基于教學與工作過程的《機械工程測試技術》課程構建

楊斌 黃小娣 黃永程 黎志勇 李俏

摘要：《工程測試技術》課程是一門綜合實踐性強、理論知識抽象、學習起來比較困難難等特點，尤其是應用型本科院校的學生，普遍感到學習難度大。即使有一些學生，在學習該課程時非常認真，最后的考試分數也比較高，但工作后卻發現理論知識和實際應用相脫節，達不到工作的要求。這些問題的產生與《機械工程測試技術》課程教學內容的組織架構和教學方法有著密切的關系。綜合考慮該課程特點、教學對象和培養目標，構建了教學過程與工作過程系統化的《機械工程測試技術》課程新的教學模式。

Abstract： The course of "Engineering Testing Technology" is a course with strong comprehensive practicality and abstract theoretical knowledge. It is difficult to learn， especially students in applied undergraduate colleges generally find it difficult to learn. Even if there are some students who are very serious in studying the course， and the final test scores are relatively high， but after work they find that theoretical knowledge is out of touch with practical application and cannot keep up with the requirements of the job. The emergence of these problems is closely related to the organizational structure and teaching methods of the teaching content of the "Mechanical Engineering Testing Technology" course. Comprehensively considering the characteristics of the course， teaching objects and training objectives， a new teaching model for the "Mechanical Engineering Testing Technology" course is constructed with a systematic teaching process and work process.

關鍵詞：工作過程系統化;機械工程測試技術;項目式教學

Key words： systematization of work process;mechanical engineering testing technology;project-based teaching

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0227-03

0? 引言

《機械工程測試技術》是應用型本科學校機械電子工程專業、內燃機專業、汽車專業等工科各專業的一門重要的基礎課程。機械工程測試技術涉及工程數學、力學、電工與電子技術、計算機科學、信息技術等諸多學科，是一門理論推導抽象、實踐應用性很強、知識面廣的課程[1-2]。該課程是廣東理工學院機械電子工程專業的專業核心課程之一。通過該課程的學習，要求學生在學習工程測試技術基本知識的基礎上，掌握各種傳感器的工作原理及基使用方法，為后續機電一體化系統設計課程的學習和畢業設計提供必要的基礎條件?！豆こ虦y試技術》教學內容主要包括信號分析處理、傳感器、虛擬儀器等三個部分[3]。在第一部分中主要包含傅里葉變換、信號的調理與記錄等內容，包含大量數學公式，且涉及到模擬電路等知識，理論知識抽象且公式繁多，教學內容較多，學生普遍反映很難學會。第二部分包括電學、光學以及材料學等多個學科知識的交叉，該部分知識的特點主要是物理概念多，實踐環節要求學生動手能力強。第三部分包括計算機測試系統與虛擬儀器部分包括計算機測試系統和虛擬儀器。大多數應用型本科院校?！豆こ虦y試技術》，課程一般為40學時但是學時卻偏少，故出現了“教師難教，學生難學”的問題[4]。為了解決《機械工程測試技術》課程在教學過程中存在的問題，提高教學質量，實現培養高素質的機械電子工程專業應用型本科人才的目標，廣東理工學院工業自動化系對《機械工程測試技術》課程進行了改革，提出了基于教學過程和工作過程系統化的《機械工程測試技術》課程開發。

1? 《機械工程測試技術》課程開發的總體思路

1.1 《機械工程測試技術》課程教學過程系統化開發思路

在進行《工程測試技術》課程教學過程系統開發時，應把各個教學內容環節形成模塊化，然后再把模塊化作為一個整體考慮，這就是所謂的教學過程系統化[5]。《機械工程測試技術》課程教學過程系統化應滿足兩點要求：

第一，應使整個教學內容體系安排能達到培養機械電子工程專業應用型技能人才培養目標的要求;

第二，《機械工程測試技術》課程應遵循教學的基本規律，保證各個教學環節的遞進邏輯關系，即哪個教學環節是先修環節，哪個環節是后修環節，使整個教學過程的安排符合學生的認知規律。

廣東理工學院本科教育學制有四年，去掉一年的綜合實習后，在校學習時間僅僅有三年，其中機械電子工程專業還必須有25%以上的綜合實踐訓練時間。因此，如果參考或套用其他傳統的科研型本科院校課程教學安排，則很難達到《機械工程測試技術》課程的理論教學環節和實踐教學環節之間的先修與后修的遞進邏輯關系要求。因此，必須將《機械工程測試技術》課程拆分為適當的較為細小的教學模塊，以便于教學安排。首先將《機械工程測試技術》課程教學內容分為兩個主要模塊，即理論教學模塊和實驗教學模塊。首先進行《機械工程測試技術》課程的理論教學模塊，然后再進行實踐教學模塊，這樣安排是保證為實踐教學模塊提供足夠的理論指導。

