應用型人才培養下“檢測技術”課程教學改革與探索

李永梅　王偉　卞鴿

摘要：“檢測技術”是一門實踐性很強的技術應用專業課程，針對目前檢測技術在課堂教學和實踐教學中存在的學生學習興趣低、教學效果不佳等問題，首先對教學內容進行優化；其次提出采用虛實結合、探討式等多種教學模式與教學方法改進課堂教學內容，充分調動學生的學習積極性；最后在實踐環節進行改革，豐富實驗教學內容，引入大量綜合型、設計型實驗以及研究型實驗，將理論教學與工程實踐應用真正結合起來。

關鍵詞：檢測技術；教學改革；虛實結合；探討式；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）33-0085-02

一、引言

“檢測技術”這門課是機械設計制造及其自動化專業方向課程中一門重要的技能課程，強調理論聯系工程實際，注重動手操作。其教學任務是使學生掌握傳感器的基本概念、工作原理、設計等有關知識以及檢測技術的實際應用，通過本課程的學習使學生達到掌握各種常用傳感器的特點及應用技術，具備選擇傳感器和組成自動檢測系統的基本技能。該課程的特點是內容繁雜、用到的物理知識多、數學知識多、電學知識多，學生普遍感到理論性太強，學習過程枯燥無味。同時，這門課學時有限，在有限的學時內要學習繁多的課程內容非常困難，給教學帶來困難，直接影響到學生學習的效果、對知識的掌握、畢業設計時解決問題的能力。針對“檢測技術”課程內容多且課時少的特點，通過合理整合教學內容，并采用多元化教學方法、創新實驗及多樣化考核方法等措施，充分調動學生學習的積極性，提高教學質量。

二、教學內容的改革

“檢測技術”課程在教學內容包含四部分：檢測系統的建立及性能指標、傳感器原理、信號處理及傳感器實際應用。檢測系統部分主要內容有測試系統靜態特性、測試系統動態特性、測量裝置對任意輸入的響應、實現不失真測量的條件、測量裝置動態特性的測量、負載效應、測量裝置的抗干擾等這么幾個知識點，理論推導多，用到很多自動控制原理的知識，數學公式多，計算困難，并且與實踐應用聯系不多，內容相對比較深奧，學生在學習的時候困難重重，因此也提不起學習興趣，掌握起來比較困難。學生往往上課結束后，對著課后習題無從下手，這也造成了學生失去了學習興趣，課程也進行不下去，學生形成了懼怕的學習心理。傳感器原理部分知識點眾多，包括電容傳感器、電阻傳感器、熱電光電傳感器、半導體傳感器、紅外傳感器、激光光纖傳感器等。這部分知識用到的物理知識比較多，除了了解掌握傳感器的結構原理，還要掌握轉換和測量電路，這對機械專業學生來說也是相對困難的。因此要在教學內容上做一些變革，在優化課程內容時采取以下措施。（1）先介紹在生活中比較常見的一些傳感器應用實例，再引入傳感器概念、基本特性及分類，如空調中用到的溫度傳感器、水塔上用到的水位傳感器等，進而再介紹工業控制中常用的一些傳感器。這樣就把傳感器內容進行了分解，逐漸掌握知識點。（2）再介紹有傳感器組成的檢測系統的建立及性能指標。對于整個控制系統如何建立數學模型，動態和靜態性能指標如何確定，檢測系統搭建好之后哪些結構參數對性能指標影響大，如何改變參數使系統更好。這樣學生就知道了只是了解傳感器還不夠，必須要正確使用及如何使用。（3）接下來再介紹信號的調理與變換。這部分內容是在檢測系統建立之后，開始用于檢測，對傳感器檢測的信號怎樣進行記錄及處理，這也是正確使用傳感器必須要掌握的內容。（4）最后再介紹傳感器在生活中及工業上的具體應用，這樣知識點經過重新安排，使學生能夠融會貫通。（5）由于課時限制，對于“聲與聲發射測量”及“計算機測試系統與虛擬儀器”部分內容不在課堂上講解，作為課后學生自主學習部分，給出學生學習提綱和思考題，學生碰到難點都可以和老師討論。為了培養學生的工程應用及動手能力，使課程內容不能脫離工程實際，挖掘在實際生產中的傳感器典型應用案例，重點介紹后續畢業設計及工程應用密切相關的內容，如應變片式傳感器在橋梁變形中測量的應用，增強學生對電阻傳感器工作原理的理解和掌握。

