洪海濤

[摘 要]測(cè)試技術(shù)不僅是一門理論性很強(qiáng)的課程，同時(shí)也是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程?？梢越Y(jié)合我校建設(shè)應(yīng)用型本科院校的宗旨，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)的教學(xué)體系構(gòu)架進(jìn)行改革。應(yīng)在處理好課程理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐培養(yǎng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，改革實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，并在理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

[關(guān)鍵詞]人才培養(yǎng)；測(cè)試技術(shù)；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）04-0155-03

○、引言

測(cè)試技術(shù)是工程學(xué)科領(lǐng)域一門重要的專業(yè)課，與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱，同時(shí)也是機(jī)械工程的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。它涉及非常多的學(xué)科領(lǐng)域，是一門綜合性非常強(qiáng)的課程。它不僅涉及的知識(shí)面非常廣，同時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)和物理知識(shí)的掌握程度要求也較高，所以學(xué)習(xí)起來會(huì)有比較大的難度。如果糾結(jié)在理論深度上，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，也會(huì)打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。測(cè)試技術(shù)不僅是一門理論性很強(qiáng)的課程，同時(shí)也是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。可以結(jié)合我校建設(shè)應(yīng)用型本科院校的宗旨，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)的教學(xué)體系構(gòu)架進(jìn)行改革。應(yīng)在處理好課程理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐培養(yǎng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，改革實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，并在理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力[1][2]。由于教材的凝練需要一定的周期，這導(dǎo)致教材內(nèi)容與當(dāng)前測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展有些脫節(jié)，不能很好地反映測(cè)試技術(shù)的先進(jìn)水平，這需要在教學(xué)過程中進(jìn)行補(bǔ)充完善。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在課時(shí)無法進(jìn)行調(diào)節(jié)的前提下，可以考慮在當(dāng)前的教學(xué)計(jì)劃允許的范圍內(nèi)，在課程進(jìn)行的過程中，更多地融入具有先進(jìn)性、實(shí)踐性的教學(xué)內(nèi)容，以更好地印證測(cè)試技術(shù)的綜合研究性和實(shí)用創(chuàng)新性。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

首先應(yīng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于教材編撰的特殊性，教材內(nèi)容和當(dāng)前相關(guān)技術(shù)發(fā)展水平不能很好地掛鉤，一般教材的編寫也會(huì)偏向更傳統(tǒng)的領(lǐng)域，缺乏對(duì)新技術(shù)、新方法和新型傳感器的討論，這不利于新世紀(jì)創(chuàng)新性應(yīng)用人才的培養(yǎng)。

針對(duì)我校應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)定位，要著重加強(qiáng)測(cè)試技術(shù)在理論掌握基礎(chǔ)上的實(shí)踐應(yīng)用，并且在學(xué)習(xí)中充分利用創(chuàng)新性思維，給學(xué)生以更多的思考和發(fā)揮的空間，以達(dá)到創(chuàng)新性應(yīng)用人才培養(yǎng)的目的。

基于以上情況，作為專業(yè)課教師應(yīng)該在滿足當(dāng)前教學(xué)根本要求的基礎(chǔ)上，不斷對(duì)實(shí)際的授課內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充完善，通過實(shí)時(shí)添加在傳感檢測(cè)領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)、新應(yīng)用，及時(shí)將測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的最新科研成果和發(fā)展情況融入教學(xué)內(nèi)容中，在已有教材的基礎(chǔ)上，不斷對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新補(bǔ)充，力爭(zhēng)使課程的教學(xué)內(nèi)容跟上學(xué)科的發(fā)展進(jìn)程，使學(xué)生能夠及時(shí)接觸到測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新應(yīng)用，并對(duì)測(cè)試技術(shù)的未來發(fā)展有更好的認(rèn)識(shí)。

當(dāng)然，在不斷補(bǔ)充完善測(cè)試技術(shù)新技術(shù)、新應(yīng)用的同時(shí)，對(duì)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和經(jīng)典技術(shù)及應(yīng)用必須進(jìn)行保留，可以在分析完理論基礎(chǔ)和基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加入一些新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用方法，以拓展學(xué)生的視野。

為有效地在有限的時(shí)間里讓學(xué)生了解和掌握更加全面的測(cè)試技術(shù)知識(shí)，可以將一些測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中有共性而且重要的問題融入不同的環(huán)節(jié)中進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。例如在學(xué)習(xí)傳感器特性時(shí)，可以介紹關(guān)于傳感器和測(cè)試系統(tǒng)的誤差測(cè)量和誤差修正技術(shù)；在學(xué)習(xí)使用測(cè)試技術(shù)時(shí)，可以介紹一些先進(jìn)的信號(hào)處理和分析的方法，以及一些常用的先進(jìn)的分析和仿真工具，如Matlab的應(yīng)用[3][4]和Lab view的應(yīng)用[5]。

