)生的主動能動性，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新探索能力，讓學(xué)生在解決實際問題的實踐中提高分析問題解決問題的應(yīng)變能力和創(chuàng)造能力。5.利用科研項目提高學(xué)生的動手能力。所謂實踐出真知，在剖析《機械工程測試技術(shù)》教學(xué)難點上可以采用項目實例的方法提高學(xué)生的理解力，以真實發(fā)生的實際案例，講解在其中所運用到的《機械工程測試技術(shù)》課程當(dāng)中涉及到的如何測試系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性、安防測試傳感器、設(shè)計測試系統(tǒng)等等有關(guān)方面的知識。
五、結(jié)束語
本文試圖通過對《機械工程測試技術(shù)》課程教學(xué)難點的分析，提出了一些在實際教學(xué)工作中總結(jié)出的經(jīng)驗性的解決方法，希望對《機械工程測試技術(shù)》這門課程今后的教學(xué)改進(jìn)有所裨益，廣大《機械工程測試技術(shù)》教員能夠以此來參考提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠自覺地學(xué)習(xí)和鉆研理論和實踐。
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關(guān)鍵詞:機械工程測試技術(shù);教學(xué)改革;認(rèn)知規(guī)律
《機械工程測試技術(shù)》是機械類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，課程集成了工程數(shù)學(xué)、大學(xué)物理，金屬與半導(dǎo)體材料、電工電子、信號分析、計算機技術(shù)等多門學(xué)科理論與技術(shù)，具有涉及學(xué)科面廣、知識容量大、理論分析較多、實踐操作性強、學(xué)時較少等特點［1］。對于機械專業(yè)學(xué)生，由于普遍而言本專業(yè)學(xué)生在電路、電子學(xué)以及信號分析與處理等電氣信息知識方面相對較弱，所以首次接觸本門課程時，在遇到信號的時域頻域變換和調(diào)制解調(diào)、系統(tǒng)動態(tài)特性分析等抽象概念時，學(xué)生普遍反映該課程理解難度大，思維方式較難適應(yīng)。若不能快速適應(yīng)課程的學(xué)習(xí)，部分學(xué)生將出現(xiàn)厭學(xué)甚至放棄本門課程的傾向［2］。然而，隨著目前機械裝備信息化程度的提升，測試技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛，有人斷言，衡量一臺機械設(shè)備機電一體化程度的高低關(guān)鍵就是看這臺機械設(shè)備上安裝的測試裝置的數(shù)量。因此，《機械工程測試技術(shù)》在機械類專業(yè)課程中的地位不是在降低，而是越來越重要。作為本門課程的授課教師，在教學(xué)實踐中，一直在嘗試改革創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容與方法，希望能用更通俗易懂的語言、更貼近生產(chǎn)實際的案例來讓學(xué)生徹底掌握測試技術(shù)，使他們能適應(yīng)機械行業(yè)對一名機械工程師在測試技術(shù)方面的要求。本文首先分析以往“機械工程測試技術(shù)”教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在的問題，然后對近幾年的教學(xué)改革進(jìn)行總結(jié)。
一、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題
(一)先修課程溫習(xí)環(huán)節(jié)薄弱
《機械工程測試技術(shù)》是為機械類專業(yè)本科生開設(shè)的一門偏信息化的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)這門課之前默認(rèn)學(xué)生已牢固掌握電工電子以及信號方面的知識。但從教學(xué)實踐來看，情況往往不容樂觀，部分學(xué)生在這些先修課程的掌握方面并不到位或有所遺忘，這就加大了《機械工程測試技術(shù)》授課教師的課程開展難度。如果學(xué)生不能積極調(diào)用先修課程的知識并與測試技術(shù)相結(jié)合，則隨著課程的開展，學(xué)生將會逐漸跟不上課程的進(jìn)度，喪失學(xué)習(xí)興趣［3］。
(二)教學(xué)內(nèi)容安排不符合機械專業(yè)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律
