淺談現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程案例庫(kù)建設(shè)

蔣玲莉　陳雨蒙　郭迎福

摘要：現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)是我國(guó)高校工科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的學(xué)科交叉性和工程實(shí)踐性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理論與實(shí)際脫鉤，學(xué)習(xí)效果不佳，案例教學(xué)可提高學(xué)生運(yùn)用理論解決實(shí)際問題能力。論文探討現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程案例庫(kù)建設(shè)，對(duì)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程體系進(jìn)行了梳理，分析了案例要素及框架搭建要點(diǎn)，最后以百噸車振動(dòng)應(yīng)力測(cè)試為典型案例，將課程各知識(shí)點(diǎn)穿插順連，拉近學(xué)生與測(cè)試工程的距離，使其能夠明確課程教學(xué)內(nèi)容的工程應(yīng)用價(jià)值，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)；案例庫(kù)；典型案例

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）06-0151-02

現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)是我國(guó)高校工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的學(xué)科交叉性和工程實(shí)踐性，涉及高等數(shù)學(xué)、電工電子、控制工程、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科。學(xué)生在該門課程學(xué)習(xí)過程中，常感覺原理深?yuàn)W，難以理解；對(duì)測(cè)試系統(tǒng)缺乏感性認(rèn)識(shí)，不了解其具體應(yīng)用；理論與實(shí)際脫鉤，學(xué)習(xí)起來十分困難，從而失去興趣，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。從工科人才培養(yǎng)需求以及當(dāng)前課程教學(xué)效果來看，急需引入新的教學(xué)方法和手段。

案例教學(xué)是一種將理論與實(shí)際相結(jié)合，以實(shí)際案例為依據(jù)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主探究、自主學(xué)習(xí)，以此激發(fā)學(xué)生興趣，從而使學(xué)生運(yùn)用理論解決實(shí)際問題能力得以提高的教學(xué)方法。該教學(xué)方法要求授課老師具備一定的相關(guān)領(lǐng)域的科研經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)。通過案例教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法充分結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)高校培養(yǎng)具有較強(qiáng)理論能力與應(yīng)用能力的高級(jí)人才有效途徑之一。案例教學(xué)法的支持系統(tǒng)是“案例”，若沒有案例就無法實(shí)施案例教學(xué)，開展案例教學(xué)模式下現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程案例庫(kù)的建設(shè)就顯得非常重要。

論文開展現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程案例庫(kù)建設(shè)研究，對(duì)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程體系進(jìn)行了梳理，分析了案例要素及框架搭建要點(diǎn)，最后以百噸車振動(dòng)應(yīng)力測(cè)試為典型案例，將現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程各知識(shí)點(diǎn)穿插順連，拉近學(xué)生與測(cè)試工程的距離，使其能夠明確測(cè)試技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的工程應(yīng)用價(jià)值，解決學(xué)生心中疑惑，提高教學(xué)質(zhì)量。

一、課程體系梳理

現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)教學(xué)目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握測(cè)試技術(shù)的基本知識(shí)與基本技能，掌握測(cè)試系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的組成，了解各組成部分的性能與特點(diǎn)，掌握測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和技巧，培養(yǎng)學(xué)生正確分析、選用測(cè)試系統(tǒng)的能力，使學(xué)生初步掌握動(dòng)態(tài)測(cè)試的技能。本文選用參考文獻(xiàn)[3]為教材，課程的理論章節(jié)包括：

具體可概括為：①學(xué)會(huì)信號(hào)的時(shí)域和頻域的描述方法，建立明確的信號(hào)頻譜概念，掌握頻譜分析的基本原理及應(yīng)用。②掌握常用傳感器、中間轉(zhuǎn)換電路及記錄、顯示設(shè)備的工作原理及性能，并能根據(jù)測(cè)試要求進(jìn)行合理的選擇。③掌握測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性的評(píng)價(jià)方法和不失真測(cè)試的條件，并且能正確應(yīng)用相關(guān)理論對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析和選擇。④掌握動(dòng)態(tài)測(cè)試的基本技能，并能根據(jù)不同的測(cè)試對(duì)象，選擇可行的測(cè)試方法。

二、案例要素及框架

在構(gòu)建現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程案例庫(kù)時(shí)，需注意規(guī)范性、學(xué)科性、新穎性、連續(xù)性。案例庫(kù)中案例結(jié)構(gòu)應(yīng)包括：編號(hào)、案例名稱、相關(guān)教學(xué)章節(jié)、涉及的知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)課時(shí)、關(guān)鍵詞、案例正文、案例的來源、案例的原創(chuàng)等。注意所選案例要緊扣教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)重點(diǎn)、知識(shí)難點(diǎn)以及教學(xué)要求，讓學(xué)生在參與、思考、分析和討論中建立一套完整而嚴(yán)密的邏輯思維方法，加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和提高運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。尤其應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

