應用型本科院校《工程測試技術》課程教學改革的探討

李琳 周靖

摘要：《工程測試技術》作為機械類的專業課，課程內容既有較強的理論性，又有大量的實踐內容，具有一定的學習難度。為提高本課程教學質量，本教研小組對目前的教學現況進行研究，提出從教學內容、教學方式和實踐教學三個角度的改革措施，經過實踐取得較好的教學效果。

關鍵詞：工程測試技術;課程;教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）36-0092-02

國家高等教育綱要中提出，想要培養良好的應用型人才，需要提高人才自身的社會適應能力以及未來就業和創業的能力。在這一思想的指導下，結合應用型本科院校特點，相關課程的教學必須朝著“應用型”進行改革，解決教學中出現的問題，培養應用型人才。

《工程測試技術》課程是機械工程類專業的一門重要的專業基礎課，集成高等數學、大學物理、電工和電子技術、傳感器技術、計算機技術、信號分析與處理技術等多學科，是一門交叉、綜合性的專業課程。該課程具有學科面廣、理論分析多、實驗操作性強的特點。隨著自動化技術的發展，測試技術的應用日益重要，《工程測試技術》課程的學習越來越重要。但是，由于應用型本科院校學生的基礎較差，學習本課程的過程中，對于信號的時域、頻域等概念，信號的調制解調及系統的動態分析等內容，學生普遍反映理解難度大。思維方式難適應。隨著課程開展，學生將逐漸跟不上課程進度，喪失對課程的興趣。作為本課程的授課教師，針對目前教學過程中的現狀與不足，嘗試進行教學探索，力求建立適應應用型教學目標的課程教學體系。

一、《工程測試技術》教學現狀分析

本課程教學過程中，筆者詳細研究了教學過程中出現的問題，具體表現為：

1.先修課程基礎薄弱。《工程測試技術》是一門交叉學科的綜合性課程，涉及先修課程較多。其中，對于高等數學、信號分析等課程內容的難度要求大，大多數學生對高等數學的傅里葉變換等內容或當時沒有掌握或遺忘，這就影響本課程的講授過程。如果學生不能積極進行先修課程的再學習，隨著課程的展開，學生將逐漸跟不上授課進度，失去學習興趣。

2.教學內容枯燥。在《工程測試技術》課程教學中，基本理論和原理授課仍是教學重點，與本課程的相關實踐案例較少，學生在聽課過程中普遍反映課程內容抽象枯燥，難以理解，理論知識深奧，缺乏學習的實物對象，工程案例缺乏，使得課程理論和實際脫軌。這與應用型院校的教學目標相悖，教學改革勢在必行。

3.教學方式落后。由于實驗條件限制，在這樣一門實驗l生的科學課程授課過程中，仍以課堂理論教學為主，教師講授為主，學生被動聽課。課程的啟發性和互動性不夠，缺乏學習的主動性和積極性。

另外，由于本課程為實驗科學的內容，較多的理論知識通過文字和圖片的形式學習，學生仍感覺較難理解。

二、《工程測試技術》教學改革研究

就上述課程教學現狀分析，有針對性地對教學過程進行改革，教改內容主要集中在以下方面：教學內容、教學形式、實驗教學內容等。

1.教學內容改革。《工程測試技術》的教學內容包括測試信號的時域和頻域描述、傳感器的原理以及測試技術應用三部分。目前，教材在編寫體系上缺乏統一性，內容安排和章節順序差異性很大，針對應用型培養目標的教材不多，與應用型人才培養教學目標還有差距。因此，在本課程教學小組的共同探討下，優化教學體系結構和內容編排，使學生從宏觀上建立起測試系統的整體概念，按照測試過程的工作流程進行學習。首先，介紹測試系統的概念和結構，通過對生活以及工程的測試實例分析，激發學生對測試課程的興趣。接下來，按照測試流程對各環節進行講述，從“測試對象——信號的分類和描述”開始，到與信號直接聯系的“信號采集裝置——傳感器技術”，將傳感器采集到的信號進行調理和傳輸，然后進行信號的分析與處理，最后進行機械測試系統的構建。

由于應用型本科教學的側重點與研究型大學不同，需要突出課程的實踐性和應用性，對于《工程測試技術》這門實驗科學來說，除了對基本理論知識的敘述外，內容要突出“工程化”和“實例化”，以教學內容理解案例，以案例為載體幫助學生理解理論，按照“提出問題—分析問題—解決問題”的思路安排每章的內容講述，課程涉及多個典型的機電系統測試綜合案例，通過對工程設計問題的分析進行學習。

2.教學方法改革。傳統的課堂教學方式以多媒體為中心，輔助板書等多種方法，課堂以教師為主體掌握教學進度。這種方法對《工程測試技術》來說，并不利于學生理解相應理論，被動地接受式學習也影響了學習積極性，不利于教學開展。因此，在本課程教學過程中，首先要調動學生的學習積極性，激發對課程的興趣。為了達到這個目的，授課過程中從大量生活實例出發，如課堂教學中使用的麥克風對聲音信號的采集和處理，滑動變阻器用于傳感器將位移信號轉為電信號，收音機在調臺中的調制解調工作原理等，培養學生學習興趣和愛好。授課過程中設置某些“開放性題目”，利用任務驅動的方式激發學習興趣和動力，在開展課堂討論的過程中幫助學生思考和理解理論內容，同時提供多角度思考問題、多手段解決問題的機會。

這種圍繞工程實例進行課堂討論的教學方法，以教師為主導、學生為主體，既能充分發揮教師的指導作用，又能調動學生的學習積極性，著重培養學生的能動性和創新性，達到獨立分析問題和解決問題的水平。

課堂教學中，充分運用多媒體課件、Labview、Mat-lab軟件等，通過軟件的仿真分析得到形象的動態波形，方便學生對較難理解的時域、頻域等概念有一個直觀的對比分析。對于數字化過程中某些基本概念利用Flash動畫或仿真結果的動態顯示，輔助講解，引導學生理解抽象概念，提高教學效果。

3.實驗內容改革。傳統的《工程測試技術》實驗采用傳感器教學實驗平臺進行各類傳感器的測試實驗，采用多種傳感器對位移、力、溫度、振動等物理量進行測量。測量電路由實驗平臺內部集成完畢，學生能夠自主設計和連接的部分較少，對實驗內容的興趣不大。而且，由于傳感器實驗平臺的敏感性等，測量結果誤差較大，對于驗證理論結果意義不大。另外，封閉的實驗平臺和工程應用的測量技術差距較大，對培養學生的實際操作能力作用不大。

為使課程學習能夠真正應用于工程實踐，我們對實驗內容進行一定的改革：增加計算機仿真處理內容;實驗通過傳感器采集各類信號并傳輸到電腦設備;利用虛擬儀器軟件Labview進行信號的后續處理并輸出。這種實驗方式彌補了傳統的測試技術實驗僅僅包含傳感器應用的單一形式，將整個測試過程從信號采集到處理都進行學習，提高實驗的系統性和完整性。

三、總結

《工程測試技術》課程作為機械類專業的一門重要的專業課，學習效果影響學生對專業相關課程的學習興趣。而該課程難度大、抽象概念多的問題，通過傳統的教學方式實現的教學效果并不理想。因此，在多年的授課經驗下，對本課程的教學內容、教學方法和實踐教學進行研究和探討，提出更適應應用型本科院校的方法，經過對本方法的教學實踐，得到較好的教學效果。