機械工程測試技術有效課堂教學研究

朱紅秀

（中國礦業大學（北京） 機電學院，北京 100083）

1 機械工程測試技術課堂教學的主要內容及意義

機械工程測試技術是機械工程及其自動化專業的專業基礎課。教師以學生所學前序課程為基礎，培養學生掌握測試技術的基本理論、基本知識、基本能力和技能，為學生進一步學習、研究和處理機械工程技術打下基礎。

機械工程測試技術課程具有很強的實踐性。學生加強物理概念的理解，同時完成足夠和必要的實驗，一般安排課時40或48學時，其中課堂教學32或40學時，實驗教學8學時。

通過課堂教學，使學生掌握測試信號基礎理論、測量裝置基本特性及不失真測量條件，了解測試系統的基本組成，熟悉常用傳感器的基本原理、優缺點和應用，了解常用信號調理電路，了解記錄顯示儀器基本工作原理和性能。課堂教學32或40學時，完成如上教學內容，要求高質量、高效率地教與學，因此教師與學生的有效課堂教學非常重要。

2 有效課堂教學的基本要素

有效課堂教學的基本要素分別是情境與問題、閱讀與思維、互動與引導、練習與反饋。

2.1 情境與問題

知識本身具有豐富生動的內容，表征它的語言文字（包括符號圖表）則是抽象和簡約的，學生所學的正是由語言文字所匯集成的書本知識，即教材。這就要學生透過語言文字、符號圖表把它們所代表的實際事物聯系起來去思考。

2.2 閱讀與思維

教學的重要目的之一，就是使學生理解和掌握正確的結論，學生通過閱讀，經過一系列的思考、質疑、判斷、比較、選擇，以及相應的分析、綜合、概括等認識活動，使結論真正理解和鞏固。

2.3 互動與引導

教學是教與學的交往、互動，在這個過程中教師與學生分享彼此的思考、經驗和知識，交流彼此的情感、體驗與觀念，豐富教學內容，求得新的發現，實現教學相長和共同發展。教師的正確引領是保證學生學習方向性和有效性的重要前提。

2.4 練習與反饋

學生在課堂上的學習既包括學也包括習。課堂練習是學生課堂獨立活動中的一項重要活動，它一方面能使學生將剛剛理解的知識加以應用，在應用中加深對新知識的理解；另一方面，能即時暴露學生對新知識理解應用上的不足，以使師生雙方及時訂正、改正錯誤和不足。練習與反饋是課堂教學的重要環節，是提高課堂教學質量的重要保證。

顯然，上述4個要素是相互聯系、相互滲透的，深刻地領會和把握各個要素的精神實質和有機聯系，并加以認真貫徹和創造性落實，唯其如此，才能全面地提升課堂教學的有效性。

3 機械工程測試技術實現有效課堂教學的可行性

3.1 優秀教材

教材是教學內容的載體，對提高教學質量具有不可或缺的重要作用。“機械工程測試技術”課程所使用的教材是中國礦業大學出版社出版的《測試技術與實驗方法》（第3版）。這部教材是經過多年教學實踐，結合了課程課時、教學重點難點、教學系統完整、課堂教學效果以及作業考核等因素確定的。參考教材有《機械工程測試技術基礎》（第3版）熊詩波和黃長藝主編，普通高等教育“十五”國家級規劃教材，由機械工業出版社出版；《測試技術基礎》王伯雄主編，清華大學出版社出版。應用教材，測試技術基礎知識和基礎技能的教學系統深入，學生依據教材，基礎知識的學習會簡明深刻。

3.2 高素質師資隊伍

師資隊伍建設是精品課程建設的根本保證。“機械工程測試技術”課程組共有成員4人，其中50～60歲2人、35～45歲2人，均有博士學位；教授2人、副教授2人。 主講教師均具有20年以上的教齡，授課經驗豐富，而且主持過多項國家級、省部級科研課題的研究工作，獲多項國家級和省部級科研教學獎。教學和科研水平高，教學效果好。

