“機械工程測試技術”教學方法的探索與實踐

侯躍謙 丁寧 史堯臣 馬世強 趙昌龍 高洪

【摘要】“機械工程測試技術” 是機械類專業學生的技術基礎課，在機械自動化技術不斷發展的今天，適應應用型人才培養目標的需要，教學過程既要重視理論知識的教學又要緊密聯系實際。本文對應用型人才培養中測試技術的教學方法進行了初步的探索與實踐。

【關鍵詞】機械工程測試技術 教學方法 教學實踐

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）25-0249-01

一、引言

“機械工程測試技術”旨在培養學生應用理論知識解決工程實際測試問題的能力。課程內容大體分為兩部分：一部分主要以數學知識為基礎，涉及信號時頻轉換、信號處理分析、以信號輸入輸出特征分析測試裝置特性、信號調理等內容。另一部分以傳感器的原理、結構、應用為主線的非電量電測的工程實踐教學。由于課程涉及的知識面廣，理論性和實踐性強，伴隨教學學時的壓縮，學生普遍反應學習難度大。此外各學校學生層次不同、辦學定位不同、教學設備投入不同，教學方法不能一概而論。因此，為了更好的適應應用型人才的培養方案，結合教學中發現的問題，本文對測試技術的教學方法改革進行了初步探索與實踐。

二、教學中發現的問題

“機械工程測試技術”作為高等院校機械、自動化等工程類專業開設的一門技術基礎課，涵蓋學科較為廣泛。先期課程主要有高等數學、概率論、數理統計、物理學、電工電子等。理論教學內容，由于與高等數學等課程的教學時間跨度大，學生普遍覺得抽象，理解難度大，極大地影響了自主學習的積極性。傳統的實驗模式，實驗臺固定，學生按照指導書按部就班完成實驗，學生動手操作機會少.參與度不足導致分析問題解決問題的實踐能力得不到提高[1]，此外，傳統的教學內容與實際的工程應用的差距逐漸變大[2，3]。21世紀的時代背景下，適應新的人才培養模式新的教學方法不斷被提出并實踐[4，5]。

三、應用型本科的教學方法探索與實踐

（1）利用實際項目，提高學生的學習興趣與工程實踐能力。一方面主講教師結合自己與本校教師的教研及科研實際，案例教學，結合課堂理論進行講解，有應用、有討論、能夠極大提高學生的學習興趣。另一方面，鼓勵學生利用課余時間參加機械創新大賽、創新創業大賽等各種競賽項目，運用學到的測試知識解決競賽中的實際測試問題，學生對課程內容加深了理解，工程實踐能力得到了鍛煉，同時以點帶面，調動了學生整體的的學習熱情。圖1所示為第一屆中國高校智能機器人創意大賽中“魔方機器人”及視覺傳感器的應用。實踐證明，在項目引領下，學生的自主學習的能力、團結協作能力、工程實踐能力得到極大提高。

（2）利用實驗視頻，拓寬學生的學習思路。傳統測試技術教學中一般只開設2-4個實驗，由于大多數學生難以接觸到實際的工程測試，受學時、場地、設備的限制，即使在實驗臺上集成有眾多的傳感器和實驗儀器，學生不使用導致關注度不高，有關傳感器原理結構與應用的內容大多數只停留在理論上，學不致用，學生學習興趣不足。針對這種情況，可以將實驗教學計劃以外的眾多實驗項目，由教師操作講解并采用錄像的方式掛在spoc課程網站上，作為課外作業供學生瀏覽學習。

（3）利用虛擬儀器，加深學生對理論知識的理解。以計算機為依托的虛擬儀器技術，打破了傳統測試技術教學的局限性。它將教學中單一的教師講解，變成現象上的直觀顯示，利用虛擬儀器軟件平臺提供的信號發生器及信號處理分析模塊，將信號調理，信號時域、頻域分析，信號顯示記錄的功能在計算機上得以實現。硬件功能軟件化，這種工程應用上的創新為測試技術的理論教學提供了全新的方法和手段。圖2所示，利用虛擬儀器圖形化、參數化設計，生動形象地將混合波（正弦信號加噪聲）濾波前后的波形及頻譜呈現在學生面前。

四、結語

應用型人才培養要緊跟時代發展，以社會需求為導向，通過“機械工程測試技術”教學方法的改革與實踐，我們發現教學內容生動化、立體化、直觀化，理論與實踐并重，能夠充分調動學生的主觀能動性，對于提高人才培養質量具有重要意義。

參考文獻：

[1]許同樂，蔡道勇， 馬金英.基于MATLAB的機械工程測試技術教學探討[J].教學研究， 2015，Vol.38 N.1 ：62-65

[2]郭建.基于項目教學法應用下的“機械工程測試技術”教學研究[J].教育教學論壇，2016，（18）：178-179.

[3]徐曉希.《機械工程測試技術》的教學難點解析[J].教育教學論壇，2016（45）：201-202.

[4]李躍峰，潘旭東，王廣林等.“機械工程測試技術基礎”大作業考核方式的探索與實踐[J].機械設計，2018，Vol.35 S2：26-28

[5]王昕，陳傳海，孫慧超等.基于項目的機械工程測試技術課程教學改革[J].科教導刊，2015年11月（下）