目前大部分機械工程測試技術(shù)的教材內(nèi)容編排是按照以下路線進(jìn)行:首先介紹測試技術(shù)的概要，并舉出幾例測試技術(shù)的工程實際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后，介紹信號及其時域頻域描述，接下來就是測試裝置的基本特性。隨后介紹常用的傳感器，再則是講解信號調(diào)理與信號處理。對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，這種編排并無不妥，但對于應(yīng)用型本科學(xué)生而言，這種編排虛實相間，軟硬交融，學(xué)生并不習(xí)慣這種遍排，容易找不到學(xué)習(xí)重點［4］。為了調(diào)動學(xué)生對學(xué)習(xí)測試技術(shù)的熱情，使學(xué)生既能掌握測試技術(shù)中有關(guān)傳感器器件的使用方法，理解傳感器信號變換的物理原理，又能掌握信號處理方面的知識，并能將測試技術(shù)理論應(yīng)用于機械工程實際案例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要針對應(yīng)用型本科學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，對課程進(jìn)行教學(xué)改革。
二、針對問題采取的教學(xué)改革措施
(一)針對特定教學(xué)內(nèi)容安排相應(yīng)溫習(xí)課程
根據(jù)教學(xué)實踐，學(xué)生在學(xué)習(xí)測試技術(shù)的過程中，難以做到靈活運用的先修課程內(nèi)容主要是三部分:1)用于信號分析的微積分知識;2)用于傳感器器件的電路分析與模擬電路知識;3)用于應(yīng)變、扭矩測量中的材料力學(xué)知識。為了能讓學(xué)生能順利學(xué)習(xí)后續(xù)相應(yīng)章節(jié)內(nèi)容，在章節(jié)開始前安排適當(dāng)?shù)臅r長復(fù)習(xí)這些先修內(nèi)容，使學(xué)生有的放矢，在一種準(zhǔn)備充分的心理狀態(tài)下學(xué)習(xí)新知識［5］。
(二)按照符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的章節(jié)順序進(jìn)行教學(xué)
基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，按照“先硬后軟”，“先實后虛”的順序安排教學(xué)。在《機械工程測試技術(shù)》的第一章，通過講解幾個測試方面的工程案例，幫助學(xué)生建立起學(xué)習(xí)測試技術(shù)的興趣后，不按照教材編排授課，跳過信號及其時域頻域分析一章，講解測試裝置基本特性一章節(jié)，重點幫助學(xué)生建立傳感器標(biāo)定這一概念，隨即進(jìn)行第三章，即“常用傳感器與敏感元件”的教學(xué)。作為應(yīng)用型本科，學(xué)生學(xué)習(xí)測試技術(shù)的重點在于理解常用傳感器的“非電———電”的物理變換原理，以及掌握傳感器的使用方法，至此，學(xué)生已經(jīng)對測試技術(shù)的物理實現(xiàn)有了比較清晰的認(rèn)識，再通過電橋、濾波器和放大器的學(xué)習(xí)，學(xué)生就完整掌握了一整套測試裝置的工作流程。在學(xué)習(xí)完以上章節(jié)后，再講授信號及其描述、調(diào)制解調(diào)以及信號處理，學(xué)生就能參照前面學(xué)習(xí)的測試裝置工作的物理過程，對照學(xué)習(xí)，不會感到無所適從。
三、結(jié)語
通過《機械工程測試技術(shù)》的教學(xué)與改革實踐，我們發(fā)現(xiàn)要適應(yīng)應(yīng)用型本科的專業(yè)教學(xué)，其核心還是在于要努力將教學(xué)內(nèi)容貼近學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，以實際應(yīng)用為導(dǎo)向開展教學(xué)，并且將教學(xué)內(nèi)容生動化、立體化、直觀化，這也為我們的教學(xué)提出了另一種思考方向。對于一門理論與實踐并重的課程，我們?nèi)绾巫プ≈攸c，如何使課程內(nèi)容在不失完備性的前提下又能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，這需要我們反復(fù)思考、認(rèn)真總結(jié)，相信隨著課程教學(xué)與改革經(jīng)驗的豐富，在不久的將來一定能收獲更為滿意的教學(xué)效果。
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“測試技術(shù)”是機械工程類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及機械、電子信息、自動化、儀器儀表等多個技術(shù)領(lǐng)域，專業(yè)性、理論性和實踐性都很強[1-3]。目前課堂教學(xué)實施中更側(cè)重講授基本理論、概念和方法，與機械工程專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用實踐的案例比較缺乏，啟發(fā)性和互動性不夠，學(xué)生普遍反映課程理論知識深奧、空洞、抽象，傳感器缺少實物對象、枯燥無味，學(xué)習(xí)效果不明顯，與工程實際的要求差距很大[4]，因此，教學(xué)方法改革與創(chuàng)新勢在必行。