新版《机械工程测试技术》课程理论教学的改革与创新汇编

新版机械工程测试技术课程理论教学的改革与创新汇编 摘 要:结合机械工程测试技术课程的特点和课程的传统理论教学中不足,对课程的理论教学内容、教学方法、教学手段及考评体系的改革与创新进行了探讨。在教学内容上,提出了以“信号流”为教学主线的教学内容优化方式和以“科研”保内容实时性的教学内容更新方式:在教学方法上,提出了“教师”主导和“学生”主体的新教学方法:在教学手段上,提出了“多媒体+黑板+仿真+实物”相结合的多元化教学手段:在考评体系上,提出“平时作业+课堂讨论表现+自主考试+期末考试”的新 综合考评体系。 关键词:机械工程测试技术理论教学改革与创新 中图分类号:TG80文献标识码:A文章编号:1674-098X08-0147-02 1 引言 机械工程测试技术课程是机械工程相关专业的一门专业技术基础课,该课程集成了数学、电工电子学、信息科学、计算机技术等多学科原理和技术,并且被广泛应用于各个学科,具有涉及知识面广、综合性强、理论知识抽象、实践性要求高、学时少等特点1。尤其是对于电工电子学及信息学知识相对薄弱的机械专业本科生,首次接触信号变换与调理、系统特性及数字信号处理等抽象概念时,学生普遍反映该课程存在理论内容不易理解,学习难度大等问题。然而,随着科学技术的迅猛发展和机械系统自动化程度的不断提高,测试技术在机械领域中的应用日益广泛,例如新产品开发、生产过程控制、设备状态监测及产品性能试验等工作均以测试技术为基础。因此,机械工程测试技术课程在机械工程相关专业课程中具有越来越重要的地位。 基于上述原因,为了使机械专业本科生能够更好地理解和掌握机械工程测试技术的相关理论,贯彻教育部关于高等学校本科教学质量与教学改革工程文件的精神和适应学校培养创新型工程应用人才的需求。改革和创新机械工程测试技术课程的教学方式,提高课程的教学质量已迫在眉睫。 2 传统理论教学及其改革与创新 2.1 传统理论教学方式 机械工程测试技术课程的传统理论教学方式是以教师为中心,理论知识的传递以灌输式讲授为主,并设计有少量的验证性实验。整个教学过程中教师发挥着主导作用,而学生只能被动地吸收知识,从而难以充分调动学生的学习积极性和主动性,也不利于培养学生创造性思维和创新能力。另外,由于该课程涉及较多的其他学科专业基础知识,学生在课堂学习过程中很难快速全面地把自身储备的知识与新学知识做到融会贯通和综合应用,从而使学生在课程学习过程中产生茫然的学习状态,极大地打击了学生的学习兴趣和积极主动性,甚至有些学生产生厌学心理2,这将使整个课程的教与学过程变得非常艰难,以致于课程的教学质量严重下滑。 2.2 理论教学的改革与创新 教学改革与创新遵循的基本原则:保证教学内容的基础性、前沿性和实践性前提下,充分发挥学生的主观能动性和创造性,积极培养学生学习课程的兴趣和积极性,努力培养学生的创新型思维方式及工程应用能力。 2.2.1 理论教学内容的优化与更新 机械工程测试技术课程主要内容包括:信号及其描述、测试装置的基本特性、常用传感器及其原理、信号的调理与记录、信号处理初步、典型非电量参数的测量及计算机测试系统等。 通过对课程主要内容的细致分析和研究,并根据测试系统组成模块将上述章节内容重新排序,采用以“信号流”为教学主线,按照信号在测试系统中的传输顺序将整个课程内容贯穿起来,从而使学生建立完整的测试系统概念。重新优化调整后的教学内容:首先讲信号的时域描述和分类,然后讲常用传感器及其原理,进一步讲信号的调理与信号的数字化处理,再讲信号的频域描述及分析方法,接下来讲整个计算机测试系统。而后采用Matlab/Simulink仿真实例展示信号在测试系统中传输时的失真,从而引出测试装置的基本特性内容:最后讲解机械领域中典型非电量信号的测量。优化调整后的教学内容不仅兼顾由浅及深的教学思路,使学生在学习课程初期理解起来相对容易,从而对课程的学习兴趣和积极性大幅提高:而且整个教学内容是先局部后整体,逐步深入测试技术精髓,符合工程技术知识学习的规律,使学生学习起来思路清晰,且能够促进学生较好地理解和掌握测试系统各组成部分的原理和特点。 