應(yīng)變片是傳感檢測(cè)領(lǐng)域中一種重要、經(jīng)典的傳感器，它的理論知識(shí)和基本應(yīng)用都是很傳統(tǒng)的，在當(dāng)前的科技發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)踐中也有很廣泛的用途，這在授課內(nèi)容中必須要保留，但是可以考慮補(bǔ)充更多新的應(yīng)用領(lǐng)域和方向。傳統(tǒng)的應(yīng)用舉例是稱重和常規(guī)測(cè)力的應(yīng)用，但是我們可以結(jié)合更多更新的應(yīng)用舉例來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和消化。

基于教材本身的特點(diǎn)，每一本教材都會(huì)有它的局限性，不可能面面俱到。而作為一所應(yīng)用型本科院校，我們培養(yǎng)的學(xué)生要有自己的特點(diǎn)，要讓學(xué)生畢業(yè)以后有基本的就業(yè)方向?；诖耍覀冃枰紤]在已有教材的基礎(chǔ)上適當(dāng)補(bǔ)充添加一些測(cè)試技術(shù)手段和應(yīng)用領(lǐng)域，讓學(xué)生能夠?qū)y(cè)試技術(shù)目前的發(fā)展和應(yīng)用情況有更廣泛的認(rèn)識(shí)。例如，可以考慮補(bǔ)充一些機(jī)器人領(lǐng)域的傳感檢測(cè)技術(shù)[6]和機(jī)械工程中常用的新的無損探傷技術(shù)，甚至可以將傳感檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用由機(jī)械工程領(lǐng)域擴(kuò)展到醫(yī)療健康領(lǐng)域，以拓展學(xué)生對(duì)測(cè)試技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

二、教學(xué)方法改革

測(cè)試技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，但是目前的教學(xué)方法偏向于重理論分析，輕實(shí)踐應(yīng)用。同時(shí)，課程理論所涉及的知識(shí)面比較廣，如果完全按照傳統(tǒng)的理論課的授課模式，一味地進(jìn)行理論知識(shí)的講解，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。 因此，要改革傳統(tǒng)的完全依賴教師講授的灌輸式教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和實(shí)踐認(rèn)知相結(jié)合的教學(xué)模式。這也是測(cè)試技術(shù)教學(xué)改革的重要組成部分。

以啟發(fā)式教學(xué)方法為主導(dǎo)的教學(xué)模式能夠很好地適應(yīng)當(dāng)前應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)。采用授課教師對(duì)基本的知識(shí)點(diǎn)和理論基礎(chǔ)進(jìn)行講授啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生跟著授課內(nèi)容的主線進(jìn)行積極的思考，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，通過積極的課堂互動(dòng)和討論的方法，讓學(xué)生在掌握基本理論基礎(chǔ)和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，拓展其對(duì)測(cè)試技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和了解，包括對(duì)基本的信號(hào)分析和處理、常用的和新型的傳感器以及各種實(shí)用和現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的認(rèn)識(shí)和了解。為了獲得好的啟發(fā)式教學(xué)的教學(xué)效果，授課教師需要提前做好充分準(zhǔn)備，圍繞學(xué)生所要掌握的內(nèi)容，提出問題，引起學(xué)生的興趣并引導(dǎo)學(xué)生積極思考，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的積極性和能動(dòng)性，讓學(xué)生不僅能圍繞教師的授課內(nèi)容和提出的問題積極思考，同時(shí)能圍繞基本的知識(shí)點(diǎn)展開發(fā)散性思考，進(jìn)而向教師提出問題，進(jìn)一步觸發(fā)教師與學(xué)生之間的互動(dòng)，增強(qiáng)課堂教學(xué)的效果。

同時(shí)，可以根據(jù)授課內(nèi)容，有條件地?cái)y帶一些實(shí)物在課堂上展示，比如應(yīng)變式傳感器、光電傳感器和圖像傳感器等，使枯燥的理論知識(shí)講解能夠和實(shí)物相結(jié)合，這能夠更好地引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于一些沒法在課堂上展示的元器件或設(shè)備，則可以采用圖片或視頻的方法通過多媒體向?qū)W生進(jìn)行展示。在授課過程中，可以考慮更多地加入一些工程實(shí)際案例，以案例來豐富課程的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例如，傳感器的綜合應(yīng)用案例，可以考慮自動(dòng)化生產(chǎn)線的裝配或抓取機(jī)器人。選擇一個(gè)或多個(gè)多自由度的機(jī)器人圖片或者視頻，結(jié)合圖片或視頻，介紹多種傳感器和檢測(cè)方法在機(jī)器人上的應(yīng)用。由于要實(shí)現(xiàn)對(duì)不同零件的識(shí)別和抓取，因此需要有視覺傳感器，利用圖像測(cè)量的方法，采集到零件的高質(zhì)量圖像，進(jìn)行邊緣檢測(cè)，用算法識(shí)別零件，并指揮機(jī)械手去相應(yīng)的位置抓取零件。要保證機(jī)械手的手爪在抓取零件的過程中有合適的握緊力，既不能太松，要保證可靠抓取，以免在提取運(yùn)送的過程中脫落，也不能太緊，以免將零件損壞，特別是一些非金屬零件或者一些薄壁零件。那么這個(gè)握緊力怎么保證？可以考慮在機(jī)器人的手指關(guān)節(jié)處設(shè)置合適的力傳感器。在學(xué)過的傳感器中，利用應(yīng)變片制作的力傳感器就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。然后結(jié)合圖片，講解如何在機(jī)器人的手爪上設(shè)置力傳感器以實(shí)現(xiàn)對(duì)抓取過程中握緊力的監(jiān)控。同時(shí)，也讓學(xué)生充分發(fā)揮想象，依據(jù)傳感檢測(cè)的原理和要實(shí)現(xiàn)的對(duì)握緊的力量控制，還有沒有其他的方法和手段來實(shí)現(xiàn)，不同方法的特點(diǎn)主要有哪些。這樣既能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和關(guān)注度，同時(shí)也能在討論的過程中強(qiáng)化課堂上教師講授的關(guān)于測(cè)試技術(shù)的一些基本概念。

