新工科背景下現代檢測技術教學改革與實踐

鄭樹彬 彭樂樂 鐘倩文 黃如艷

摘要：新工科背景下，為了培養具有工程實踐應用能力的人才，文章主要從教學內容、授課模式和考核方式三個方面對現代檢測技術課程進行教學改革與探索。文章分析總結課程的教學現狀，結合城市軌道交通學院特點，對目前現狀存在的問題提出了具體的改革措施。將這些措施應用于教學實踐，提高學生工程實踐應用能力。

關鍵詞：新工科;現代檢測技術;教學改革與實踐

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）10-0195-02

一、引言

教育部提出新工科是新科技革命、新產業革命、新經濟背景下的工程教育改革，迫切需要加快工程教育改革創新，培養工程實踐能力強的“新工科”人才[1]，以滿足未來新興產業和新經濟需要。新工科人才不僅要掌握必要的工程科學知識，還須具備處理工程問題的能力[2]，在新工科的背景下，本文契合工程教育改革的目標，對現代檢測課程的教學內容、授課模式和考核形式進行改革與探索，培養學生工程實踐應用能力，獲得了良好的教學效果。

二、現代檢測技術教學現狀

現代檢測技術是上海工程技術大學城市軌道交通學院針對交通運輸專業研究生，結合軌道交通行業背景，運用現代檢測技術與方法開設的一門具有鮮明行業背景的檢測課程，總學時為32學時2個學分。該課程旨在培養軌道交通維護保障高級應用型人才，具備應用現代檢測技術發現軌道交通問題并且解決該問題的能力，并能更好地服務于目前高速發展的軌道行業，這就要求學生掌握較為全面的該領域的相關檢測方法及實踐操作能力[3]。現代檢測技術是一門對學生工程實踐能力要求較高的課程，但是目前面臨著如下幾個主要問題。

1.教學內容豐富，知識點難度大：該課程包括頻譜分析基礎、傳感器基礎、機器視覺、圖像處理、多傳感器信息融合、無損檢測和振動測試與分析等多模塊跨學科的教學內容，涵蓋的教學內容廣泛，理論知識點多且難懂，其中囊括的模塊都需要開設專門的課程詳細講解。如頻譜分析基礎的重難點為傅里葉變換的四種形式及應用、連續和離散信號處理方法，此模塊的內容在本校的《數字信號處理》課程中都屬于重難點內容[4]。且選擇該課的學生具有不同的專業背景，部分學生甚至從未接觸過該領域，基礎相對較薄弱，學生不易在32學時內掌握課程教學內容。

2.教學方式單一，重理論輕實踐：上課形式主要采用傳統的“填鴨式”教學方式，教師講解知識點，學生自行記錄和理解的授課形式[5]。這種講課方式可以方便教師有條理地將知識點傳授給學生，但是學生參與度不高，降低聽課效率。現代檢測技術旨在培養工程應用能力強的人才，僅僅憑借這種純理論教學方式無法培養學生分析和解決問題的能力，鍛煉學生工程應用能力。

3.考核方法簡單，考試壓力大：現代檢測技術多是采用傳統的閉卷筆試方法，該方法主要考核學生對知識點的記憶和理解，對考生的要求僅僅局限于知識點的背誦和記憶，無法體現課程對學生應用能力培養的成效，并且學校對學生的培養教育成果主要參考成績，學生為取得好成績承受較大的壓力，花費大量時間精力記憶知識點反而忽略了分析、解決問題和實際工程應用能力的培養。

