机械工程测试技术课程教学探讨

时间:2017-01-22 15:08:04 来源:论文投稿

1机械工程测试技术课程的教学现状

第一,相关课程的时间安排欠合理。与机械工程测试技术联系紧密的先修课程主要有高等数学、电工电子技术、计算机科学、过程控制工程理论等。如果这几门课程没有打下坚实的基础,那么在信号分析、测试系统分析、传感器电路分析以及计算机测试技术等内容的学习中都会感觉吃力,从而失去学习兴趣。从教学体系上,就邵阳学院而言,这些相关课程的时间安排欠合理。这些课程,机械类学生都安排在大学一年级或二年级上学期开课,而机械工程测试技术课程安排在大学三年级二学期开课,中间间隔的时间至少有一年,学生对基础知识的遗忘比较严重。而学生在学习这门课程时,一方面要求学生全面回忆起高等数学、数学分析的内容,另一方面要求学生不断吸收全新测试技术知识。假如不能充分利用已学过的基础知识并做到与新知识融会贯通,则相当长一段时间都会处于茫茫然的学习阶段,进入学习状态缓慢,学习兴趣锐减,积极性受挫[2]。第二,实验力度不足,学生学习兴趣低。机械工程测试技术是一门实践性很强的学科,实验教学非常重要。现在的实验教学状态是:1)实验教学内容较少。我国将测试技术定位为专业基础课,侧重书本知识和理论教育,实验教学较少。以邵阳学院为例,实验教学只有8学时,而且现在的实验教学模式基本上是教师下达实验任务,讲解实验原理,安排好实验步骤,学生只要按照老师指导的实验步骤按部就班地做;通常,做完实验后,学生对实验过程中用到的理论知识并没有进一步的认识,没有达到理论与实验结合学习的目的;在实验过程中师生之间缺少互动,学生的自主性没有得到体现。2)实验设备不足。不足主要体现在传感器部分,没有实物对象,学生对传感器没有感性的认识,单纯的原理介绍显得枯燥、乏味;信号分析理论部分则涉及较多的高数内容,对于机械类的学生来说过于深奥,学生很难理解,这些使得学生没有学习兴趣。

2机械工程测试技术课程的教学改革措施

2.1优化课程体系,合理安排课程

在整个机械工程专业体系中,机械工程测试技术起着承前启后的作用,因此,在教学内容上,应与先修课程和后续课程做好合理的衔接,做到教学内容不重复、不脱节,能为后续课程打下坚实的基础。一方面,可将该课程的教学安排提前到大二第二学期的后半个学期,学完高等数学、电子技术、计算机基础等先修课程之后,马上进入该课程学习,时间间隔短,学生对基础知识把握好,能很快进入学习状态,提高学习的积极性;另一方面,改进教学模式,在教学过程中,涉及到先修课程的地方,可请相关课程教师以专题讲座的形式对有关知识进行复习,专题讲座也可以视频的形式上传到网络,学生根据需要在课余时间自行完成已学知识的复习,从而为更好地学习新的课程内容做好准备。

2.2改革教学环境,提高学生的自主学习兴趣,提高教学质量

机械工程测试技术是一门理论与实践结合性较强的课程,但目前在教学过程中,知识的系统性与完整性、理论与实践存在脱节现象,这就导致学生在学习过程中觉得枯燥、乏味,从而失去了自主学习的兴趣。为了提高学生的学习自主性,可通过改革理论教学方法与实践教学手段,达到提高学生学习兴趣,从而提高课堂教学质量的目的。第一,引入工程案例,提高学习兴趣。兴趣是最好的老师,学生对课程的兴趣决定了学习的自主性,而学习的自主性决定了学习质量。在教学过程中,建立“以兴趣为核心的教学模式”,大量使用学生感兴趣和亲身感知的工程案例,从实践到理论、从案例到科学,认识测试技术。比如,通过对机加工零件表面粗糙度形成原因的探讨,使学生掌握信号的自相关分析部分的知识,这对机械系的学生来说是有切身体验的,这样就将枯燥的理论知识与生动的案例结合,使学生能够更加生动形象地感受到基本原理的价值,避免枯燥无味的理论分析,活跃了课堂气氛,提高了学习兴趣。第二,改革教学方式,课堂进入实验。机械工程测试技术涉及到测试的基础知识、信号分析基础、测试系统的特性及测试误差理论。常用传感器的工作原理、结构、特性、测量电路等基本理论知识的理解与应用主要通过教师的课堂讲解,枯燥、乏味、学生没有感性的认识,可改善已有的教学模式,强化试验设备,将理论教学内容放到实验室,依靠实验来实现。比如,传感器部分,通过传感器实验,使学生从实验中理解传感器的测试原理、实际应用等;测试系统特性部分,通过在实验室组建适当的测试系统,通过实验掌握一阶、二阶测试系统的静、动态特性。学生通过实验既学习理论知识,同时又将理论知识加以应用在实验过程中。第三,引入仿真实验,改善课堂教学环境。为解决课堂上实验教学环境的营造问题,可引进“可重构虚拟仪器教学平台”构建的计算机化工程测试创新实验室,针对测试技术课程实验教学需要,设计实验内容,形成一个仿真实验教学环境。为提高教学效果,可借助仿真实验将信号分析、波形分析、频谱分析等理论知识进行可视化表达。学生通过直观的感受,可以更深刻地理解这些理论知识的工程意义。第四,启发学生的自主设计实验能力。实验主要是培养学生的动手能力,通过实验教学环节,使学生具有独立解决实际问题的能力。而现在的实验教学模式基本上是教师安排好实验步骤,学生照做,得出数据即可。在这个过程中,师生之间、学生之间缺少互动,这种模式影响了学生创新思维的培养,学生的学习自主性和能动性没有得到体现。为了发挥学生的自主创新能力,提出“教师引导,学生自主”的实验模式,即教师将实验任务和要求布置给学生,学生根据实验任务书,利用已有的实验资源,组织实验原理、实验仪器,设计实验步骤,实验由学生独立完成,教师只是引导、监督,不参与实验过程[3]。另外,虚拟仪器是现代测试技术的一个新的发展方向,可引导学生利用自己的PC机创建虚拟实验。比如,学生可用lab-view软件平台动手设计周期信号叠加系统仿真实验,从而更形象地理解周期信号的谐波性。这种实验模式能够充分发挥学生主观能动性,有利于培养学生的应用能力和创新能力。第五,以科研带动实践教学。大学生已经具备了基本的科研能力,为了提高学生的自主学习能力和实践能力,可通过鼓励学生参与科研的方式带动实践教学。根据学院已有的科研项目,组织学习兴趣小组,鼓励学生主动参与感兴趣的科研项目。通过这种方式,学生可以自己主动地去探索解决问题的方法,依靠所学知识解决实际问题,既培养学习兴趣,也培养了实践能力。

3结语

从提高理论教学和实验教学的质量出发,提出了以提高学生自主学习能力为目的的教学模式。通过“教师引导,学生自主”的实验模式提高实践教学质量,引入工程案例、课堂与实验结合等手段强化理论教学,以引导学生自主参与的方式调动学生的学习热情和积极性,从而提高教学质量。

作者:曾娣平 单位:邵阳学院


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