三、教學方法的改革

現有的教學方法還是老師授課，學生做作業，實驗課穿插在理論課中，最后期末考試。這樣的教學方法已經不再適用，使學生是在被動學習，學習自主性欠缺，設計能力也沒有得到訓練。對教學方法進行改革是“檢測技術”課程改革的目標之一，學生除了學習相關知識，更應該學會學習的方法，這樣學習才能保持持久性。教學方法的改革主要從課堂教學、項目法教學、考核方式三個方面入手。在課堂教學中，除了采用多媒體教學外，課堂上更應該注重和學生的互動，采用啟發式教學模式，激勵學生主動學習的積極性。另外在學習過程中加入項目，作為學生的大作業，進行分組討論，并寫成報告，做簡單的PPT組織學生上臺答辯，答辯過程中提出問題，同學們可以就問題現場討論，最后得出一個比較好的方案。這樣就可以使上課形式生動，激發學生的學習興趣，鍛煉了學生思考問題的周密性以及解決工程問題的能力。比如提出八個項目：跳遠犯規檢測、燃氣灶防干燒檢測、司機瞌睡檢測、雨天自動收衣檢測、輸液安全檢測、真空測量檢測、教室燈光控制、教室人數自動計數裝置等，這些項目都是生活中的案例，學生查詢資料并不困難。同時利用網絡平臺，建立網上資源，將課程介紹、課程特色、電子教案、習題下載、習題講解、參考試卷、文獻資料等資源上網，在教學方式上突破傳統時空的限制，學習者可以通過對平臺內容的瀏覽自主學習，隨時隨地對課程內容進行預習和復習，同時實現教學資源共享。

四、實踐環節的改革

要想實現應用型人才培養目的必須在實踐環節上加強，要將知識轉化為工程實踐能力，必須加強實踐環節。為保證學生循序漸進地得到系統的訓練，應分層次設計實驗內容。首先是認知實驗，對測控系統有一個全面的認識，對工業測控對象、工業傳感器、工業實際被采集信號都要有真實的認識；然后是基礎性、原理性實驗，主要針對工程測試與傳感器課程的教學與實驗緊密的結合起來，理論聯系實際，而不是孤立教學、孤立實踐，最終使學生知道學了知識之后有什么用，該怎么用；接下來是綜合型實驗，把與測控系統相關的多門課程，共同實踐于典型的測控系統中，讓學生了解硬件、軟件、對象之間的內在聯系，整體與部分之間內在聯系，多門課程之間內在聯系，在掌握單門課程的同時，掌握系統工程的方法；最后是設計型實驗，主要針對課程設計、畢業設計，以項目方式，學生在老師指導下，提出項目構思，進行系統設計，并利用各種條件構建軟硬件系統，并對系統進行調試、分析、處理達到項目目標。我校“檢測技術”課程配套實驗室是傳感器實驗室，實驗設備有25套，可以完成金屬箔式應變傳感器、稱重傳感器、MPX擴散硅壓阻式壓力傳感器、半導體應變傳感器、標準K分度熱電偶、標準E分度熱電偶、Pt100鉑熱電阻、集成溫度傳感器、Cu50銅電阻傳感器、光敏電阻傳感器、光電轉速傳感器、光纖位移傳感器、熱釋電紅外傳感器、半導體霍爾傳感器、磁電式傳感器、濕敏電阻傳感器、MQ3氣敏傳感器、電感式傳感器、壓電加速度傳感器、電渦流傳感器、電容傳感器等實驗。同時改革實踐環節考核機制：改變只考核實驗結果的模式，增加實驗答辯、實驗過程和創新設計作為考核指標。

五、考核方法改革

在考核方法上改變過去末考定成績的方法，注重過程管理。在“檢測技術”綜合成績評價上，最終考核成績包括四個部分，即考勤成績、實驗成績、大作業成績、末考成績。

六、結束語

通過“檢測技術”教學改革，目的是培養學生工程應用計能力。通過對理論實踐教學、教學方法、考核方法等方面的改革，利用網上資源，盡可能激發學生的學習興趣和學習積極性，培養學生的實踐動手能力和創新能力，并取得較好的實際效果。

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