1.案例內(nèi)容要覆蓋課程主要知識(shí)點(diǎn)，注重案例運(yùn)用知識(shí)的相關(guān)性及多樣性。首先，整個(gè)案例所涉及到的知識(shí)點(diǎn)要與課程主體內(nèi)容高度相關(guān)；同時(shí)，案例涉及的知識(shí)需具備多樣性，盡量涉及所有教學(xué)課程的重點(diǎn)內(nèi)容，即完備地覆蓋教學(xué)課程主體內(nèi)容的重點(diǎn)。案例編寫時(shí)，需要圍繞教學(xué)目的進(jìn)行選材。

2.案例內(nèi)容理論的深淺應(yīng)與教學(xué)要求相吻合。案例庫(kù)中的個(gè)案，其理論深度要與教材相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求相適宜，適于相應(yīng)層次的學(xué)生使用，篇幅長(zhǎng)短也應(yīng)配合協(xié)調(diào)。

3.有關(guān)案例要體現(xiàn)知識(shí)的系統(tǒng)性、系列化和整合性。案例庫(kù)中的案例可分為專題案例和綜合案例。專題案例內(nèi)容應(yīng)富有針對(duì)性，不同個(gè)案要突出不同的知識(shí)重點(diǎn)，且在編排上要體現(xiàn)出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)相對(duì)集中的系列化特點(diǎn)；綜合案例則應(yīng)注重知識(shí)的橫向和縱向聯(lián)系，通過一個(gè)案例往往可涉及多個(gè)章節(jié)的知識(shí)。綜合案例的使用一般在總結(jié)復(fù)習(xí)階段，這類案例基本上編排在案例庫(kù)的后面部分。

案例庫(kù)的總體編排要求是：其個(gè)案涉及的知識(shí)點(diǎn)要能系統(tǒng)地反映課程的主體內(nèi)容。案例要按照教材中知識(shí)講授的邏輯順序編排，前后知識(shí)要連貫。

三、典型案例淺析

以百噸車振動(dòng)、應(yīng)力測(cè)試為案例庫(kù)典型案例，將現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程各知識(shí)點(diǎn)穿插順連。案例中首先介紹測(cè)試系統(tǒng)的背景，然后介紹測(cè)試系統(tǒng)的選擇。測(cè)試系統(tǒng)的選擇需以測(cè)試系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)特性為依據(jù)，將該知識(shí)點(diǎn)串起；在介紹測(cè)試系統(tǒng)選擇過程中，從測(cè)試系統(tǒng)的最前端傳感器選擇串起，穿插傳感器轉(zhuǎn)換原理、結(jié)構(gòu)特征及選擇依據(jù)，傳感器出來的信號(hào)需要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，穿插電橋電路轉(zhuǎn)換原理；經(jīng)傳感器或電橋電路出來的信號(hào)可能非常微弱，需要放大、濾波、調(diào)制、解調(diào)，穿插各轉(zhuǎn)換電路原理；濾波電路與調(diào)制解調(diào)電路的講解需要運(yùn)用傅立葉變化的性質(zhì)及典型信號(hào)頻譜特性，將信號(hào)及其描述的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)串起；經(jīng)各轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的信號(hào)輸送進(jìn)計(jì)算機(jī)，需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將A/D轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)換過程中可能引起的誤差、采樣定理等知識(shí)點(diǎn)串起；計(jì)算機(jī)采集的信號(hào)需要進(jìn)行頻譜分析，提取典型特征量，與測(cè)試目的對(duì)應(yīng)，將相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)串起。如此，基本上將整個(gè)課程主要理論知識(shí)點(diǎn)都穿插順連起來。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中，從傳感器布置、傳感器安裝、測(cè)試系統(tǒng)連接、軟件設(shè)置、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析，最后到整理測(cè)試報(bào)告，一一講解各個(gè)環(huán)節(jié)，傳感器布置如圖2所示。通過案例講解，改善學(xué)生在該門課程學(xué)習(xí)中認(rèn)為原理深?yuàn)W、對(duì)測(cè)試系統(tǒng)缺乏感性認(rèn)識(shí)、不了解其具體應(yīng)用等問題。

總之，社會(huì)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，新興事物不斷涌現(xiàn)，案例的開發(fā)不是一勞永逸的，案例庫(kù)的建設(shè)是一個(gè)不斷發(fā)展和改革的過程，我們需結(jié)合科研工作，不斷增加新的合適的教學(xué)案例，并對(duì)案例進(jìn)行完善，才能持續(xù)適應(yīng)教學(xué)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]顏志剛，劉婷婷.測(cè)試技術(shù)與信號(hào)處理的課程教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2016，（36）：122-123.

[2]周梅妮，張振威.高校案例庫(kù)建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008，9（3）：101-104.

[3]熊詩(shī)波，黃長(zhǎng)藝.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.