“機械工程測試技術”課程教學改革探討與研究

胡開群+馮鑫

【摘 要】“機械工程測試技術”課程是很多高等院校機械類專業的重要專業基礎課，課程內容豐富、先修課程多、包含的知識點多且教學難度較大，對于老師的教授和學生的學習都形成了極大的挑戰。本文根據“機械工程測試技術”課程自身的特點和本校的具體情況，分析了該課程教學過程中存在的一些問題，并根據這些問題提出了一些針對該門課程的教學改革建議。

【關鍵詞】機械工程測試技術；教學改革；專業基礎課程

0 引言

“機械工程測試技術”是高等院校機械工程類專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習，要求學生掌握有關測試技術的基本理論和技術、使用測試儀器對不同參數進行測量和分析的方法和手段，從而為進一步研究和處理工程測試技術問題打好基礎。作為機械類專業的一門專業基礎課，該課程涉及的學科領域多、實踐性強[1]。“機械工程測試技術”課程是重慶工商大學機械工程學院（以下簡稱“我院”）機械設計制造及其自動化和機械電子工程專業的專業基礎課程，在專業課程體系中占有非常重要的地位，它靈活運用高等數學等先修課程的知識，也為后面課程的學習打下堅實的理論基礎，因此教師教好該門課程和學生學好該門課程至關重要。但是該門課程教學內容非常豐富且難度較大、理論性很強且涉及的知識面非常廣，再加上教學課時的嚴重不足，要教好和學好該門課程對老師和學生來說都充滿了挑戰。因此，如何在非常有限的課時內提高教學效率增強教學效果會是一個值得我們探討和研究的課題。本文分析了“機械工程測試技術”課程在教學過程中存在的一些具體問題，并針對這些問題提出了一些相應的教改建議。

1 “機械工程測試技術”教學過程中存在的具體問題分析

本文通過對“機械工程測試技術”課程本身的特點及教學過程的分析總結，得出了該門課程目前存在的一些問題：

（1）課程本身內容多，難度大，且先修課程多，學生畏難情緒大

“機械工程測試技術”是一門綜合運用多學科知識的專業基礎課，課程里面的很多概念比較抽象，如周期信號的三角函數展開和復指數展開概念，該課程還會運用到很多的數學知識，尤其是復變函數課程中的傅里葉變換部分的相關知識，還會涉及到拉普拉斯變換及積分變換等相關知識。所以，學生要學好該門課程必須要掌握高等數學等先修課程的相關知識，而高等數學對于大部分大學生來說都是一門難度較大的基礎學科，很多學生根本沒有掌握“機械工程測試技術”課程需要用到的相關知識點，所以他們在學習“機械工程測試技術”課程時會覺得很吃力，事倍功半。課程本身的難度會讓學生產生畏難情緒，再加上該門課程的掛科率比較高，會讓學生根據往屆學生的高掛科率提前預設了這門課程的難度，從而加重了畏難情緒。有的學生根本不來上課，因為他們覺得課程難度那么大，上課根本聽不懂，就算來上課考試也不能通過。還有一些學生因為怕缺課影響平時成績而選擇來上課，但是上課根本不認真聽講，還有一部分學生因為基礎知識薄弱，就算認真聽課也聽不懂，再加上課程內容的前后連貫性強，前面章節的知識沒聽懂，后面章節的內容就更難聽懂，從而形成惡性循環。

（2） 學生對于該門課程的認識有誤區，學習積極性不高

“機械工程測試技術”主要討論信號及其描述、測試系統的動靜態特性、傳感器、信號的調理與記錄、信號的處理與分析等[4]。該門課程講述的知識比較抽象，會讓大部分學生不能夠正確的認識該課程，會覺得該門課程只是學習一些抽象空泛的理論知識而沒有實用性。事實上我院機械設計制造及其自動化和機械電子工程專業的部分學生對“機械工程測試技術”課程存在認識上的誤區，認為該課程與自己將來要從事的工作或者對于自己以后的學習深造關系不大，所以在學習該課程時學生積極性普遍不高。

