机械工程测试技术教学改革探索

“机械工程测试技术”是一门令机械类专业学生普遍感到有一定学习难度的课程，其原因在于课程内容既有极强的理论性，又富含大量实践的内容，尤其对于应用型本科学生而言，往往觉得课程内容枯燥、难懂，继而失去学习热情。针对这些问题，文章分析了问题产生的原因，并相应提出了改革方法，提高了学生学习兴趣，教学效果获得改观。

关键词:机械工程测试技术;教学改革;认知规律

《机械工程测试技术》是机械类专业的技术基础课，课程集成了工程数学、大学物理，金属与半导体材料、电工电子、信号分析、计算机技术等多门学科理论与技术，具有涉及学科面广、知识容量大、理论分析较多、实践操作性强、学时较少等特点［1］。对于机械专业学生，由于普遍而言本专业学生在电路、电子学以及信号分析与处理等电气信息知识方面相对较弱，所以首次接触本门课程时，在遇到信号的时域频域变换和调制解调、系统动态特性分析等抽象概念时，学生普遍反映该课程理解难度大，思维方式较难适应。若不能快速适应课程的学习，部分学生将出现厌学甚至放弃本门课程的倾向［2］。

然而，随着目前机械装备信息化程度的提升，测试技术在机械制造领域的应用愈加广泛，有人断言，衡量一台机械设备机电一体化程度的高低关键就是看这台机械设备上安装的测试装置的数量。因此，《机械工程测试技术》在机械类专业课程中的地位不是在降低，而是越来越重要。作为本门课程的授课教师，在教学实践中，一直在尝试改革创新教学内容与方法，希望能用更通俗易懂的语言、更贴近生产实际的案例来让学生彻底掌握测试技术，使他们能适应机械行业对一名机械工程师在测试技术方面的要求。本文首先分析以往“机械工程测试技术”教学过程中发现存在的问题，然后对近几年的教学改革进行总结。

一、传统教学模式存在的问题

(一)先修课程温习环节薄弱

《机械工程测试技术》是为机械类专业本科生开设的一门偏信息化的专业技术基础课，在学习这门课之前默认学生已牢固掌握电工电子以及信号方面的知识。但从教学实践来看，情况往往不容乐观，部分学生在这些先修课程的掌握方面并不到位或有所遗忘，这就加大了《机械工程测试技术》授课教师的课程开展难度。如果学生不能积极调用先修课程的知识并与测试技术相结合，则随着课程的开展，学生将会逐渐跟不上课程的进度，丧失学习兴趣［3］。

(二)教学内容安排不符合机械专业学生的认知规律

目前大部分机械工程测试技术的教材内容编排是按照以下路线进行:首先介绍测试技术的概要，并举出几例测试技术的工程实际应用，激发学生的学习兴趣。然后，介绍信号及其时域频域描述，接下来就是测试装置的基本特性。随后介绍常用的传感器，再则是讲解信号调理与信号处理。对于基础较好的学生，这种编排并无不妥，但对于应用型本科学生而言，这种编排虚实相间，软硬交融，学生并不习惯这种遍排，容易找不到学习重点［4］。为了调动学生对学习测试技术的热情，使学生既能掌握测试技术中有关传感器器件的使用方法，理解传感器信号变换的物理原理，又能掌握信号处理方面的知识，并能将测试技术理论应用于机械工程实际案例，培养学生的创新能力，需要针对应用型本科学生的学习特点，对课程进行教学改革。

二、针对问题采取的教学改革措施

(一)针对特定教学内容安排相应温习课程

根据教学实践，学生在学习测试技术的过程中，难以做到灵活运用的先修课程内容主要是三部分:1)用于信号分析的微积分知识;2)用于传感器器件的电路分析与模拟电路知识;3)用于应变、扭矩测量中的材料力学知识。为了能让学生能顺利学习后续相应章节内容，在章节开始前安排适当的时长复习这些先修内容，使学生有的放矢，在一种准备充分的心理状态下学习新知识［5］。

(二)按照符合学生认知规律的章节顺序进行教学

基于学生的认知规律，按照“先硬后软”，“先实后虚”的顺序安排教学。在《机械工程测试技术》的第一章，通过讲解几个测试方面的工程案例，帮助学生建立起学习测试技术的兴趣后，不按照教材编排授课，跳过信号及其时域频域分析一章，讲解测试装置基本特性一章节，重点帮助学生建立传感器标定这一概念，随即进行第三章，即“常用传感器与敏感元件”的教学。作为应用型本科，学生学习测试技术的重点在于理解常用传感器的“非电———电”的物理变换原理，以及掌握传感器的使用方法，至此，学生已经对测试技术的物理实现有了比较清晰的认识，再通过电桥、滤波器和放大器的学习，学生就完整掌握了一整套测试装置的工作流程。在学习完以上章节后，再讲授信号及其描述、调制解调以及信号处理，学生就能参照前面学习的测试装置工作的物理过程，对照学习，不会感到无所适从。

三、结语

通过《机械工程测试技术》的教学与改革实践，我们发现要适应应用型本科的专业教学，其核心还是在于要努力将教学内容贴近学生的认知规律，以实际应用为导向开展教学，并且将教学内容生动化、立体化、直观化，这也为我们的教学提出了另一种思考方向。对于一门理论与实践并重的课程，我们如何抓住重点，如何使课程内容在不失完备性的前提下又能充分调动学生的学习热情，这需要我们反复思考、认真总结，相信随着课程教学与改革经验的丰富，在不久的将来一定能收获更为满意的教学效果。

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