“測試技術(shù)”課程旨在通過測試技術(shù)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握測試技術(shù)的基本知識和技能，掌握測控系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本理論和方法，能夠合理選用測試方法和裝置構(gòu)建測試系統(tǒng)，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和處理機械工程技術(shù)問題打下基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容包括測試信號分析理論、傳感器和測試技術(shù)應(yīng)用三大主體部分，在教學(xué)實踐中存在著以下主要問題：（1）在傳感器章節(jié)中，與傳感器測量電路所直接相關(guān)的電橋、調(diào)制與解調(diào)等內(nèi)容在傳感器之后的章節(jié)中才具體講授，這樣就造成了學(xué)生在傳感器學(xué)習(xí)中缺乏相應(yīng)的知識儲備，教師講課中也難以深入講授相關(guān)內(nèi)容，出現(xiàn)了前后脫節(jié)的矛盾；（2）現(xiàn)有教材內(nèi)容大多以單列章節(jié)的形式介紹了機械工程常見物理量的測量方法，如位移測量、振動測試、應(yīng)變與力測量等內(nèi)容，但是，由于受到教學(xué)課時的限制，這些內(nèi)容往往不能被充分地講授，有些內(nèi)容甚至需要學(xué)生自學(xué)完成，達(dá)不到設(shè)置這些教學(xué)內(nèi)容的初衷；（3）現(xiàn)有教材中的案例設(shè)置存在著碎片化、單一化、表面化的不足，缺乏能夠?qū)⒔滩膬?nèi)容有機融合、工程背景較強、綜合性較強的機械工程測試應(yīng)用實例，學(xué)生學(xué)完課程后不容易建立起比較完整的動態(tài)測試的基本概念，難以做到融會貫通，靈活地利用所學(xué)的知識搭建測試系統(tǒng)，實現(xiàn)對機械工程常見物理量的測試。針對目前課程教學(xué)中存在的不足，筆者在“測試技術(shù)”教學(xué)實踐過程中進(jìn)行了一系列的研究與探索，取得了一定的成效，將其總結(jié)如下：
2重構(gòu)教學(xué)結(jié)構(gòu)，打破現(xiàn)有章節(jié)之間的限制，突出教學(xué)內(nèi)容的連貫性
本課程在教學(xué)實踐中，重點圍繞傳感器這一核心章節(jié)中存在的問題，提出了“瞻前顧后”的教學(xué)思想與方法，探索重構(gòu)合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)與順序：所謂“瞻前”，是指在傳感器測量電路教學(xué)中，簡要介紹與之密切相關(guān)的電橋電路、調(diào)制與解調(diào)的基本原理，幫助學(xué)生從直觀角度理解教材相關(guān)內(nèi)容。待講授到信號的調(diào)理與記錄章節(jié)時，將電橋電路、調(diào)制解調(diào)的基本理論與前面所講的傳感器測量電路中的內(nèi)容進(jìn)行重新組合，通過傳感器測量電路來講解電橋、調(diào)制解調(diào)的工作原理與主要應(yīng)用，既幫助學(xué)生深化了傳感器測量電路的知識，又理解了信號調(diào)理的基本原理與方法，實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的前后呼應(yīng)和有機統(tǒng)一。所謂“顧后”，是指在傳感器教學(xué)過程中，打破教材現(xiàn)有章節(jié)之間的界限與教材內(nèi)容的固有結(jié)構(gòu)，不再因循傳統(tǒng)地介紹各種類型傳感器的順序，而是以基本物理量的測量為授課主線，分別介紹位移的測量、振動測量、壓力測量、溫度測量、應(yīng)變及力的測量等機械工程中常見物理量測量所采用的主要傳感器及其工作原理，不再遵循現(xiàn)有單列章節(jié)的方式去介紹，這樣就可以將教材內(nèi)容有機結(jié)合、優(yōu)化重構(gòu)，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)傳感器知識的同時一并了解此類傳感器的主要應(yīng)用，回歸到合理選用傳感器實現(xiàn)測量的基本要求，達(dá)到了雙重學(xué)習(xí)的目的，提高了教學(xué)的效率和質(zhì)量。
3以系統(tǒng)觀點優(yōu)化教材體系，突出教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性和邏輯性
