秦波，韓軍，石煒，楊斌

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭，014010）

基于“兩學(xué)一做”的機(jī)械工程測試技術(shù)課程改革研究

秦波，韓軍，石煒，楊斌

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭，014010）

機(jī)械工程測試技術(shù)是一門多學(xué)科融合的課程，在實(shí)際教學(xué)中，因其具有強(qiáng)理論、強(qiáng)實(shí)踐的特點(diǎn)，學(xué)生普遍反映“難入門”、“難理解”，學(xué)習(xí)積極性差。對此以學(xué)生為中心，結(jié)合教師主持的科研項(xiàng)目及學(xué)校的行業(yè)背景，提出了“課堂上學(xué)理論、試驗(yàn)時(shí)學(xué)操作，科研項(xiàng)目做測試”的學(xué)習(xí)模式。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研興趣的同時(shí)，使其認(rèn)清該課程的知識脈絡(luò)體系，并掌握測試技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有重要意義。

機(jī)械工程；測試技術(shù)；課程改革；兩學(xué)一做

0 引言

機(jī)械工程測試技術(shù)是我校機(jī)械電子工程專業(yè)的一門必修課，其主要教學(xué)內(nèi)容包括信號分析理論、傳感器原理、位移測量和振動(dòng)測試等工程應(yīng)用[1]。課程的章節(jié)體系較為松散，學(xué)生學(xué)起來相當(dāng)枯燥，難入門[2]。根據(jù)學(xué)時(shí)數(shù)情況、實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件及國內(nèi)外測試技術(shù)課程的調(diào)研，結(jié)合教師主持的科研項(xiàng)目和我校的行業(yè)背景，提出了“兩學(xué)一做”的教學(xué)模式，即一方面通過教師課堂的講授來學(xué)習(xí)該課程的理論知識，另一方面在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)通過測試系統(tǒng)搭建過程學(xué)習(xí)被測對象測點(diǎn)位置、數(shù)目的確定原則、傳感器的安裝、導(dǎo)線連接、測試儀器調(diào)節(jié)等操作，在此基礎(chǔ)上參與任課教師的科研項(xiàng)目自己動(dòng)手搭測試系統(tǒng)、采數(shù)據(jù)、提特征，并對測試對象的狀態(tài)進(jìn)行分析，撰寫報(bào)告。一方面，使學(xué)生對該課程知識前后融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，同時(shí)也使其在校期間參與科研或工程項(xiàng)目，提高他們畢業(yè)后適應(yīng)工作的能力。

1 課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1.1 課程設(shè)計(jì)

結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的辦學(xué)目標(biāo)和面向服務(wù)于鋼鐵冶金、煤炭、裝備制造、煤化工、能源等地方支柱產(chǎn)業(yè)的行業(yè)背景，以及任課教師承擔(dān)的縱向科研項(xiàng)目和企業(yè)委托的橫向課題的研究內(nèi)容，確定了課程的測試對象為重軌軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱、風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)和無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)此在授課過程中將學(xué)生分成3個(gè)小組，來踐行“兩學(xué)一做”。下面以重軌軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱運(yùn)行模態(tài)測試為例，闡述課程的實(shí)施。

1.2 課程實(shí)施

某鋼鐵公司軌梁廠重軌軋機(jī)在“咬鋼”和“拋鋼”時(shí)有明顯的沖擊異響且軋機(jī)齒輪箱底部出現(xiàn)裂紋。為查找上述造成現(xiàn)象的原因，擬對軋機(jī)的關(guān)鍵位置進(jìn)行模態(tài)測試，評估軋機(jī)的運(yùn)行狀況及健康狀態(tài)，為重軌的穩(wěn)定可靠生產(chǎn)提供依據(jù)。該項(xiàng)目涉及到如下問題：如何做測試方案？如何撘建測試系統(tǒng)？如何確定測點(diǎn)位置、數(shù)量？如何選取傳感器？測試儀的調(diào)試？現(xiàn)場的協(xié)調(diào)？后續(xù)數(shù)據(jù)的處理？分析報(bào)告的撰寫等問題？

