實(shí)例化教學(xué)在測(cè)試技術(shù)課程應(yīng)用初探

張錦

【摘 要】測(cè)試技術(shù)是機(jī)械、電氣等行業(yè)工程人員必須要掌握的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，但該課程在教學(xué)過程中有知識(shí)點(diǎn)多、實(shí)踐性強(qiáng)、課時(shí)量少等特點(diǎn)，針對(duì)該課程的教學(xué)改革與創(chuàng)新非常必要。本文結(jié)合該課程的教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以多媒體應(yīng)用、實(shí)物展示教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、Matlab建模、Labview軟件應(yīng)用等方面對(duì)該課程教學(xué)方式進(jìn)行了初步探索。

【關(guān)鍵詞】測(cè)試技術(shù)；專業(yè)基礎(chǔ)課程；教學(xué)改革

0 引言

測(cè)試技術(shù)在現(xiàn)代化工程應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用非常豐富，在現(xiàn)代制造業(yè)、航天、通信、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用[1]。

測(cè)試技術(shù)課程是一門綜合性很強(qiáng)的課程，其包括：信號(hào)處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種理論及內(nèi)容，此課學(xué)科間交叉應(yīng)用很多，課程難度較大。此外，隨著高校專業(yè)改革的進(jìn)行，測(cè)試技術(shù)課程的授課學(xué)時(shí)也較為減少，而現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)理論及產(chǎn)品日新月異的變化也給教師的教學(xué)提出了更高的要求。

針對(duì)新形式下測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)，本文從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、軟件仿真應(yīng)用三個(gè)板塊提出了多媒體應(yīng)用、實(shí)物展示教學(xué)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)、Matlab建模、Labview軟件應(yīng)用等五個(gè)方面教學(xué)形式的改革創(chuàng)新與應(yīng)用進(jìn)行了初步的研究與探索。

1 理論教學(xué)

1.1 多媒體應(yīng)用

由于該課程涉及內(nèi)容較豐富，其中包含大量工程實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容，而教學(xué)課時(shí)量又偏少，因此針對(duì)課程特點(diǎn)，教師宜采用大量多媒體方式進(jìn)行教學(xué)，一方面，多媒體教學(xué)可以收集豐富的教學(xué)素材及工程實(shí)例，在有限的時(shí)間里可以讓學(xué)生接觸到更豐富的應(yīng)用實(shí)例；另一方面，多媒體教學(xué)有多種形式的內(nèi)容表達(dá)，不僅僅以課件的方式，如可以動(dòng)畫或者以小短片的形式來呈現(xiàn)所教授內(nèi)容。如在講授傳感器相關(guān)內(nèi)容時(shí)，為了加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容映像，通過搜索資料做一個(gè)動(dòng)態(tài)動(dòng)畫來展現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)工作的例子，該動(dòng)畫可以形象展示當(dāng)全自動(dòng)洗衣機(jī)處于不同階段不同傳感器的應(yīng)用，如：1）衣物剛放進(jìn)洗衣機(jī)時(shí)，啟動(dòng)洗衣機(jī)，霍爾電流傳感器感應(yīng)電機(jī)母線電流從而得出電機(jī)負(fù)載大小進(jìn)而得到衣物重量，從而全自動(dòng)洗衣機(jī)選擇不同的洗衣行程，如水量、洗滌時(shí)間、漂洗時(shí)間、脫水時(shí)間等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)衣物重量；2）洗滌開始前通過溫度傳感器感應(yīng)水的溫度，從而全自動(dòng)洗衣機(jī)自動(dòng)選擇不同的洗滌時(shí)間；3）洗滌完成后，進(jìn)行漂洗環(huán)節(jié)，通過由電容傳感器感應(yīng)介電常數(shù)的不同實(shí)現(xiàn)洗凈度的檢測(cè)，洗衣機(jī)自主選擇漂洗次數(shù)。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過多種傳感器的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了真正的“全自動(dòng)”功能，通過這種多媒體方式的應(yīng)用既直觀，又可以讓學(xué)生更加形象、有興趣地學(xué)習(xí)理論知識(shí)。

1.2 實(shí)物展示教學(xué)