“測試技術(shù)”教材在編寫體系上缺乏統(tǒng)一性，不同教材在章節(jié)順序和內(nèi)容編排上差異較大，缺乏合理的內(nèi)在邏輯。筆者在教學(xué)實踐中提出以系統(tǒng)論的觀點來重新優(yōu)化教材的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)置教學(xué)內(nèi)容的觀點，其核心思想是從宏觀上使學(xué)生能建立起機械測試系統(tǒng)整體的概念和框架，幫助學(xué)生掌握如何建構(gòu)測量系統(tǒng)，如何實現(xiàn)信號的采集與分析，最終回歸到能夠獨立地實現(xiàn)對機械工程中常見參量的測量與分析。還提出了以“信號及測試裝置是什么—如何采集信號—如何分析處理信號—機械測試系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用”的邏輯順序，重構(gòu)教材結(jié)構(gòu)、安排教學(xué)內(nèi)容，突出課程的系統(tǒng)性、邏輯性和綜合性，并以這樣的順序編寫了教材大綱和講義?！皽y試技術(shù)”是一門實踐性和應(yīng)用性很強的課程，教材中除了對于基本理論知識的敘述外，更需要突出“工程化”和“案例化”，強化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，并能夠及時體現(xiàn)測試技術(shù)的發(fā)展趨勢。在工程案例的設(shè)計與選擇上，突破了現(xiàn)有教材案例的局限和不足，引入機械工程測試綜合應(yīng)用實例一個章節(jié)，以車輛電子技術(shù)、機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、機械產(chǎn)品性能測試等典型工程案例為應(yīng)用背景，著力介紹機械工程測試技術(shù)的基本理論與方法在這些領(lǐng)域的主要應(yīng)用。以綜合實例解構(gòu)教材各章節(jié)內(nèi)容，將教材章節(jié)中的關(guān)于信號的采集與傳感器選型、測試信號的處理與分析、計算機測試系統(tǒng)等所學(xué)內(nèi)容完整體現(xiàn)出來進(jìn)行剖析與講解，使得學(xué)生通過對綜合工程實際問題深入、系統(tǒng)、本質(zhì)的認(rèn)識和理解，達(dá)到課程學(xué)習(xí)對于培養(yǎng)學(xué)生能合理選用測試裝置，并初步掌握靜、動態(tài)測量的基本知識和技能的要求，達(dá)到培養(yǎng)分析和解決問題能力的要求。
4完善課程考核方法，探索課程目標(biāo)達(dá)成狀況監(jiān)控及評價機制
完善課程考核評價方法，探索課程目標(biāo)達(dá)成狀況監(jiān)控及評價機制：在教學(xué)實踐中，以能力評價為導(dǎo)向、突出學(xué)習(xí)的過程性，探索建立能力和素質(zhì)等多方面結(jié)合的測試技術(shù)課程成績綜合評價體系，改變傳統(tǒng)的僅靠一張試卷的成績評定方式，以考核促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和興趣，以考核體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合效果。以學(xué)習(xí)中的問題為切入點，鼓勵學(xué)生利用課外時間結(jié)合課程內(nèi)容自主設(shè)計大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃項目，參加機械創(chuàng)設(shè)設(shè)計競賽等。將課程學(xué)習(xí)從課內(nèi)延伸到課外，通過實踐中的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)主動性，既解決了學(xué)習(xí)中的難點問題，同時加深了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，促進(jìn)了學(xué)生綜合能力的提高。開設(shè)機械系統(tǒng)測控實驗課程，與理論課程同步進(jìn)行，將實驗內(nèi)容與理論課程相銜接并進(jìn)行了必要的拓展。提高了學(xué)生的興趣，改變了實驗僅作為課堂教學(xué)附屬的現(xiàn)象。綜合理論知識考查、課程實驗與課程設(shè)計、開放性課題研究等情況進(jìn)行綜合考核，突出理論學(xué)習(xí)、實踐、創(chuàng)新等多方面素質(zhì)和能力的考評，體現(xiàn)形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合，建立課程群進(jìn)程式、多渠道、多方式的評價機制。
5基于課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力
結(jié)合高等教學(xué)心理學(xué)關(guān)于知識、技能學(xué)習(xí)的相關(guān)理論，設(shè)計教學(xué)方案，制定教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量。不僅重視提高學(xué)生的知識技能，還特別注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的思想與方法，將這一思想逐步融入測試技術(shù)教學(xué)的具體環(huán)節(jié)中。一方面引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握以整體觀和系統(tǒng)論分析解決問題的基本方法與思路，逐步學(xué)會將一個較復(fù)雜的問題分層次、分步驟去研究，幫助學(xué)生通過具體的工程項目和案例，建立起機械測試系統(tǒng)整體的觀念，進(jìn)而建立起各章節(jié)之間的有機聯(lián)系，而不是孤立地去學(xué)習(xí)各章節(jié)的內(nèi)容，進(jìn)一步去學(xué)習(xí)課程中涉及的基本理論和方法，同時也進(jìn)一步熟悉如何通過所學(xué)知識去解決具體工程實際問題的思路和方法。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生感覺頻域和頻譜的概念抽象，不如時域理解起來直觀，因此要著力強調(diào)并培養(yǎng)學(xué)生從多個角度去分析問題、解決問題的能力。如理解信號的描述既可以從比較熟悉的時域上進(jìn)行描述，同時也可以從頻域角度進(jìn)行描述，需要去理解從頻域角度去分析、描述信號的優(yōu)點，同時也要認(rèn)識到信號不同描述之間是可以互相轉(zhuǎn)換的，將這些不同角度獲得的關(guān)于信號的信息綜合起來就可以獲得對其比較全面的認(rèn)識。學(xué)習(xí)這些方法和思想，不僅對于學(xué)生理解課程本身知識極其重要，同時對于其他課程的學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題能力的提高都有重要意義。
6結(jié)語
1.1界面的設(shè)計工作在信號分析
界面主要是通過GUI圖形用戶界面菜單的編輯器來設(shè)計的。根據(jù)信號分析的結(jié)構(gòu)劃分，系統(tǒng)的主頁面由多個子窗體的模塊共同組成，分別為：系統(tǒng)簡介、信號分析、推出系統(tǒng)等。只要單機主頁面上面的模塊鍵就可以打開相應(yīng)的子窗體。并且所有功能的模塊都是MATLAB系統(tǒng)應(yīng)用程序，在每個子窗體模塊中還有多個典型信號，其中有方波信號、脈沖波信號等。典型信號的分析還包括實頻譜、虛頻譜、相位譜等，相關(guān)的分析還有正弦、余弦、方波、脈沖波等信號的自相關(guān)與互相關(guān)的分析；加窗處理涵蓋鋸齒波、三角波、方波等信號的窗處理，窗函數(shù)還有漢寧窗、哈明窗、矩形窗等。除此之外，在典型的信號分析中，想要保證圖形的精確性，還要進(jìn)行加窗與選取采樣點工作。這樣每一個模塊的顯示的內(nèi)容就會用菜單的形式很好的體現(xiàn)出來。
1.2通過舉例進(jìn)行分析
在實際教學(xué)過程中，信號測試分析及處理就可以直接應(yīng)用先前所設(shè)計完成的信號分析應(yīng)用軟件，并且在輔助教學(xué)工具在實際應(yīng)用過程中，只需要進(jìn)行菜單電機就可以完成，就以就對分析正弦信號的譜舉例說明。給出正弦波的信號為y=8sin（10π）t，并根據(jù)數(shù)據(jù)來求出信號的實頻譜、相位譜、虛頻譜等求出。然后點擊MATLAB信號分析應(yīng)用軟件，就會出現(xiàn)測試信號分析主頁面圖；再次點擊頁面中的正弦信號分析就可以進(jìn)入正弦信號的分析主頁面圖。在選擇相應(yīng)的參數(shù)時，要注意頻率在6Hz左右，取300個采樣點，漢寧窗的寬度為300，點擊繪圖就可以得出正弦波信號y=5sin（10π）t的結(jié)果。求出結(jié)果為：相頻譜、實頻譜顯示為0，虛頻譜為±3.5，雙邊幅值譜為3.5，功率譜為13.5等等。根據(jù)上述的舉例分析可了解到，設(shè)計的信號分析應(yīng)用軟件具有簡便性，并且界面顯示很好，比較適合上課測驗、演示等。當(dāng)然，對于測試技術(shù)試驗及工程領(lǐng)域此技術(shù)仍然可以很好的使用。
2合理搭配與實際應(yīng)用
將MATLAB及測試信號的分析應(yīng)用軟件應(yīng)用在教學(xué)中可以取得很好的教學(xué)效果。對于教師而言，在上課中可以在講解同時還進(jìn)行演示，對于一些比較抽象的問題就可以用仿真圖形來進(jìn)行仿真演示，這樣會使分析結(jié)果非常清楚，減少了教師板書的書寫及作圖步驟所用的時間，在很大程度上提升了教學(xué)效率，教學(xué)質(zhì)量也隨之提升。然而對于學(xué)生來講，軟件的應(yīng)用可以幫助學(xué)生們進(jìn)行深刻記憶與理解，可以作為學(xué)生預(yù)習(xí)的材料，幫助學(xué)生們解決困難習(xí)題等。此軟件的應(yīng)用充分的表現(xiàn)出MAT-LAB的靈活性，還可以對學(xué)生們起到規(guī)范作用，學(xué)生們在教師的幫助下，可以自己設(shè)計一些工具箱，無形中提升了學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性。雖然MATLAB及測試信號的分析應(yīng)用軟件具有很多優(yōu)勢，但是在測試教學(xué)中也有其自身的特色，在進(jìn)行公式推算中，相比應(yīng)用板書會取得更好的效果。因為板書可以將內(nèi)容保留一段時間，方便學(xué)生們進(jìn)行比較分析。軟件的應(yīng)用主要偏于結(jié)果，所以在以后的機械工程測試技術(shù)教學(xué)中，要將軟件應(yīng)用與其他教學(xué)方法進(jìn)行科學(xué)合理的搭配使用，這樣才能充分發(fā)揮出其自身優(yōu)勢。
3總結(jié)