三、改革的具體措施

新工科背景下，現代檢測技術旨在培養學生分析、處理問題和實際工程應用能力，針對目前課程教學內容繁重，授課模式單一和考核方式簡單的不足，提出了具體的改革措施。

1.知識點主次分明，引入案例教學：現代檢測技術課程內容豐富，知識點抽象難懂，學生接受起來有一定難度，并且學生接觸工程實際項目少，解決工程實際問題能力弱。應重點把握重難點知識，主次分明，以點帶面地對學生進行教育，大大減少學生記憶知識點的工作量，為學生爭取更多理解和實踐的時間。大量引入教學案例[6]，通過對案例的講解和分析，培養學生分析解決問題和實際工程應用的能力，更好地服務于城市軌道交通領域。另外，在分析案例的同時，穿插課程知識點，也可加深概念的理解。例如，在講解分析載運工具的乘坐舒適性測試案例中，引導學生乘坐舒適性是關鍵，該指標與列車行速度和狀態有關，利用頻譜分析中的傅里葉變換可對運載工具的加速等進行分析，從而判斷出乘坐舒適性的重要影響因素。

2.授課模式多元化，以項目為導向進行實踐教學：現代檢測技術教學團隊根據不同的教學內容采用不同的授課形式，將傳統教學模式、自主學習、翻轉課堂[7，8]、小組討論等多模式進行有機融合，形成了多元混合的授課風格[9]，提高學生參與度，充分調動學習積極性。例如，設定實際的軌道車輛振動測試項目，通過學生自主查找相關資料，分組討論并制訂相應的測試原理及方案，利用與上海申通地鐵產學研合作機制，組織學生實地測試，最后將測試數據進行分析與對比，給出測試結果。團隊通過與上海申通集團建立了合作機制，搭建產學研合作平臺，使現代檢測技術擁有企業實地考察機會，學生能以企業項目為導向，在項目研究中培養分析和解決問題的能力，鍛煉工程應用能力。

3.注重過程評價，完善考核方式。教學團隊擯棄了傳統的以考試分數為主的考核評價指標，轉變為注重過程的評價方式，包括學生作業完成質量和課程參與度，同時還注意選取能培養學生實際工程應用能力的考核內容。應用時下熱門的檢測手段以軌道交通可能產生的問題為作業，包括載運工具乘坐舒適性測試、振動測試與分析、軌道扣件圖像處理和超聲無損檢測。學生參與度的評價主要參考項目的接觸情況，包括項目初期的測試原理及方案設計、項目中期的實施過程以及項目后期的結果分析與總結。通過筆試的手段對課程知識點進行考查。綜上所述，學生最后的考核成績組成結構如下表所示。

四、結語

在“新工科”背景下，現代檢測技術為培養出具有實際工程應用能力的學生采取了一系列的改革措施，包括引入大量教學案例，知識點主次分明，采用多元化授課模式，以項目為導向的實踐教學，最后注重過程評價，完善考核方式。在實際教學過程中不斷總結調整，學生的實際工程能力得到了提高，取得了良好的教學效果。

參考文獻：

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[3]吳曉燕，譚維，鄧欽文，李密，房琦，譚文發，張德.《現代檢測技術》課程教學新探索[J].廣東化工，2019，46（05）：242，247.

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[5]張輝誠.工作坊改變“填鴨式”教學，我們需要做什么[J].當代教育家，2018，（08）：20-23.

[6]劉露，王延遐，許英姿.新工科模式下力學課程的教學改革[J].教育教學論壇，2019，（16）：86-87.

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[8]許英姿，沈玉鳳.基于“翻轉課堂”理念的教學模式研究與實踐[J].實驗技術與管理，2015，（9）：173-175.

[9]劉露.基于信息化的材料力學混合式教學模式的實踐[J].大學教育，2018，（1）：63-66.

The Reform and Exploration of Modern Detection Technology Course in the Emerging Engineering Education

ZHENG Shu-bin，PENG Le-le，ZHONG Qian-wen，HUANG Ru-yan

（Shanghai University of Engineering Science，Shanghai 201620，China）

Abstract：In order to train talents with ability of engineering practice and application，the paper reformed and explored the Modern Detection Technology course mainly from three aspects.There were teaching content，teaching methods and assessment methods.The paper analyzed the problems in the teaching situation of the course，combining with characteristics of the school of urban railway transportation，and proposed specific reform measures.It is applied to teaching practice to enhance students' engineering practice and application ability.

Key words：Emerging Engineering Education;"Modern Detection Technology;reform and exploration of teaching