層次化實驗體系在測試技術(shù)課程中的應(yīng)用

李一男++譚苗苗

摘 要：“測試技術(shù)”是我國高校工科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容包括了測試系統(tǒng)的特性、信號的分析處理、常用傳感器、虛擬儀器設(shè)計等內(nèi)容。當(dāng)今學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和性格相比從前發(fā)生了巨大變化，傳統(tǒng)的講授為主，實驗為輔，以教師為中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能適用。實驗和實踐在教學(xué)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用，針對原來測試技術(shù)課程實驗存在的不足，引入層次化實驗結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合測試技術(shù)課程特點，將實驗分為多個層次，滿足不同學(xué)生的需求，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：測試技術(shù) 層次化 實驗教學(xué) 應(yīng)用

中圖分類號： G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0137-02

The application of hierarchical experimental system in the course of testing technology

LI Yinan Tan Miaomiao

（Beijing Union Univorsity，Beijing，100012，China）

Abstract：The experimental teaching and social practice is become more and more important in the process of course-teaching. In response to the shortcomings in traditional experiment of Test technology， hierarchical experimental teaching structure system is introduced. By combing with the characteristics of the course， the experiment are divided into multiple levels to meet different needs of students. The purpose is to mobilize the enthusiasm and initiative of the students， improve the quality of teaching.

Key Words：Testing technology；Hierarchical；Experimental teaching；Application

“測試技術(shù)”是我國高校工科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容包括了測試系統(tǒng)的特性、信號的分析處理、常用傳感器、虛擬儀器設(shè)計等內(nèi)容。當(dāng)今學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和性格相比從前發(fā)生了巨大變化，傳統(tǒng)的講授為主，實驗為輔，以教師為中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能適用。目前測試技術(shù)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容都是預(yù)先設(shè)計好的、獨立的、前后內(nèi)容銜接欠流暢，缺乏綜合性及創(chuàng)新性的實驗機會，存在以下問題：學(xué)生做實驗時多數(shù)處于被動狀態(tài)；注重實驗結(jié)果，輕視實驗過程；實驗與工程實際和科研訓(xùn)練聯(lián)系少；學(xué)生做實驗時缺乏創(chuàng)新意識和探索精神，導(dǎo)致學(xué)生普遍存在對測試基本概念和物理含義的理解不透徹，對測試基本方法和手段掌握不熟練，對測試系統(tǒng)的構(gòu)成和測試技術(shù)的運用不自如的問題。針對以上問題，提出層次化實驗體系，由淺入深，不同級別的得分不同，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

1 測試技術(shù)層次化實驗體系的構(gòu)建

由于傳統(tǒng)的講授為主的方式不能達到良好的教學(xué)效果，故提出層次化實驗體系。該體系通過實際案例和實驗來引出相關(guān)的基本理論，在動手實踐的過程中加深對概念的理解，并鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力，提升創(chuàng)新能力。整個結(jié)構(gòu)分為4個層次，即演示實驗、基礎(chǔ)實驗、項目實驗和創(chuàng)新實驗。如圖1所示。

1.1 演示實驗

由于時代的變遷，學(xué)生也發(fā)生了很大變化，目前課本更新速度較慢，范例比較舊，與當(dāng)今最新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用脫節(jié)，老師通過PPT講解的方式不能很好的激發(fā)學(xué)生的興趣，無法達到良好的教學(xué)效果。在課上增添有代表性的演示性實例實驗，將原理概念由生動的例子引出，使學(xué)生對理論知識的理解更直觀，更真實，從而激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。例如拿當(dāng)今測試技術(shù)集成度比較高的機器人作為實例，通過演示最新機器人的功能、應(yīng)用，以及科幻電影中機器人未來的發(fā)展趨勢，闡述其中應(yīng)用到的測試技術(shù)相關(guān)原理，提高學(xué)生的興趣度，從而達到良好的教學(xué)效果。

1.2 基礎(chǔ)實驗

基礎(chǔ)實驗是選用傳感器綜合實驗儀器，學(xué)生根據(jù)被測對象的不同，選用傳感器，通過連線，整合測試系統(tǒng)，完成測試。該部分是必修部分，目的是讓學(xué)生加強對傳感器工作原理的理解，了解信號的處理過程，掌握基本測試設(shè)備的使用，明確測試系統(tǒng)的基本組成。學(xué)生需要完成8學(xué)時的基礎(chǔ)實驗，內(nèi)容在給定范圍內(nèi)任選，完成該部分內(nèi)容，實驗得分在60～70之間。基礎(chǔ)實驗內(nèi)容如表1所示。

1.3 項目實驗

項目實驗是為了結(jié)合工程實際，對工業(yè)測控設(shè)備進行了微縮，讓學(xué)生完成綜合性、應(yīng)用性更強的實驗。目前實驗室有模擬工廠運輸物品的環(huán)形輸送線平臺，旋轉(zhuǎn)機械簡化來的轉(zhuǎn)子實驗平臺，模擬遠距離測距的平臺。學(xué)生可利用LabView仿真平臺，選用多種傳感器，搭建綜合測試系統(tǒng)，完成傳感器的選擇、安裝連線，信號采集處理，程序設(shè)計和界面設(shè)計，對被測對象的狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)進行測量，目的是讓學(xué)生加強對整個測試系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的了解。該部分四個項目任選其一，學(xué)時為8學(xué)時，學(xué)生可以2～3人組成一個小組，共同完成，提供學(xué)生的團隊合作能力。最后根據(jù)完成情況教師予以給分，實驗得分在70～85之間。項目實驗內(nèi)容如表2所示。

1.4 創(chuàng)新實驗

創(chuàng)新實驗則是完全發(fā)揮學(xué)生的想象空間，根據(jù)學(xué)生自己的興趣，與老師商討確定可行的方案，完成相關(guān)內(nèi)容。實驗室配有多種傳感器，NI ELVS可方便學(xué)生搭建硬件電路，配合LabVIew環(huán)境，可以快速建立測試系統(tǒng)，軟硬件聯(lián)調(diào)，真正實現(xiàn)了創(chuàng)新。該部分需要學(xué)生提前預(yù)約實驗室，申請使用的設(shè)備，教師根據(jù)學(xué)生完成情況，予以給分。

2 教學(xué)效果

層次化實驗?zāi)Ｊ揭还灿?個班級參與，課程結(jié)束后對學(xué)生進行了問卷調(diào)查和實驗完成情況總結(jié)。調(diào)查顯示，92%的學(xué)生喜歡這種教學(xué)模式，希望增加演示實例；80%的學(xué)生希望增加和實際工程項目相關(guān)的實驗內(nèi)容。實驗完成情況總結(jié)如下：有20%的同學(xué)只完成基礎(chǔ)實驗部分，就不再往下進行；大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，80%的學(xué)生會選擇完成項目實驗，有13%的同學(xué)進行了創(chuàng)新實驗。由于實驗設(shè)計難度由淺入深，循序漸進，讓課程變得更生動，更人性化，且無形中加入了晉級機制，因材施教，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生可以更好的掌握基本理論知識，提高動手能力、團隊合作能力和創(chuàng)新能力。總體來看，層次化的實驗教學(xué)體系能有效提高“測試技術(shù)”課程的教學(xué)效果。

參考文獻

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