1.2 《機械工程測試技術》課程工作過程系統化的課程開發思路

所謂工作過程系統化課程其核心思想是以項目或工作任務為載體，按照“六步法”，即咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評價六個步驟，設計三種以上學習情境，按由簡單到復雜的規律順序實施每個學習情境的教學過程[6]。按照工作過程系統化教學模式，《機械工程測試技術》課程知識點將形成一個鏈狀網絡，使學生逐步掌握從易到難的知識點，以達到提高學生實踐技能的目的。

2? ?《機械工程測試技術》課程教學模塊設計

2.1 理論教學子模塊的設計

《工程測試技術》課程的理論教學模塊內容安排夠用為原則，即能達到實踐教學要求為目的。本模塊包含測試信號的時域和頻域描述、各種傳感器的工作原理及應用、測試技術應用三個教學子模塊。在每個理論教學子模塊中，只安排必要的與實踐教學相關的理論教學知識，如信號的時域和頻域、傳感器的工作原理、而與各后續的實踐教學子模塊直接相關的知識，則根據工作過程系統化課程開發的原則，安排在實踐教學子模塊中進行教學。理論教學模塊安排如表1所示。

2.2 實踐教學子模塊的設計

在教學中發現，教師可以利用現代化教學手段講解傳感器的工作原理，如上課過程中，用多媒體、圖片、視頻等展示并講解傳感器的工作原理以及使用方法，但是，仍有部分學生不能理解，其原因是學生未見到傳感器實物，也不知道傳感器如何安裝調試。因此，在實踐教學中購買一些簡單的傳感器，讓學生自己搭建簡易測試系統，這些測試系統作為工作過程教學法使用，使學生能帶著任務去學習，激勵學生完成任務達成目標。實踐教學子模塊如表2所示。

實踐教學分為Labview信號分析、簡易電子秤的制作、轉速測量裝置的制作、液位測量裝置的制作4個子模塊，各學習子模塊的教學安排遵循學生的認知規律。以子模塊3為例，轉速測量裝置的制作教學子模塊包含a、b、c 3個測速裝置，實驗裝置如圖1所示。學生在教師的指導下，分成小組獨立搭建轉速測量裝置，并完成本次實驗項目所規定的任務，教學過程的實施符合學生認知能力的發展規律。說明教學內容組織與安排實施過程如表3所示。

3? 結語

基于教學過程與工作過程的《機械工程測試技術》課程教學改革改變了教師的角色和作用，同時也改變了學生的思維能力和實踐動手能力，具有非常顯著的教學特點。打破了以知識傳授為主要特征的傳統教學模式，形成了以具體工作任務為中心來組織教學過程的課程模型，讓學生通過完成特定的項目，并能實現學生職業技能的發展。與此同時，機械類專業的課程改革必須適應社會以及企業的需求而不斷地進行教學改革，不斷地進行創新。通過工作過程式課程設計教學方法改革，讓學生帶著問題去進行實踐教學，并通過自己動手搭建實驗平臺的模式，讓學生形成系統的專業知識體系，提高了學生的動手能力，并且培養了學生的團隊意識，綜合設計能力有了進一步的提高，也提升了學生的就業競爭力[7]。

《機械工程測試技術》課程教學改革取得了良好的教學效果，近幾年來，機械電子工程專業畢業生就業率達到97%以上，專業對口率達超過89%。通過該課程學習，學生動手能力明顯提高，學院每年組織技能大賽參，包括CAD技能大賽、三維建模技能大賽，工科綜合技能大賽等。學習過《機械工程測試技術》課程的學生，每年參加技能大賽都能獲得好成績。2018年機械電子工程專業被廣東省評為重點培育專業。

參考文獻：

[1]邱榮華，肖淵，周阿維，劉冰.機械工程測試技術的創新設計實踐教學方法[J].高教學刊，2019（2）：35-37.

[2]李特，岳圓.機械工程測試技術課程現狀與改革初探[J].教育教學論壇，2018（32）：129-130.

[3]龍慧，胡松喜.《機械工程測試技術基礎》本科課程教學方法探討[J].裝備制造技術，2016（5）：255-256.

[4]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].教育教學論壇，2012（4）：189-190.

[5]楊斌，陸名彰，羅蓉.基于教學過程與工作過程的《金屬切削加工及設備》課程構建[J].當代職業教育，2014（3）：15-17.

[6]陳風煥.《計算機輔助設計與模型制作（一）》應用型課程改革探索[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2020（02）：146-147.

[7]黃小娣，楊斌.民辦應用型本科機械類專業綜合性課程設計教學改革路徑探索與實踐[J].教育教學論壇，2020（6）：253-254.