機械工程測試技術課程教學改革的實施與探索

孫業(yè)明

（東北電力大學機械工程學院，吉林 吉林132012）

0 引言

機械工程測試技術課程在東北電力大學以前稱為測試與傳感技術，其他院校還稱為機械工程測試技術基礎或其他名稱。機械工程測試技術是一門綜合性技術，在機械工程實際中，無論工程研究、機械產品開發(fā)，還是質量監(jiān)控、性能試驗，都離不開測試技術，測試技術是人類認識客觀世界的手段，是科學研究的基本方法。目前，對于機械工程領域而言，現(xiàn)在的產品很少有純機械的產品，大多數產品的機械結構，硬件電路有機結合在一起，使整個產品越來越朝著結構簡單化，體積小型化，功能集成化，使用智能化的方向發(fā)展，整個產品能夠自動判斷使用條件，監(jiān)測工作狀態(tài)，因此測試技術的作用更加重要。本課程是機械方向，尤其是機械電子工程專業(yè)的主干課，學好該門課程是非常重要的[1-2]。

機械工程測試技術以信號為主線，可以認為是信號處理技術在機械工程當中的應用。圍繞著信號，主要內容分為3大塊：（1）信號的基礎理論，（2）信號的產生，（3）信號的處理。機械工程測試技術是一門理論學習與實驗緊密結合的課程，在歐美許多國家，機械工程測試技術是一門在實驗室內開展的課程，先講授理論知識，接下來以實驗內容為主，或者理論學時與實驗學時穿插進行。在我國，由于條件所限，多數學校講述該門課程的方式大同小異，主要當成一門理論課來講，在課程的結束時，安排少量的實驗學時。普遍存在的情況是，理論知識較多，且晦澀，再加上缺乏實踐動手機會，知識理解不直觀、不深刻，造成了整體學習難度大，效果差的現(xiàn)狀[3-5]。

本門課程涉及的基礎學科知識較多，包括高等數學、物理學、電子技術、信號處理技術、精密機械設計技術、材料學、機械計算機控制等，并且開設時間又在大三下學期或者大四上學期，在這個階段，許多學生對以前所學的知識逐漸淡忘，在本門課程的學習中，遇到了不小的困難。還有很多的學生反映，本門課程學習的知識比較抽象且略有點枯燥。

1 教學及考核方式改革

本人在授課過程中，不斷領悟本課程的內涵，經常與學生溝通交流，傾聽他們的意見，不斷更新本門課程的知識點，授課過程中，在常規(guī)的教學方法之外，采取了一些嘗試，提高了授課效果。

1.1 用好多媒體，引進新穎、前沿的知識

在授課過程中，有針對性地加入一些新穎的視頻。測試與傳感技術課程，尤其是傳感器部分，該部分內容是本課程知識體系中更新比較快的內容，每過幾年就有新型的敏感材料、傳感器件出現(xiàn)，同時，傳統(tǒng)過時的傳感器也不斷逐漸淘汰。本人在授課過程中，經常從網絡上搜集一些與課程內容緊密相關、內容新穎、技術先進的傳感器及其應用視頻，例如利用壓電傳感器，感知微弱振動，并實現(xiàn)振動主動抑制。利用微型霍爾元件，通過簡易巧妙地方法實現(xiàn)磁懸浮控制。俗話說百聞不如一見，無論傳感器多么先進高端，多么新穎，在課堂上講得多么條理清晰，都不如親眼看看它的實際效果。這些視頻內容與課程內容緊密結合，不僅很清晰地將課程內容展示給了學生，使學生很快對這種傳感器有了清晰的了解，并且很好地激發(fā)了學生的學習興趣。