另外,在教学过程中,将自己的科研项目和研究成果中与测试技术相关的新技术、新方法及新实例融合到课堂的教学内容,同时注重介绍机械工程测试技术发展的新方向和前沿知识,以此来保证教学内容的实时性和前沿性,丰富学生的知识面,开拓学生的眼界3。 2.2.2 理论教学方法的改革 课程教学方法的改革是建立在教学思想和教学模式转变的基础上4。随着机械工程测试技术的发展,课程知识的快速膨胀,以“教师”为主体的传统教学思想和教学模式已经不能完全适应课程的理论教学任务。而以“教师”为主导和以“学生”为主体的新型教学思想和教学模式充分发挥了教师的引导作用和学生的主观能动性,因此,新的理论教学方法更加适应课程快速发展的步伐。 在新的理论教学方法指导下,课程的理论教学过程采用启发式讲授、工程案例剖析与课堂讨论相结合的方法。在教学过程中,注重以身边的生活实例和工程实例设疑式地启发学生,使学生在教师的引导下对实例中所涉及的测试技术基本原理和技术展开积极课堂讨论,让学生成为教学过程的主体,以此调动学生的学习积极性和激发学生自主思考、分析和解决问题的能力,逐步培养其理论联系实际能力和创造性思维能力。 此外,为了使学生能够把该课程的新知识与课程涉及到的其他专业基础知识做到融会贯通和综合应用。在每节课理论内容讲授完毕后,教师为学生指点出下节课将会涉及到的其他课程专业基础知识,以便学生课后可以及时温习和回顾,从而使学生下节课的理论学习变得清楚明确,并且使学生真切感受到学以致用带来的成就感,以进一步提高学习的积极性,逐渐培养学生自觉地对教学内容涉及的理论及实践问题加以追踪的严谨务实学习态度。 2.2.3 理论教学手段的创新 在理论教学手段方面,采用多元化教学手段,将多媒体教学、黑板教学、仿真演示及实物教学等多种手段有机结合起来。 课程充分利用多媒体教学能够很好地把概念、图形、动画、视频及声音等信息载体有机结合的特点5,将一些传统黑板教学手段难以表达的教学内容和无法观察的现象采用图文并茂、灵活多样的多媒体方式生动形象地展示给学生,使没有工程实际经验的学生能够从认知的角度建立机械工程测试的相关概念,力求教学过程与教学效果达到最优化。 对于理论强的教学内容则采用黑板式教学手段,通过对公式和定理的详细推导,加深学生对公式定理的理解。 对于应用性强的教学内容则采用多媒体教学、黑板教学及实物教学相结合的手段进行讲授,提高学生对教学内容的工程应用能力。 对于抽象性强的教学内容宜采用Matlab/Simulink仿真演示的教学手段,帮助学生直观地理解抽象的概念,并鼓励和指导学生自己动手搭建仿真程序,培养学生的求知探索欲和动手能力。 2.2.4 理论考评体系的改革 在理论考核方面,传统的课程考核模式主要是一次性定时闭卷考试。这种考核模式具有诸多弊端,一是学生临时突击,放松平时学习:二是难以考查学生的知识综合运用能力和创新性思维。课程借鉴国内外一流大学的考评体系6。新理论考评体系采用“平时作业20%+课堂讨论表现20%+自主考试10%+期末考试50%”,改变了传统一次考试定结论的弊端,重在培养学生的学习主动性、知识综合应用能力和创新探索意识。平时作业以大作业为主,重点培养学生的探索意识和知识综合运用能力:课堂讨论以工程实例为对象,通过考评学生参与分析讨论的积极性和主动性,以提高学生的学习主动性,培养其应用知识分析解决问题的能力:所谓“自主考试”,即采用教师提供开放式工程题目或学生自选与课程内容相关的工程题目进行课程专业知识综合应用的一种考核方式,这种考评方式可以充分发挥学生的创新型思维和工程应用能力:同时,为了考评学生对理论知识的掌握程度,在期末采用闭卷考试方式,以此确保学生对基础理论和方法的掌握。 3 结语 通过对机械工程测试技术课程理论教学改革与创新的探讨,使我们充分认识到只有对课程进行教学改革与创新才能达到提高课程教学质量和培养创新型工程应用人才的目标。同时,教学改革工作是一个与时俱进的过程,我们在以后的教学工作中将不断优化和完善机械工程测试技术的理论教学过程,从而进一步提高课程的教学质量。 参考文献 1 熊诗波,黄长艺.机械工程测试技术基础M.北京:机械工业出版社, 202x. 2 吴世雄,王成勇.“机械工程测试技术”教学改革的探索J.广东工业大学学报,202x. 3 程小苏,刘粤惠,曾幸荣,等.研究型大学科研促进本科教学的思考J.理工高教研究,202x.