“汽車測試技術”教學改革探討與模式

[摘 要]“汽車測試技術”是車輛工程專業的一門重要的專業基礎課。針對目前教學和實驗教學中存在的問題，以理論教學為主體，充分融合了多媒體教學和案例教學的手段，促進了教學方式的轉變。在實驗教學中，重視基礎性和驗證性實驗內容的優勢，增加必修性和選修性實驗課程的設置模式，把選修性實驗內容作為培養學生創新意識和動手能力的有益方式。通過教學改革，探討提高學生學習能力的途徑，滿足專業培養目標。

[關鍵詞]測試技術 教學改革 車輛工程專業

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）17-0109-02

多年以來，“汽車測試技術”一直被本科生認為是較難掌握的課程之一，因為它所涉及的知識面較廣，要求的數學知識水平相對較高，又有一些物理概念需要理解，較難自學[1]；在課程學時設置方面，由于課程教學與實驗學時一共只有30學時，其中理論課程24學時，實驗課程6學時，學生動手實驗的機會較少，對課程內容理解不夠深刻。所以，“汽車測試技術”的教學改革刻不容緩。

一、當前教學環節出現的問題

（一）課程理論部分較多

教材中對汽車常用傳感器的構成、工作原理和性能等內容作了簡要介紹，但篇幅很少。而關于信號與描述、測試裝置基本特性等理論部分較多。教材中各章節內容比較分散，概念多且抽象，因此，教師在教學中需要清楚影響教學質量的主要因素，解決其主要矛盾。

（二）實驗環節設置較少

“汽車測試技術”課程設置的實驗內容包括各種基本測試裝置，比如中間調理電路、信號頻譜分析實驗、濾波器的幅頻相頻特性實驗、電阻式傳感器實驗等內容。針對這一實踐性較強的課程，應設置一定比例的實驗課程。同時，本門課程與車輛工程實踐緊密相關，而與車輛相關的實驗內容也相對較少，不能完全滿足車輛實驗和工程的實際需要。

（三）教材內容更新較慢

隨著汽車工業的飛速發展，測試與實驗技術也日新月異。[2]而與之形成鮮明對比的是，大多數教材更新速度緩慢，教學內容落后于工業生產的需求，與測試技術的發展現狀脫節嚴重，無法滿足教學需要。

二、教學探討與實踐

（一）理論講授的立體化模式

“汽車測試技術”主要講授的內容有信號及其分類、測試裝置的基本特征、車輛工程中常用傳感器原理與測試電路、測試信號變換調理與顯示記錄、測試誤差分析以及測試技術的應用，內容涵蓋較為全面。課程前面的基礎部分概念較多而且比較抽象，需要一定的理論背景知識，課程后面的部分強調測試實踐的內容。“汽車測試技術”按這種順序進行講授，課程內容由易到難，循序漸進，滿足汽車測試系統的框圖。

在講授過程中，應該精簡內容，降低理論性較強章節的理論分析以及相關公式推導的難度，突出測試理論的實際應用。比如在“信號及其分類”這部分的傅里葉變換、拉普拉斯變換等內容，適當刪減與其他基礎課程相重疊的內容，因為在學習“汽車測試技術”之前，學生已學過“復變函數與積分變換”這一知識點。在后續課程中需要重點應用的知識，要適當加以講解，并說明其應用范圍和適用情況，使學生明確本門課程的學習目標；適度降低學習難度，可以提高學生的學習熱情。

課程中一個主要內容就是傳感器，要講解十幾種類型的傳感器。而不同類型的傳感器的講解模式基本相同，都是從傳感器的物理或化學原理展開講解。這樣導致學生失去學習興趣，找不準重點。所以，在教學過程中，根據培養人才的就業方向，將車輛工程中常用的傳感器設置為重點內容，比如將電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器、超聲傳感器、熱敏傳感器等作為著重講解的部分，通過這種方式組織教學，使學生真正掌握幾種常用的傳感器，既突出了重點，又能讓學生掌握更多的傳感器知識。針對車輛工程專業學生的就業方向，選擇電阻式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器在汽車上的應用實例，組織學生對汽車中所涉及的上述幾種傳感器的類型、工程應用進行調查和分析，按小組的形式進行討論和交流。根據討論和分析說明每個傳感器的原理和應用情況，這樣可以增強學生的參與意識，將理論知識和實踐融為一體，有助于提高學生解決工程實際問題的技能。