1.2 運用實物演示教學，促進知識融會貫通

在課程上測試與傳感技術中有大量的公式推導及物理化學知識，還有電路的分析計算，學生在學習時普遍感到有些枯燥。在課堂上，我向學生們展示了多個自制的傳感器及處理電路，可以實現(xiàn)常見參數的測量，例如電動機轉速測量，用一個紙片做成一個紙盤，紙盤安裝在軸上，在紙盤圓心與圓周之間貼上一條窄的黑膠帶，再通過簡單地信號處理電路，就可實現(xiàn)轉速的測量。該實驗中，學生們注意到該系統(tǒng)結構簡單，只用到紙片、膠條、發(fā)光二極管、光敏二極管，及處理電路就能輕松測量軸的轉速測量準確，轉速測量范圍寬可達3.6×105r/min，這可以完全滿足任何常見機床主軸的轉速測量需求。在整個演示過程中，捎帶復習了以前的知識，開拓了思維，學生們不禁驚訝，以前學過的知識可以這么用，培養(yǎng)了他們的興趣及學以致用的觀念。

1.3 考試方式改革

在授課過程中，本人注重考試方式的改革，由原來的期末試卷決定本門課程的成績，改為由多個教學環(huán)節(jié)來定，包括期末試卷、實驗操作、論文，鍛煉了學生的綜合能力。上個年度，本門課程進一步取消了期末考試，替換為三次隨堂測驗。這樣既減輕了學生的學習負擔，又考察了學生對知識靈活掌握應用能力，還提高了學生的出勤率，取得了良好的效果。

1.4 充分利用學校校內的信息化教學平臺

東北電力大學引進的數字化教學平臺，可實現(xiàn)教學互動功能、資源共享功能、移動學習功能、教學門戶的建設，達到教師能夠進行課程建設、教學監(jiān)控、資源共享、學生能夠自主學習的目的，可讓學生們靈活方便地安排自學或相關知識的復習，非常符合當今線上靈活自由學習的趨勢。目前該數字信息化教學平臺正在建設完善當中，相應的數字信息化教學平臺的精心設計，必將帶給學生們一種豐富的選擇，養(yǎng)成自主學習的好習慣。

1.5 課堂中加入團隊合作，師生角色互換

為了拓展同學們的眼界視野，培養(yǎng)學生自主學習能力及團結合作精神，在學習傳感器章節(jié)同時，安排學生在課堂之外查找一種新穎有趣、有重要用途或與日常生活貼近的傳感器。任務采用分組的方法，每組3至5人，內容方案共同考慮，行動中根據興趣所長，有負責資料查找的，有負責文檔整理編輯資料的，有上講臺講述的。總之，大家根據自己的興趣所長團結協(xié)作，共同完成一個任務。在傳感器章節(jié)部分的最后一節(jié)課，同學們分組上講臺講述，向老師一樣，而老師及其他同學在講臺下認真傾聽。這一節(jié)課總的看起來效果非常好，你永遠不能低估一群二十出頭年輕大學生們的好奇心、創(chuàng)造力、表現(xiàn)欲望，以及幽默搞笑的能力，同學們的選材非常新穎有趣，每位同學上講臺講述的時候，臺下同學們都聽得非常認真，整個過程輕松、愉快、充滿樂趣。講述結束還有提問環(huán)節(jié)，在座的同學及老師可以就難點及感興趣的部分向講述的同學提問，這次課堂嘗試展現(xiàn)了許多比較前沿的傳感器及應用方法，開闊了同學們的視野，鍛煉了同學們公眾面前表達的能力，培養(yǎng)了學生們團隊協(xié)作的意識和能力。同學們對傳感器的方法、原理掌握得更透徹、更靈活了，很好地達到了當初設計的效果及目的。

2 結語

機械工程測試技術這門課程，課本上充滿了公式及理論，內容相對枯燥，影響了學生們對該門課程的接受程度及興趣。本人在授課中積極探索并采取多種靈活有效的措施，提高了學生們的學習積極性，使同學們接觸到了一些新穎前沿的內容，很好地提升了該門課的授課效果，同學們覺得本門課程有意義、有收獲，并且鍛煉了知識本身以外的能力，整個過程中收獲了良好的效果。