測(cè)試技術(shù)課程中有很多工程應(yīng)用的實(shí)例，其中很重要的一部分為傳感器理論，傳感器理論涉及知識(shí)也較為多樣，有材料學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)等等，要掌握多種類型的傳感器，學(xué)生缺乏生動(dòng)、感性的認(rèn)識(shí)，針對(duì)此情況，授課教師可以將自己的科研、實(shí)踐成果帶到課堂中來，通過一些簡(jiǎn)單的實(shí)物展示為切入點(diǎn)，讓學(xué)生更加形象直觀地認(rèn)識(shí)傳感器。如在講授超聲波傳感器時(shí)，可以將超聲波傳感模塊及主控電路如圖1、圖2所示，帶入課堂進(jìn)行展示，在實(shí)物的基礎(chǔ)上介紹超聲波傳感器的工作原理，在實(shí)際應(yīng)用中作為測(cè)距傳感器有著廣泛的應(yīng)用，如倒車?yán)走_(dá)等。通過實(shí)物展示環(huán)節(jié)的教學(xué)，可以讓學(xué)生更直觀地進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，也會(huì)促進(jìn)學(xué)生的自行思考與討論。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在理論教學(xué)的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也非常重要，通過課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握測(cè)試技術(shù)的基本概念、基本理論、測(cè)試技術(shù)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理方法等，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)包括：力傳感器標(biāo)定及稱重實(shí)驗(yàn)、電渦流傳感器測(cè)軸心軌跡及鐵磁物質(zhì)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)、磁電及光電傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)、速度傳感器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)等，通過這些實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決實(shí)際問題的能力，從而掌握測(cè)試技術(shù)工程應(yīng)用手段。

3 軟件仿真應(yīng)用

3.1 Matlab建模

Matlab軟件如今廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、圖形處理、信號(hào)處理、系統(tǒng)控制等領(lǐng)域。而測(cè)試技術(shù)課程具有的數(shù)學(xué)推倒多、概念難以理解等特點(diǎn)使其與Matlab相結(jié)合使用圖形化方式對(duì)數(shù)值結(jié)果進(jìn)行顯示非常合適[2]，此外，Matlab還可以與PC電腦構(gòu)成虛擬儀器，可適應(yīng)不斷發(fā)展變化的教學(xué)新環(huán)境。如在測(cè)試技術(shù)課程中，信號(hào)的頻域分析與傅里葉級(jí)數(shù)的展開與變換，學(xué)生理解起來較為抽象和困難，而利用Matlab可以進(jìn)行信號(hào)的分解和迭加的動(dòng)畫演示，學(xué)生理解將更加容易，此外，Matlab在處理有效值計(jì)算、相關(guān)性分析等這些抽象的數(shù)值運(yùn)算及數(shù)理分析關(guān)系將更加具體和直觀。

3.2 Labview軟件應(yīng)用

測(cè)試技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)因課時(shí)及設(shè)備投入有限，并不能覆蓋所有需要實(shí)踐環(huán)節(jié)所驗(yàn)證的知識(shí)點(diǎn)，如何使用虛擬儀器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室模式也是該課程需要改進(jìn)及創(chuàng)新的一個(gè)重要方向。

Labview是虛擬儀器概念的首創(chuàng)者，其可提供大量信號(hào)處理函數(shù)及信號(hào)分析工具，便于信號(hào)采集的硬件集成[3]，可以與多種主流現(xiàn)場(chǎng)總線通訊，實(shí)現(xiàn)教學(xué)所用的信號(hào)采集、調(diào)制、處理等功能，將其應(yīng)用于教學(xué)將增強(qiáng)教學(xué)的通用性及靈活性，演示效果直觀、便捷，實(shí)驗(yàn)室的功能也大為增強(qiáng)，投入降低，維護(hù)容易，并且便于網(wǎng)絡(luò)操作，可實(shí)現(xiàn)互動(dòng)教學(xué)和遠(yuǎn)程教育，擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模。

4 小結(jié)

實(shí)例化教學(xué)通過多媒體應(yīng)用、實(shí)物展示教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、Matlab建模、Labview軟件應(yīng)用等方式可實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)作用：

1）使課堂講授的測(cè)試技術(shù)理論知識(shí)更加貼近工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，使學(xué)生所學(xué)到的理論知識(shí)可以實(shí)際應(yīng)用到以后工作崗位。

2）實(shí)例化教學(xué)更利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍及積極向上的科研風(fēng)氣。使學(xué)生掌握本門課程更加直觀有效。

3）實(shí)例化教學(xué)更利于促進(jìn)教師的專業(yè)化成長(zhǎng)。測(cè)（下轉(zhuǎn)第122頁(yè)）（上接第134頁(yè)）試技術(shù)的實(shí)例化教學(xué)依托于教師的專業(yè)化成長(zhǎng)，又為教師的專業(yè)化提供舞臺(tái)，也更有利于教師科研能力的提升。

4）虛擬仿真軟件的使用，打破了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的局限性，也提升了學(xué)生對(duì)該門課程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的感受，提高專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力。

本文結(jié)合課程實(shí)際教學(xué)內(nèi)容，提出的多種實(shí)例化教學(xué)模式，為測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)提供一些改革思路，通過該課程的教學(xué)可達(dá)到教師和學(xué)生在理論實(shí)踐方面的不斷提高。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint