層次化實驗體系在測試技術課程中的應用

李一男++譚苗苗

摘 要：“測試技術”是我國高校工科的專業基礎課程，課程內容包括了測試系統的特性、信號的分析處理、常用傳感器、虛擬儀器設計等內容。當今學生的學習習慣和性格相比從前發生了巨大變化，傳統的講授為主，實驗為輔，以教師為中心的教學模式已經不能適用。實驗和實踐在教學過程中發揮著越來越重要的作用，針對原來測試技術課程實驗存在的不足，引入層次化實驗結構體系，結合測試技術課程特點，將實驗分為多個層次，滿足不同學生的需求，調動學生的學習積極性和自主性，提高教學質量。

關鍵詞：測試技術 層次化 實驗教學 應用

中圖分類號： G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0137-02

The application of hierarchical experimental system in the course of testing technology

LI Yinan Tan Miaomiao

（Beijing Union Univorsity，Beijing，100012，China）

Abstract：The experimental teaching and social practice is become more and more important in the process of course-teaching. In response to the shortcomings in traditional experiment of Test technology， hierarchical experimental teaching structure system is introduced. By combing with the characteristics of the course， the experiment are divided into multiple levels to meet different needs of students. The purpose is to mobilize the enthusiasm and initiative of the students， improve the quality of teaching.

Key Words：Testing technology；Hierarchical；Experimental teaching；Application

“測試技術”是我國高校工科的專業基礎課程，課程內容包括了測試系統的特性、信號的分析處理、常用傳感器、虛擬儀器設計等內容。當今學生的學習習慣和性格相比從前發生了巨大變化，傳統的講授為主，實驗為輔，以教師為中心的教學模式已經不能適用。目前測試技術實驗課程的教學內容都是預先設計好的、獨立的、前后內容銜接欠流暢，缺乏綜合性及創新性的實驗機會，存在以下問題：學生做實驗時多數處于被動狀態；注重實驗結果，輕視實驗過程；實驗與工程實際和科研訓練聯系少；學生做實驗時缺乏創新意識和探索精神，導致學生普遍存在對測試基本概念和物理含義的理解不透徹，對測試基本方法和手段掌握不熟練，對測試系統的構成和測試技術的運用不自如的問題。針對以上問題，提出層次化實驗體系，由淺入深，不同級別的得分不同，激發學生學習的積極性和主動性。

1 測試技術層次化實驗體系的構建

由于傳統的講授為主的方式不能達到良好的教學效果，故提出層次化實驗體系。該體系通過實際案例和實驗來引出相關的基本理論，在動手實踐的過程中加深對概念的理解，并鼓勵學生發揮想象力，提升創新能力。整個結構分為4個層次，即演示實驗、基礎實驗、項目實驗和創新實驗。如圖1所示。

1.1 演示實驗

由于時代的變遷，學生也發生了很大變化，目前課本更新速度較慢，范例比較舊，與當今最新技術的發展應用脫節，老師通過PPT講解的方式不能很好的激發學生的興趣，無法達到良好的教學效果。在課上增添有代表性的演示性實例實驗，將原理概念由生動的例子引出，使學生對理論知識的理解更直觀，更真實，從而激發學習熱情。例如拿當今測試技術集成度比較高的機器人作為實例，通過演示最新機器人的功能、應用，以及科幻電影中機器人未來的發展趨勢，闡述其中應用到的測試技術相關原理，提高學生的興趣度，從而達到良好的教學效果。

1.2 基礎實驗

基礎實驗是選用傳感器綜合實驗儀器，學生根據被測對象的不同，選用傳感器，通過連線，整合測試系統，完成測試。該部分是必修部分，目的是讓學生加強對傳感器工作原理的理解，了解信號的處理過程，掌握基本測試設備的使用，明確測試系統的基本組成。學生需要完成8學時的基礎實驗，內容在給定范圍內任選，完成該部分內容，實驗得分在60～70之間。基礎實驗內容如表1所示。

1.3 項目實驗

項目實驗是為了結合工程實際，對工業測控設備進行了微縮，讓學生完成綜合性、應用性更強的實驗。目前實驗室有模擬工廠運輸物品的環形輸送線平臺，旋轉機械簡化來的轉子實驗平臺，模擬遠距離測距的平臺。學生可利用LabView仿真平臺，選用多種傳感器，搭建綜合測試系統，完成傳感器的選擇、安裝連線，信號采集處理，程序設計和界面設計，對被測對象的狀態和相關參數進行測量，目的是讓學生加強對整個測試系統各個環節的了解。該部分四個項目任選其一，學時為8學時，學生可以2～3人組成一個小組，共同完成，提供學生的團隊合作能力。最后根據完成情況教師予以給分，實驗得分在70～85之間。項目實驗內容如表2所示。

1.4 創新實驗

創新實驗則是完全發揮學生的想象空間，根據學生自己的興趣，與老師商討確定可行的方案，完成相關內容。實驗室配有多種傳感器，NI ELVS可方便學生搭建硬件電路，配合LabVIew環境，可以快速建立測試系統，軟硬件聯調，真正實現了創新。該部分需要學生提前預約實驗室，申請使用的設備，教師根據學生完成情況，予以給分。

2 教學效果

層次化實驗模式一共有3個班級參與，課程結束后對學生進行了問卷調查和實驗完成情況總結。調查顯示，92%的學生喜歡這種教學模式，希望增加演示實例；80%的學生希望增加和實際工程項目相關的實驗內容。實驗完成情況總結如下：有20%的同學只完成基礎實驗部分，就不再往下進行；大部分同學的學習積極性明顯提高，80%的學生會選擇完成項目實驗，有13%的同學進行了創新實驗。由于實驗設計難度由淺入深，循序漸進，讓課程變得更生動，更人性化，且無形中加入了晉級機制，因材施教，激發學生的興趣，使學生可以更好的掌握基本理論知識，提高動手能力、團隊合作能力和創新能力。總體來看，層次化的實驗教學體系能有效提高“測試技術”課程的教學效果。

參考文獻

[1] 劉吉軒，張小棟，陳花玲.測試技術層次化實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2013（1）：125-131。

[2] 謝里陽，孫紅春，韓明.“機械工程測試技術”層次化實驗教學體系的實現[J]. Third International Conference on Education Technology and Training （ETT），2010：376-378.

[3] 郭明喜，高媛媛.層次化實驗體系在通信原理教學中的應用[J].中國電力教育：上，2012（11）：109-110.endprint