（3） 教學課時少，教學內容多，形成矛盾

我院有兩個專業開設“機械工程測試技術”這門課程，但由我院教學大綱可知，該課程的課時為30個課時左右，但是該門課程涵蓋的知識面非常廣、教學內容非常豐富。目前我校該課程選用的教材為江征風等主編的《測試技術基礎》，該教材包含了九章內容，而由于課時原因，我院講授該門課程的老師通常只講解了前六章內容：緒論、信號的分類及頻譜分析、測試系統的基本特性、常用傳感器、信號變換及調理和隨機信號相關和功率譜分析[8]，且其中傳感器章節只講解了典型傳感器的工作原理及應用，隨機信號相關和功率譜分析章節只詳細講解了相關分析及其應用。

（4）教學模式和手段相對比較單一，不夠多元化

由于該門課程教學課時較少，而教學任務卻較重，所以老師在教授該門課程時主要采用課堂集中灌輸式講授的方法，而很少在課堂上引入更多的教學模式和手段，很少與學生展開互動，因為只有采用這種教學方法才能在有限的學時內完成較為繁重的教學任務。但是，對于難度本身就很大的課程采用這種集中灌輸式講授方法容易讓學生產生疲憊感和抵觸情緒，學生很有可能聽課聽到一半就開設玩手機、講話或者睡覺。所以單一的教學模式和教學手段不利于學生學好該門課程，也不利于老師了解學生對知識的掌握情況，降低了教學質量和教學效果。

2 “機械工程測試技術”課程教學改革探討與研究

結合“機械工程測試技術”這門課程本身的特點及我院該門課程教學中存在的問題，本文提出了如下教學改革建議：

1）充分闡明學科特點，讓學生正確認識該門課程，從而激發學生的學習興趣，提高學習積極性

“機械工程測試技術”的許多知識深奧死板，學生經常消極、被動地接受知識。如何降低學習難度，吸引學生的求知興趣，在課堂上以求知為快樂，提高學習的樂趣是教師值得深思與探討的問題[4]。興趣是最好的老師，學生要對該門課程有興趣才會積極主動地去學習，才有可能學習好該門課程，所以，老師在課堂上首先要做的就是調動學生的學習興趣，第一堂課至關重要。老師在第一堂課就要向學生詳細闡明該門課程的學科特點，讓學生認識到學好該門課程對于以后就業或者考研深造都有很大幫助。老師還可以在課堂上播放幾個典型測試系統的視頻，比如汽車儀表測試系統、手機功能測試系統及機器人各關節功能測試系統等，這些案例會讓學生感覺到測試系統與我們的生活息息相關，會大大調動學生的學習興趣。在后續的課程中，老師也要針對該堂課所講的內容列舉一些實用性強的案例，讓學生明確學習該堂課內容的目標以及在生活和工程中的實際應用情況。例如：講傳感器部分內容時，就可以列舉一些服務機器人案例，說明這些機器人用到了哪些傳感器，運用這些傳感器實現了哪些具體功能。這樣的教學過程會大大調動學生的學習興趣，提高積極性。

2）建議學院適當增加該門課程的教學課時

前面提到了我院該門課程的教學課時為30個課時左右，以至于老師沒有足夠時間向學生詳細講解相關知識點，如果建議學院將該門課程的教學課時增加到45至50個課時，老師就可以多向學生講授一些知識點，并且可以將知識點講解得更詳細，學生也有較充足的時間對老師所講授的知識進行理解和掌握，從而可以提高教學效果。

