基于“兩學一做”的機械工程測試技術課程改革研究

秦波，韓軍，石煒，楊斌

（內蒙古科技大學機械工程學院，內蒙古包頭，014010）

基于“兩學一做”的機械工程測試技術課程改革研究

秦波，韓軍，石煒，楊斌

（內蒙古科技大學機械工程學院，內蒙古包頭，014010）

機械工程測試技術是一門多學科融合的課程，在實際教學中，因其具有強理論、強實踐的特點，學生普遍反映“難入門”、“難理解”，學習積極性差。對此以學生為中心，結合教師主持的科研項目及學校的行業(yè)背景，提出了“課堂上學理論、試驗時學操作，科研項目做測試”的學習模式。激發(fā)學生的學習和科研興趣的同時，使其認清該課程的知識脈絡體系，并掌握測試技術在機械工程領域中的應用，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐能力具有重要意義。

機械工程；測試技術；課程改革；兩學一做

0 引言

機械工程測試技術是我校機械電子工程專業(yè)的一門必修課，其主要教學內容包括信號分析理論、傳感器原理、位移測量和振動測試等工程應用[1]。課程的章節(jié)體系較為松散，學生學起來相當枯燥，難入門[2]。根據(jù)學時數(shù)情況、實驗教學條件及國內外測試技術課程的調研，結合教師主持的科研項目和我校的行業(yè)背景，提出了“兩學一做”的教學模式，即一方面通過教師課堂的講授來學習該課程的理論知識，另一方面在實驗環(huán)節(jié)通過測試系統(tǒng)搭建過程學習被測對象測點位置、數(shù)目的確定原則、傳感器的安裝、導線連接、測試儀器調節(jié)等操作，在此基礎上參與任課教師的科研項目自己動手搭測試系統(tǒng)、采數(shù)據(jù)、提特征，并對測試對象的狀態(tài)進行分析，撰寫報告。一方面，使學生對該課程知識前后融會貫通，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，同時也使其在校期間參與科研或工程項目，提高他們畢業(yè)后適應工作的能力。

1 課程的設計與實施

1.1 課程設計

結合學校培養(yǎng)高級應用型人才的辦學目標和面向服務于鋼鐵冶金、煤炭、裝備制造、煤化工、能源等地方支柱產(chǎn)業(yè)的行業(yè)背景，以及任課教師承擔的縱向科研項目和企業(yè)委托的橫向課題的研究內容，確定了課程的測試對象為重軌軋機傳動系統(tǒng)齒輪箱、風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)和無人機發(fā)動機。據(jù)此在授課過程中將學生分成3個小組，來踐行“兩學一做”。下面以重軌軋機傳動系統(tǒng)齒輪箱運行模態(tài)測試為例，闡述課程的實施。

1.2 課程實施

某鋼鐵公司軌梁廠重軌軋機在“咬鋼”和“拋鋼”時有明顯的沖擊異響且軋機齒輪箱底部出現(xiàn)裂紋。為查找上述造成現(xiàn)象的原因，擬對軋機的關鍵位置進行模態(tài)測試，評估軋機的運行狀況及健康狀態(tài)，為重軌的穩(wěn)定可靠生產(chǎn)提供依據(jù)。該項目涉及到如下問題：如何做測試方案？如何撘建測試系統(tǒng)？如何確定測點位置、數(shù)量？如何選取傳感器？測試儀的調試？現(xiàn)場的協(xié)調？后續(xù)數(shù)據(jù)的處理？分析報告的撰寫等問題？

圖1 軋機齒輪箱的三維模型

1.2.1 學理論

在課堂上通過“重軌軋機傳動系統(tǒng)齒輪箱運行模態(tài)測試”項目，講述測試技術的目的和任務、測試系統(tǒng)的組成及其各部分原理、常用傳感器變換原理、根據(jù)測試條件和環(huán)境選取相應傳感器、信號的采集、信號的分析與處理等理論知識。

1.2.2 學操作

在實驗室利用現(xiàn)有的美國DDS機械故障綜合模擬試驗臺上的平行齒輪箱搭建同類型的齒輪箱運行模態(tài)測試系統(tǒng)，讓學生自己動手找測點位置、確定測點數(shù)量，選擇傳感器類型，動手安裝、拆除傳感器，傳感器與導線、測試儀器的連接，導線的固定，測試儀的調試，通過實際操作體會理論課上學習知識點，進一步固化理論知識。

圖2 基于DDS機械故障綜合模擬試驗臺搭建平行齒輪箱模態(tài)測試系統(tǒng)

1.2.3 現(xiàn)場做

由于“重軌軋機傳動系統(tǒng)齒輪箱運行模態(tài)測試”項目所需測試的工況類型較多且測試周期長，每次將3-5名不同的學生帶到現(xiàn)場，參與教師的測試任務（圖3）。經(jīng)過入廠安全教育后，給每人布置具體的任務，協(xié)助老師采集軋機在運行過程中齒輪箱的模態(tài)參數(shù)。

測試結束后，老師指導學生利用已有的信號的分析與處理等理論知識對被測信號進行分析。

圖3 軋機齒輪箱運行模態(tài)測試系統(tǒng)

1.3 匯報

現(xiàn)場測試結束后，各小組內部互相探討、交流在“學理論”、“學操作”、“現(xiàn)場做”3個環(huán)節(jié)中的收獲。課程結束前，全班一起聽取每個小組代表關于“兩學一做”各個環(huán)節(jié)的PPT匯報，分享整個學習過程中收獲和感觸。

2 結論

“兩學一做”機械工程測試技術教學模式的實施，將教師最新的科研成果引入到教學中，在提高測試技術教學質量的同時，不僅拓寬了教學的廣度、深度，而且更新、完善教師的知識體系和結構；最重要的是激發(fā)了學生的學習熱情、擴寬了學生的知識視野，對于學生今后的就業(yè)和繼續(xù)深造奠定了堅實基礎。

[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,（01）125-128+131.

[2]曾國英，趙登蜂.測試技術課程教學改革探討[J].科技創(chuàng)新導報，2013.（26）:135-136.

Based on the “two learn how to make a” mechanical engineering testing technology course reform research

Qin Bo, Han Jun, Shi Hui, Yang Bin
(Inner Mongolia university of science and technology institute of mechanical engineering,Baotou Inner Mongolia,014010)

the mechanical engineering testing technology is a multidisciplinary integration course, in actual teaching, because of its characteristics of strong theory and strong practice, students generally reflect the introduction to “hard” and “difficult”, learning initiative is poor. To take the student as the center, combined with scientific research project hosted by teachers and school industry background, puts forward the “theory of classroom, trial operation, the scientific research project to do the test”learning mode. To inspire students’ interest in learning and scientific research at the same time, make it to the course system of knowledge structure, and master the test technology application in the field of mechanical engineering, to cultivate students’ innovation spirit and practice ability is of great significance

mechanical engineering;Test technology; Curriculum reform; Learn how to make a two