機械工程測試技術(shù)是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程綜合了許多新技術(shù)、新知識，內(nèi)容抽象，理論性和實踐性很強。長期以來，課程教學(xué)內(nèi)容分散、雜亂，新內(nèi)容新知識不能被及時擴充，總的教學(xué)學(xué)時不斷被縮減，教學(xué)方式單一，實驗和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)非常薄弱，學(xué)生普遍反映該課程較難掌握。然而，面對測試技術(shù)在機械工程領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，為使學(xué)生能夠更好學(xué)好該門課程，適應(yīng)高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)工程應(yīng)用人才的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行《機械工程測試技術(shù)》課程的教學(xué)改革尤為必要。
二、存在問題
國外各高校非常重視《機械工程測試技術(shù)》課程教學(xué)，課堂教學(xué)與實驗教學(xué)同等重要，實驗環(huán)境比較開放，研究性和綜合性實驗比例較大，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。目前，我國的《機械工程測試技術(shù)》以課堂教學(xué)為主，實驗教學(xué)為輔，而且在教學(xué)內(nèi)容、方式和實驗方面存在著一系列的問題。教學(xué)內(nèi)容方面，教材老化，新知識和新技術(shù)難以及時擴充到教學(xué)中，使教學(xué)內(nèi)容不能得到及時更新；目前課堂教學(xué)時間課時偏少，體現(xiàn)最新科技的章節(jié)內(nèi)容部分沒有多余的課時進(jìn)行講解。教學(xué)方式以多媒體、口述和板書為主，課堂上以教師為中心，學(xué)生被動的學(xué)習(xí)知識，很難培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新能力；考核方式單一，學(xué)生的考核以期末考試成績?yōu)橹鳎诜侵R性因素平時成績?yōu)檩o，學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力得不到有效考核和體現(xiàn)。實驗教學(xué)方面，實驗設(shè)備陳舊，實驗手段落后，實驗內(nèi)容偏少，多以原理驗證性實驗為主，研究性和綜合設(shè)計性實驗較少，不能很好地鍛煉學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維；考評方面，一直沿著講解、指導(dǎo)、批改實驗報告的模式，輕動手能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。面對機械工程測試技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式很難適應(yīng)時展的潮流。因此，以特色名校建設(shè)為契機，有必要對我校機械工程測試技術(shù)課程在教學(xué)內(nèi)容、方式和實驗方面加大教學(xué)改革力度，進(jìn)一步提高我校人才培養(yǎng)質(zhì)量，強化特色名校工程內(nèi)涵建設(shè)。
三、課程教學(xué)改革
本文針對該課程教學(xué)中存在的上述問題，擬在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和實驗教學(xué)三個方面開展如下改革。
（一）機械工程測試技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與完善
本課程教學(xué)內(nèi)容比較分散，學(xué)習(xí)中不利于掌握整個知識體系，需要在教學(xué)中應(yīng)盡量淡化各知識點的分界，注重教學(xué)內(nèi)容的層次性和系統(tǒng)性。因此，以基本理論和方法為基礎(chǔ)，以信號流程為主線，以測試系統(tǒng)框圖為骨架，將各個模塊課程內(nèi)容貫穿起來，使學(xué)生建立起完整的測試系統(tǒng)概念。教學(xué)過程中正確處理理論知識與實踐技術(shù)的關(guān)系，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化與完善，課堂教學(xué)重點放在課程的基本概念、原理和方法上，同時通過穿插講解工程應(yīng)用案例，并適當(dāng)介紹本學(xué)科領(lǐng)域的新成果和新應(yīng)用，既可以使學(xué)生打下堅實的基礎(chǔ)又可以開闊眼界，將會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
（二）機械工程測試技術(shù)教學(xué)方法改革