教師需要采取靈活多樣的教學手段，來激發學生的學習興趣。多媒體與視頻形象直觀，在現代教學方法中占有重要位置。[3]在介紹某種傳感器類型時，可以采用圖片與實物相片的形式介紹給學生，還可通過動態設計將一些動態測試過程形象化和生動化，使學生建立起對測試系統的感性認識。同時，可以將一些在黑板上難以表達的、無法展示的現象轉換成圖片、視頻等資料展示給學生，比如“信號及其分類”部分，采用圖片和動畫的方式，使學生能夠從直觀的角度建立起信號與系統的概念。還可以用虛擬動態信號處理儀器進行模擬實驗演示[4]，例如對實際測試信號進行分析，可以讓學生們建立起實際應用與信號分析間的聯系，從而加深學生對問題的理解。

在課堂授課過程中，可以使用一些實際工程案例，對能夠應用到的相關測試技術進行分析和總結。案例可以來源于立項的科研項目、企業的研發、實驗與生產、學生科技立項項目。結合“汽車測試技術”課程的教學條件和學時情況，提煉有較強工程應用背景的實際案例，案例的設計應該與教學內容、課程安排緊密結合，力求理論和實踐相結合，使每一個重要的內容或知識點都有相關的工程實踐案例，使學生可以更加形象生動地感受到理論的真正價值，避免復雜無味的理論推導和分析，大大提高學生的學習熱情，使他們進一步了解測試技術的理論知識，實現理論與工程應用實踐的對接。

（二）實驗內容與方式的探索

在美國高校中，測試技術是機械工程等相關學科的必修課，定位為實驗課程。從課程的定位可以明顯看出，其教學目標就是通過實驗提高學生的動手能力和工程實踐能力。[5]盡管我國大多數高校沒有明確地將“汽車測試技術”定為實驗課程，但是基本都有實驗的內容。

“汽車測試技術”課程的相關配套實驗，不僅要重視培養學生的創造性思維，還要注意課堂理論教學與實驗實踐教學之間的相互配合，達到相互促進的作用。目前，課程大綱中安排的實驗分為兩大類：其中一類是驗證基礎理論或還原課程教學內容方面的實驗。這樣的實驗可以幫助學生較好地理解課程內容，是課程教學的有益補充。存在的問題就是學生在實驗過程中只能按部就班地完成實驗內容，不能激發學生的學習動力，其在實驗過程中的創造性思維得不到充分的發揮。另一類實驗是根據學科發展需要，適應學生創新能力的培養需求而設置的應用性實驗。讓學生根據所給的實驗要求和實驗條件，自行設計實驗方案，并自己動手進行實驗。這樣，教師也需要轉變觀念，建立完整適用的實驗教學體系，比如，適當增加實驗學時，調整實驗內容，把過去的被動教授實驗的方式轉變為學生主動思考方案的形式，從而最大限度地發揮學生的主觀能動性。還應該把傳統的實驗儀器設備與現代計算機多媒體技術、虛擬儀器技術結合起來，探討理論教學與實驗教學相結合的新方式，提高現有教學實驗系統的功能性和完備性，縮小驗證性實驗的比例，增加設計性實驗的比例和內容，使得課程內容和國際通用方法接軌。

由于“汽車測試技術”不斷發展，內容更新較快，而傳感器的種類和測試分析方法較多，有限教學學時不允許面面俱到。因此，可將實驗課程分為必修內容和選修內容兩個部分。在必修內容中，主要安排傳感器布置、信號數字化處理實驗。在選修內容中，設置多個模塊，包括測試系統實驗、典型測試實驗、振動噪聲實驗、虛擬測試系統等。通過這樣的安排和設置，使學生更多地了解測試原理、實驗儀器和工作原理，強化了理論知識，提高了工程實踐能力。

三、結束語

本文針對車輛工程專業本科生“汽車測試技術”教學過程中存在的問題，提出以課堂教授為主體，理論教學與多媒體教學、案例教學相融合的課程教學模式，突出課程教學內容與工程實踐緊密結合的特點，強調基礎性、先進性和實用性，擴大新技術知識的傳播，同時更加重視學生動手能力與創新意識的培養，繼續強化基礎性、驗證性的必修實驗內容。在教學方式和實驗環節等方面進行了改革與探討，取得了一定的成績，但還需繼續完善，不斷滿足車輛工程專業的培養目標。

[ 注 釋 ]

[1] 文成，周傳德.機械工程測試技術“案例和實驗并舉”教學模式探索[J].中國現代教育裝備，2013（161）：61-63.

[2] 張志剛，石曉輝，富麗娟.《機械工程測試技術》課程理論教學的改革與創新[J].科技創新導報，2011（23）：147-148.

[3] 周德強，尤麗華，馮俊萍.“測試技術”課程教學改革初探[J].江蘇技術師范學院學報，2011（4）：86-90.

[4] 石磊，曾國英.《機械工程測試技術》課程虛擬案例教學[J].機電技術，2012（2）：140-141.

[5] 胡東，唐川林.機械工程測試技術課程教學改革研究[J].教學研究，2013（1）：29-31.

[責任編輯：覃侶冰]