3.3 課程建設

學校對建設立項，對教學大綱和知識點重新梳理；找出教學中的難點和重點；總結學生對難點和重點知識學習中出現問題的原因；嘗試利用新的教學實驗手段講授課程中難點和重點知識。通過一年對機械工程測試技術課程的分析、研究和總結，教學水平得到明顯提高。

3.4 課程評價體系

學校開展了機械工程測試技術課程課堂教學評價體系及評價方法的實踐。主要有：①明確課堂教學評價目的，準確把握、全面了解實際課堂教學運行狀態，使教學質量穩步提高；②構建科學的課堂教學評價體系，促使教師具備全局性、前瞻性的戰略眼光和服務意識，激發教師從事教學工作的積極性；③科學的課堂教學評價指標和有效的課堂教學評價方法，注意評價過程的連貫性和承接式，運用網絡技術手段組織課堂教學評價活動。

4 機械工程測試技術實現有效課堂教學的方法研究

從課堂教學活動的要素和課堂教學運行的環節兩個方面，依據提升課堂教學有效性的原理和機制，結合筆者多年機械工程測試技術的教學經驗，提出機械工程測試技術實現有效課堂教學的方法，具體如下：

4.1 應用多媒體技術實現情景教學

教學情境就是以直觀方式再現書本知識所表征的實際事物及其相關背景，在可能的范圍內，一切事物應盡量地放在感官的面前。在機械工程測試技術教學中，采用多媒體情境教學的知識點主要有周期信號時頻域轉化、測量裝置數學模型建立及動靜態特性、常用傳感器結構原理及應用、典型測試系統的視頻演示。

4.2 基礎理論學習加強閱讀和思維

課堂教學應重在揭示隱含在其中的精彩而又獨特的思維過程，并引導學生的思維深入到知識的發現或再發現的過程中去，學生把教材上的知識轉化為自己的智慧。在機械工程測試技術中，基礎理論學習加強閱讀和思維，主要有信號變換、測試裝置動靜態特性。

4.3 以交往與互動為特征的教學實現新技術的學習

以交往與互動為特征的教學，常常要借助“對話”來實現。就是教師與學生以教材內容為“話題”，共同去生成和創造“文本”、去構造“意義”的過程。它既是一種精神，又可以成為一種方法。在機械工程測試技術中，采用以交往與互動為特征的教學實現新技術的學習主要有：①霍爾傳感器中，霍爾效應的機理學習，學生查資料調研學習量子反常霍爾效應，并在課堂交流討論；②光纖傳感器學習中，依據光纖結構原理，要求學生閱讀科學家高錕資料，并在課堂交流討論。

4.4 課堂提問練習及時反饋學習狀態

在機械工程測試技術中，采用課堂提問練習及時反饋教學的知識點主要有：①連貫性考察，公式推導，例如傅立葉變換公式的推導；②獨自做例題，信號變換中，周期方波信號的頻譜；③基礎理論考察，動靜態特性，傳感器原理等；④解決方法即重復講解，放慢講課速度，單獨答疑。

通過課堂練習的即時反饋，學生本人可以及時了解到自己在課堂上的學習進展情況、存在問題，起到強化、督促、糾正學生學習的作用。這種即時反饋也讓教師及時了解學生對知識和技能的掌握程度，檢驗自己的教學方法和教學效果，對于還存在某些問題或學習有困難的學生及時給予指導，對于過易或過難的題目適當地進行修正，根據收集到的結果調整自己的教學方案，使課堂教學成為一個具有自我反饋糾正功能的系統，成為一個流程通暢的回路。

5 結論

大學工科專業基礎課教學，通過有效課堂教學研究，為提高本科教學質量和教學水平提供有益參考。機械工程測試技術課程是機械工程專業的一門專業基礎課程，在大學三年級上學期開設。教學目的是使學生較全面地掌握測試技術基本原理和方法，了解測試技術在機械測試、機械控制、故障診斷、生產控制等領域的應用。測試技術課程教與學中的創新研究具有重要的意義。

機械工程測試技術課堂教學研究與實踐是從多年教學經驗和發現問題出發，具有很強的實用性和針對性，課堂教學效果很好、教學環節愈加通暢，使師生學習真正感到身心愉悅。

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