基于培養應用型人才的測試技術與信號處理課程教學研究

摘 要 隨著機械行業自動化程度逐漸提高，在線監測等技術的不斷發展，對普通本科院校培養應用型人才的要求也在不斷提高。測試技術與信號處理作為專業基礎課程在課程建設中的作用就尤為凸顯。為了達到應用型人才的培養目標、進一步提高測試技術課程的教學水平，結合學校學生的實際情況，對現在授課過程中存在的問題進行探討，并提出一些可行性的教改意見。

關鍵詞 應用型人才 實驗實踐 教學效果

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Testing Techniques and Signal Processing Courses Teaching

Research Based on Applied Personnel Training

FENG Wei， WU Xiang， CHEN Shuxiang， CHEN Jielai， TIAN Xiaofeng， HUANG Jianjun

（Mechanical Design and Manufacturing and Automation， Yancheng Institute of Technology， Yancheng， Jiangsu 224051）

Abstract With the gradual increase in the degree of automation machinery industry， requiring on-line monitoring technology continues to develop， for ordinary undergraduate institute and training of personnel is also rising. Testing the role of technology and signal processing professional foundation courses in the curriculum as the construction is particularly prominent. In order to achieve the training objectives applied talents to further improve the standard of teaching curriculum testing technology， combined with the actual situation of school students exist in the process of teaching and now issues were discussed， and put forward some feasible advice of the reform.

Key words applied talents； experimental practice； teaching effects

0 前言

作為普通本科院校，測試技術與信號處理課程是機械類學科中必修的一門專業基礎課。本課程以加強學科基礎、培養讀者動手能力為宗旨，著重講解基本的測試原理測試方法、分析處理信號的方法、測試系統的發展趨勢以及測試系統的特性。該課程的開設對于機械專業普通本科院校培養工程應用性人才有著重要的意義。該門課程涉及數學、物理學、力學、材料學、電子電工、控制理論和計算機科學等多個學科的知識，具有廣博的理論性和豐富的實踐性。根據高等人才培養的目標，要求學生通過測試技術類課程的學習，掌握測試系統的設計和分析方法，并對測試系統的性能進行分析，對測試數據進行處理。隨著科學技術的飛速發展和社會對人才素質要求的提高，人們發現測試技術作為工程科學技術人員的基本技能，必須受到高度重視。①

1 現授課過程中的問題

1.1 基礎知識薄弱

由于該門課程設計到的基礎理論知識比較多，貫穿的學科也比較多，所以對于學生的理論知識的扎實性要求很高。而對于現如今的大學生來說，有一部分學生在大一、大二學習材料力學、理論力學這些基礎課程的時候，往往只是為了應付相應的考試，并且沒有把書本上的知識，例如高等數學與實際的工程實例結合起來。因此基礎知識薄弱，給學好、學通本課程造成了一定的難度。

1.2 學生感性認識較少

測試技術與信號處理這門課程開設時間為大三第一學期，而在之前的學期里學生所接觸到的幾乎都是基礎性課程。例如線性代數、大學英語、大學物理等等，并沒有建立起專業的概念。對機械行業只是有一些模糊的認識，而對于測試技術究竟是什么就知之甚少了。雖然說測試技術在工程應用得非常之多，但對于一直都身處在校園中的學生來說就顯得非常陌生了，因此感性認識較少也是在實際教學過程中的一個重要問題。

2 教改方案

2.1 增加實驗實踐性環節比例

針對學生感性認識少的問題，可以增加實驗實踐環節，在理論課程授課的同時，安排一系列相關的實驗環節就可以提高學生的感性認識和知識的綜合運用能力。

可以利用開發的軟件，模擬信號合成分解的過程，在理論學習的基礎上，通過實驗熟悉信號的合成、分解原理，了解信號頻譜的含義，加深對富立葉變換性質和作用的理解，加深對譜分析概念、性質、作用的理解，掌握用譜分析法測量信號中頻率成分的方法。使這些晦澀的概念直觀化。并且也可以利用此軟件實現對測試裝置的動態特性、機械振動、噪聲信號進行相關、概率統計、功率譜、傳遞函數等方面的分析。周期正弦波、方波、三角波、脈沖方波、寬帶隨機、窄帶隨機信號等是分析中的常見典型信號。通過這些典型信號的（下轉第231頁）（上接第137頁）分析，對掌握信號的特性和分析方法大有益處，并可作為分析工程實測信號的參考對照資料。

