面向應用型本科的《機械工程測試技術》課程教學改革的探討

周超倫

摘 要：“機械工程測試技術”是一門令機械類專業學生普遍感到有一定學習難度的課程，其原因在于課程內容既有極強的理論性，又富含大量實踐的內容，尤其對于應用型本科學生而言，往往覺得課程內容枯燥、難懂，繼而失去學習熱情。

針對這些問題，文章分析了問題產生的原因，并相應提出了改革方法，提高了學生學習興趣，教學效果獲得改觀。

關鍵詞：機械工程測試技術；教學改革；認知規律

《機械工程測試技術》是機械類專業的技術基礎課，課程集成了工程數學、大學物理，金屬與半導體材料、電工電子、信號分析、計算機技術等多門學科理論與技術，具有涉及學科面廣、知識容量大、理論分析較多、實踐操作性強、學時較少等特點[1]。對于機械專業學生，由于普遍而言本專業學生在電路、電子學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制解調、系統動態特性分析等抽象概念時，學生普遍反映該課程理解難度大，思維方式較難適應。若不能快速適應課程的學習，部分學生將出現厭學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，測試技術在機械制造領域的應用愈加廣泛，有人斷言，衡量一臺機械設備機電一體化程度的高低關鍵就是看這臺機械設備上安裝的測試裝置的數量。因此，《機械工程測試技術》在機械類專業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，在教學實踐中，一直在嘗試改革創新教學內容與方法，希望能用更通俗易懂的語言、更貼近生產實際的案例來讓學生徹底掌握測試技術，使他們能適應機械行業對一名機械工程師在測試技術方面的要求。

本文首先分析以往“機械工程測試技術”教學過程中發現存在的問題，然后對近幾年的教學改革進行總結。

一、傳統教學模式存在的問題

（一）先修課程溫習環節薄弱

《機械工程測試技術》是為機械類專業本科生開設的一門偏信息化的專業技術基礎課，在學習這門課之前默認學生已牢固掌握電工電子以及信號方面的知識。但從教學實踐來看，情況往往不容樂觀，部分學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》授課教師的課程開展難度。如果學生不能積極調用先修課程的知識并與測試技術相結合，則隨著課程的開展，學生將會逐漸跟不上課程的進度，喪失學習興趣[3]。

（二）教學內容安排不符合機械專業學生的認知規律

目前大部分機械工程測試技術的教材內容編排是按照以下路線進行：首先介紹測試技術的概要，并舉出幾例測試技術的工程實際應用，激發學生的學習興趣。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，再則是講解信號調理與信號處理。對于基礎較好的學生，這種編排并無不妥，但對于應用型本科學生而言，這種編排虛實相間，軟硬交融，學生并不習慣這種遍排，容易找不到學習重點[4]。

為了調動學生對學習測試技術的熱情，使學生既能掌握測試技術中有關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，并能將測試技術理論應用于機械工程實際案例，培養學生的創新能力，需要針對應用型本科學生的學習特點，對課程進行教學改革。

二、針對問題采取的教學改革措施

（一）針對特定教學內容安排相應溫習課程

根據教學實踐，學生在學習測試技術的過程中，難以做到靈活運用的先修課程內容主要是三部分：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）用于應變、扭矩測量中的材料力學知識。為了能讓學生能順利學習后續相應章節內容，在章節開始前安排適當的時長復習這些先修內容，使學生有的放矢，在一種準備充分的心理狀態下學習新知識[5]。

（二）按照符合學生認知規律的章節順序進行教學

基于學生的認知規律，按照“先硬后軟”，“先實后虛”的順序安排教學。在《機械工程測試技術》的第一章，通過講解幾個測試方面的工程案例，幫助學生建立起學習測試技術的興趣后，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，重點幫助學生建立傳感器標定這一概念，隨即進行第三章，即“常用傳感器與敏感元件”的教學。作為應用型本科，學生學習測試技術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，學生已經對測試技術的物理實現有了比較清晰的認識，再通過電橋、濾波器和放大器的學習，學生就完整掌握了一整套測試裝置的工作流程。在學習完以上章節后，再講授信號及其描述、調制解調以及信號處理，學生就能參照前面學習的測試裝置工作的物理過程，對照學習，不會感到無所適從。

三、結語

通過《機械工程測試技術》的教學與改革實踐，我們發現要適應應用型本科的專業教學，其核心還是在于要努力將教學內容貼近學生的認知規律，以實際應用為導向開展教學，并且將教學內容生動化、立體化、直觀化，這也為我們的教學提出了另一種思考方向。對于一門理論與實踐并重的課程，我們如何抓住重點，如何使課程內容在不失完備性的前提下又能充分調動學生的學習熱情，這需要我們反復思考、認真總結，相信隨著課程教學與改革經驗的豐富，在不久的將來一定能收獲更為滿意的教學效果。

參考文獻：

[1]吳世雄，王成勇.“機械工程測試技術”教學改革的探索[J].廣東工業大學學報（社會科學版），2007（7）：108-109.

[2]梁健.“機械工程測試技術”課程教學難點突破[J].廣東工業大學學報（社會科學版），2009（9）：146-148.

[3]張志剛，石曉輝，富麗娟.“機械工程測試技術”課程理論教學的改革與創新[J].創新教育，2011（23）：147-148.

[4]龍慧，胡松喜.“機械工程測試技術基礎”本科課程教學方法探討[J].裝備制造技術，2016（5）：255-257.

[5]張鳳生，王海峰.機械工程測試技術課程教學改革與實踐[J].教學研究，2012（35）：92-94.