目前機械工程測試技術(shù)教學(xué)方法上以“教師”為主體，學(xué)生則被動吸收知識，該模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，已經(jīng)不能完全適應(yīng)新形勢下課程教學(xué)任務(wù)。為此，需要改變灌輸式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，建立以“教師”為主導(dǎo)和以“學(xué)生”為主體的新型教學(xué)模式，充分發(fā)揮了教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主觀能動性。在新型教學(xué)模式指導(dǎo)下，采用多元化教學(xué)手段，將多媒體教學(xué)、板書、演示和實物結(jié)合起來，應(yīng)用文字、圖形、聲音、動畫等多種媒體素材使抽象和枯燥的理論形象化和生動化。針對不同的內(nèi)容可以采用啟發(fā)式、參與式、基于問題、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法，在教師的引導(dǎo)下，注重以生活實例和工程案例設(shè)疑式地啟發(fā)學(xué)生，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，提出問題，以學(xué)生為主體對實例中所涉及到的基本原理和方法展開積極課堂討論，以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析和解決實際問題的能力，激發(fā)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)造性思維能力。有條件的情況下，也可以結(jié)合虛擬儀器教學(xué)平臺，在課堂上綜合運用多媒體教學(xué)系統(tǒng)，建立一個理論與實踐一體的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)環(huán)境，加強教師與學(xué)生的互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，為了使學(xué)生能夠在課后可以及時溫習(xí)和回顧課堂知識，做到融會貫通和綜合應(yīng)用，在每節(jié)理論課后，為學(xué)生留出適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)，在規(guī)定時間內(nèi)完成學(xué)習(xí)報告，教師在課堂上對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行答辯，對出現(xiàn)的問題及時解答，使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)一步的深化和提高。在理論考核方面通過出勤、作業(yè)、課堂討論和期末考試進(jìn)行綜合考評，改變傳統(tǒng)一考定結(jié)論的弊端。
（三）機械工程測試技術(shù)實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)
由于機械工程測試技術(shù)課程理論性強，應(yīng)用過程抽象，實驗教學(xué)是深化本課程學(xué)習(xí)的必有途徑。目前國外將機械工程測試技術(shù)定位為實驗課，實驗教學(xué)尤為重要，主要通過實驗環(huán)節(jié)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，國內(nèi)實驗教學(xué)方便有所欠缺。為培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，應(yīng)建立以學(xué)生為中心的多層次、應(yīng)用型實驗?zāi)Ｊ?，將開設(shè)實驗分為基礎(chǔ)性實驗、驗證性、研究性和綜合性四個不同的層次，增加研究性實驗和綜合性實驗的比例，滿足學(xué)生對該課程各階段學(xué)習(xí)的不同要求，以此提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、工程實踐能力和創(chuàng)新精神。有條件的情況下可以組織成立研究型學(xué)習(xí)小組，在課題組教師指導(dǎo)和幫助下，積極參與研究項目中的一些工作，完成項目研究報告，教師對項目成果給予評定。充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)，開發(fā)網(wǎng)上虛擬實驗系統(tǒng)，為學(xué)生提供開放性實驗環(huán)境，在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨立完成自主實驗。基于該自主開放式研究性實驗平臺，可以擴展課堂教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生的視野，全面提升學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神。為學(xué)生構(gòu)建基于虛擬儀器的創(chuàng)新設(shè)計平臺，開展虛擬儀器案例教學(xué)，將虛擬實驗與理論教學(xué)有機融合在一起，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和解決實際問題的能力。
四、結(jié)束語