可以充分利用已有的教學實驗儀器。將被測對象、各種傳感器、激勵源、處理電路等部分集于一體，組成了一個完整的測試系統；部分傳感器裝于透明殼體內，以便于學生了解其內部結構；在面板上用迭插式插頭聯接相關部分，可對各種不同傳感器及其測試線路原理，對組成測試系統有直觀而具體的感性認識。應用該實驗儀可以靈活地組成多種測試系統，進行多種實驗，從而真正建立起測試系統的概念。

2.2 激勵學生學習的積極性

工程測試技術課程具有很強的應用性，在該課程的教學中既要培養學生掌握扎實的基礎理論知識，又要使學生具有較強的動手能力，為以后從事機械測試工作打下堅實的基礎。通過探索采用實踐教學、參與討論的教學方法，根據課程內容的自身特點，運用課堂討論等互動實踐教學方式，增強了學生對課程知識的認識和理解，拓展了課程領域的知識面，培養了學生分析和處理實際問題的能力，團隊合作精神也得到了鍛煉和提高。②主動和被動對于教學效果的影響是非常大的，最為當代的大學生基本都屬于90后，90后的孩子有著特有的靈性，但是有的時候也有些叛逆。畢竟他們才剛剛十八九歲，一直都在父母和學校的保護下生活，初次離開父母來到大學，不可避免地都會存在一定的不安全感和自我保護意識。因此不止在這門課程上，可以說在整個大學的授課過程中，都要想辦法積極調動學生的主動性。使學生能夠產生學習的興趣，積極探索課程中的樂趣和意義。例如在授課的過程中，請學生根據自己的興趣愛好，結合互聯網等手段，查找一些當代先進有趣的測試技術應用的小視頻或者圖片。在理論授課時拿出一定的時間請同學們來跟大家分享。其他同學也可以參與討論，說說自己的看法。經過幾次這樣的討論，學生通過自己的學習和老師的教授，就能逐漸更加深入、形象地了解這門課程，從而激發出學習的興趣和積極性，并且能夠印象深刻。

2.3 建立并充分利用師生交互平臺

大學教師不同于初中、高中教師，他們除了基本的教學工作外還需要進行一系列的科學研究，一般不實行坐班制，不能像初高中教師一樣與學生朝夕相處。而對于大學生來說獲得知識的最直接途徑仍然是教師，因此師生的交流溝通的改善對于教學效果也是非常有幫助的。如果要求大學教師一直坐在教室里與學生共同學習顯然不夠現實，如果能夠建立起師生交互平臺，借助于現在每天必用的互聯網，無疑是一個有效的方法。學生可以通過平臺，將自己對課程的建議、想法、學習過程中遇到的問題，以類似留言板的形式寫下，教師每天抽取少量的時間進行統一回復答疑。這樣既節省了時間，又可以很好地進行溝通交流，既增加了師生感情，又能夠為學生及時解惑，對提高學習效率、強化學習成果起到了積極的作用。

3 結論

通過測試技術與信號處理課程的學習，可以使學生具備今后從事相關機械工程動態測試工作時所必需的基本理論、基本知識。通過增加實驗實踐性環節比例、激勵學生學習的積極性、建立并充分利用師生交互平臺等措施，有助于教學水平和教學效果的提升。測試技術與信號處理課程的教學方式方法的改革和優化，必會對新時代普通本科院校培養新型工程應用性人才起到積極的推動作用。

注釋

① 尤麗華.測試技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

② 王揚渝.促進學生自主學習的“工程測試技術”課程教學.中國電力教育，2009（12）：78-79.