圖1 軋機(jī)齒輪箱的三維模型

1.2.1 學(xué)理論

在課堂上通過“重軌軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱運(yùn)行模態(tài)測試”項(xiàng)目，講述測試技術(shù)的目的和任務(wù)、測試系統(tǒng)的組成及其各部分原理、常用傳感器變換原理、根據(jù)測試條件和環(huán)境選取相應(yīng)傳感器、信號的采集、信號的分析與處理等理論知識。

1.2.2 學(xué)操作

在實(shí)驗(yàn)室利用現(xiàn)有的美國DDS機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺上的平行齒輪箱搭建同類型的齒輪箱運(yùn)行模態(tài)測試系統(tǒng)，讓學(xué)生自己動(dòng)手找測點(diǎn)位置、確定測點(diǎn)數(shù)量，選擇傳感器類型，動(dòng)手安裝、拆除傳感器，傳感器與導(dǎo)線、測試儀器的連接，導(dǎo)線的固定，測試儀的調(diào)試，通過實(shí)際操作體會(huì)理論課上學(xué)習(xí)知識點(diǎn)，進(jìn)一步固化理論知識。

圖2 基于DDS機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺搭建平行齒輪箱模態(tài)測試系統(tǒng)

1.2.3 現(xiàn)場做

由于“重軌軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱運(yùn)行模態(tài)測試”項(xiàng)目所需測試的工況類型較多且測試周期長，每次將3-5名不同的學(xué)生帶到現(xiàn)場，參與教師的測試任務(wù)（圖3）。經(jīng)過入廠安全教育后，給每人布置具體的任務(wù)，協(xié)助老師采集軋機(jī)在運(yùn)行過程中齒輪箱的模態(tài)參數(shù)。

測試結(jié)束后，老師指導(dǎo)學(xué)生利用已有的信號的分析與處理等理論知識對被測信號進(jìn)行分析。

圖3 軋機(jī)齒輪箱運(yùn)行模態(tài)測試系統(tǒng)

1.3 匯報(bào)

現(xiàn)場測試結(jié)束后，各小組內(nèi)部互相探討、交流在“學(xué)理論”、“學(xué)操作”、“現(xiàn)場做”3個(gè)環(huán)節(jié)中的收獲。課程結(jié)束前，全班一起聽取每個(gè)小組代表關(guān)于“兩學(xué)一做”各個(gè)環(huán)節(jié)的PPT匯報(bào)，分享整個(gè)學(xué)習(xí)過程中收獲和感觸。

2 結(jié)論

“兩學(xué)一做”機(jī)械工程測試技術(shù)教學(xué)模式的實(shí)施，將教師最新的科研成果引入到教學(xué)中，在提高測試技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，不僅拓寬了教學(xué)的廣度、深度，而且更新、完善教師的知識體系和結(jié)構(gòu)；最重要的是激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、擴(kuò)寬了學(xué)生的知識視野，對于學(xué)生今后的就業(yè)和繼續(xù)深造奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]劉吉軒，張小棟，陳花玲.測試技術(shù)層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013,（01）125-128+131.

[2]曾國英，趙登蜂.測試技術(shù)課程教學(xué)改革探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013.（26）:135-136.

Based on the “two learn how to make a” mechanical engineering testing technology course reform research

Qin Bo, Han Jun, Shi Hui, Yang Bin
(Inner Mongolia university of science and technology institute of mechanical engineering,Baotou Inner Mongolia,014010)

the mechanical engineering testing technology is a multidisciplinary integration course, in actual teaching, because of its characteristics of strong theory and strong practice, students generally reflect the introduction to “hard” and “difficult”, learning initiative is poor. To take the student as the center, combined with scientific research project hosted by teachers and school industry background, puts forward the “theory of classroom, trial operation, the scientific research project to do the test”learning mode. To inspire students’ interest in learning and scientific research at the same time, make it to the course system of knowledge structure, and master the test technology application in the field of mechanical engineering, to cultivate students’ innovation spirit and practice ability is of great significance

mechanical engineering;Test technology; Curriculum reform; Learn how to make a two