3）教學模式和教學手段要多樣化

（1）采取啟發式教學模式：比如在學習信號的分類時，信號可以分為周期信號和非周期信號，給學生講解了周期信號的定義之后就可以讓學生思考：什么是非周期信號呢？非周期信號與周期信號的區別是什么呢？有什么特點呢？讓學生抱著這些疑問去看書學習，然后老師再做講授。再比如在講解周期信號的傅里葉級數的三角函數展開時，有兩種展開方式，老師可以先詳細講解其中一種展開方式，然后給出另一種展開方式，最后向學生提問：如何通過第一種展開方式推導出第二種展開方式呢？兩種展開方式有什么區別和聯系呢？同樣讓學生帶著問題去學習。這樣的啟發式教學會讓學生有目的地去學習，往往會收獲較好的教學效果。

（2）采取案例教學法：例如在講解周期信號的傅里葉級數的三角函數展開內容時，以周期方波和周期三角波為例講解周期信號的傅里葉級數的三角函數展開方法及相關頻譜圖的繪制方法，然后再讓學生做相似的練習題以達到鞏固掌握相關知識的目的；在講解周期信號的傅里葉級數的復指數展開內容時，也以前面講解三角函數展開時采用的周期方波和周期三角波為例講解周期信號的傅里葉級數的復指數展開方法及相關頻譜圖的繪制方法，采用相同的例子，可更直觀更清楚地對比分析兩種展開方法的區別。

（3）將黑板板書和多媒體教學緊密結合，靈活運用：多媒體教學已經成為當前高校教學過程中不可缺少的一種教學手段。教師利用Powerpoint軟件制作教學課件，不僅可以用文字來闡述需要講授的教學內容，還可以將圖形、圖像、聲音、動畫和視頻等信息載體融入到課件中。多媒體教學可以將復雜難懂的知識靈活生動地傳授給學生，讓學生覺得淺顯易懂，從而增強教學效果，提高教學質量。機械工程測試技術課程的知識點多，難度大，并且該門課程的課時相對較少，如果全部采用黑板板書的話，教師很難在有限的課時內將教學大綱規定的教學內容講解完，而且一味的板書會讓學生覺得枯燥乏味，容易開小差。我們可以采用多媒體作為一種補充手段，將枯燥的理論內容，以圖片動畫的形式形象的展示出來，這樣不僅吸引了學生的注意力，也使學生加深了印象和對知識點的理解[3]。另外，我們也不能一味的采用多媒體方式進行教學，因為有的內容必須要通過板書才能讓學生理解得更透徹，比如周期信號的傅里葉級數的三角函數展開式及復指數展開式的推導過程。所以我們應該將黑板板書和多媒體教學緊密結合起來，靈活運用，這樣可以獲得更好的教學效果。

3 結束語

本文根據我院“機械工程測試技術”這門課程在實際的教學過程中所存在的問題，提出了相應的改革措施。實踐證明：采用這些改革建議和措施，教學的靈活性、生動性和有效性得到了提高，學生學習該門課程的興趣和積極性也得到很大提高，學生由以往的被動學習轉為主動、積極及創新的學習。師生之間和學生之間的關系也變得更加緊密，學生的學習能力和解決問題的能力都得到了很大提高。

【參考文獻】

[1]李敏通，朱兆龍，查崢.“機械工程測試技術”教學方法研究探討[J].教法研究，2012：81-82.

[2]王清.《機械工程測試技術》教學改革探索[J].科技信息，2008（17）：500.

[3]李紅霞.《機械工程測試技術》課程教學方法的研究與探討[J].職業教育，2013：282.

[4]徐琳，李伯全.“機械工程測試技術”課程教學改革的研究與現狀[J].中國電力教育，2014（29）：49-50.

[5]劉巍，任宗金，馬建偉，等.“機械工程測試技術”研究型教學模式改革探討[J].科技創新導報，2014（9）：95-96.

[6]蔣永華，李榮強，焦衛東，等.“機械工程測試技術基礎”課程教學改革探討[J].教育教學論壇，2016（38）：84-85.

[7]張鳳生，王海峰，孫忠義，等.機械工程測試技術課程教學改革與實踐[J].教學研究，2012，35（1）：92-94.

[8]江征風，等.測試技術基礎.北京：北京大學出版社.

[責任編輯：朱麗娜]