當(dāng)然，在教學(xué)過程中，現(xiàn)代教育技術(shù)和手段的綜合應(yīng)用也是非常有效的。除了一般常規(guī)使用的PPT教學(xué)課件，還可以考慮加入一些Flash或其他視頻方法，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)共享資源的方式來豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，使抽象的理論教學(xué)模型在多媒體教學(xué)輔助手段以及實(shí)物教學(xué)相結(jié)合等方法的影響下，更加具體、生動(dòng)。

三、實(shí)踐教學(xué)改革

測(cè)試技術(shù)課程目前設(shè)置有4個(gè)學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和1周的綜合實(shí)踐。4學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)包括兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分別是虛擬儀器和應(yīng)變片用于力和扭矩測(cè)量。作為實(shí)用測(cè)試技術(shù)，虛擬儀器占據(jù)的理論學(xué)時(shí)不多，更多的分量給了實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)?？紤]到授課教師也要參與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，因此可以將虛擬儀器的一部分內(nèi)容放到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中來，實(shí)現(xiàn)理實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式，將虛擬儀器部分需要學(xué)生理解和掌握的內(nèi)容在課堂上做一個(gè)基本的介紹，讓學(xué)生有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。然后在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，將一些實(shí)踐性相對(duì)來說更強(qiáng)的內(nèi)容放在實(shí)驗(yàn)課上由授課教師完成，同時(shí)可以結(jié)合實(shí)踐操作，一邊演示，一邊講解虛擬儀器的基本概念和應(yīng)用，然后布置一些不同的任務(wù)，讓學(xué)生自己去完成，去解決問題。這樣，通過觀摩演示、聆聽講解并動(dòng)手操作，可以讓學(xué)生在實(shí)踐當(dāng)中消化關(guān)于虛擬儀器的基本知識(shí)點(diǎn)和應(yīng)用。

另外一個(gè)是關(guān)于應(yīng)變片用于力和扭矩測(cè)量的實(shí)驗(yàn)。應(yīng)變片作為一種經(jīng)典的常用傳感器，其在測(cè)試技術(shù)課程中占有比較重要的地位。但是關(guān)于它與不同彈性體結(jié)合構(gòu)成不同用途的應(yīng)變式傳感器的概念，相對(duì)來說還是有些抽象。雖然我們可以考慮在進(jìn)行這部分課程內(nèi)容時(shí)用一些傳感器的實(shí)物進(jìn)行輔助教學(xué)，但是教學(xué)效果還是有限的。而實(shí)驗(yàn)會(huì)給學(xué)生提供非常直觀、直接的體會(huì)，有視覺、有觸覺，包括用于不同量值測(cè)量轉(zhuǎn)換的彈性體，如何根據(jù)彈性體和測(cè)量要求設(shè)置應(yīng)變片，應(yīng)變片的連接方式和后續(xù)信號(hào)調(diào)理電路的接法以及它們各自的技術(shù)特點(diǎn)等，這些內(nèi)容都可以在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行當(dāng)中進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)化。同時(shí)考慮到授課教師參與實(shí)驗(yàn)，可以在實(shí)驗(yàn)開始和進(jìn)行的過程中，將應(yīng)變片的作用原理、與不同彈性體結(jié)合形成不同用途的應(yīng)變式傳感器、應(yīng)變片信號(hào)的調(diào)理電路的種類和技術(shù)特點(diǎn)等在課堂上介紹過的理論知識(shí)融合到實(shí)驗(yàn)過程中，跟隨實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行來做進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，做到理實(shí)結(jié)合。但不能完全依賴實(shí)驗(yàn)課時(shí)讓學(xué)生完成對(duì)傳感器相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)的內(nèi)容還是需要教師在課堂上進(jìn)行講解，但是部分的理實(shí)結(jié)合可以將一些理論知識(shí)強(qiáng)化，便于學(xué)生理解和掌握。

測(cè)試技術(shù)課程設(shè)置有一周的綜合實(shí)踐，實(shí)踐是將測(cè)試技術(shù)課程涉及的部分內(nèi)容融合到一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中去完成。這個(gè)過程更多地強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)和綜合，學(xué)生要將測(cè)試方法選擇、傳感器擬定和設(shè)計(jì)選型、信號(hào)調(diào)理和信號(hào)處理、測(cè)試信號(hào)綜合分析等概念和知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合應(yīng)用，完成對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和操作。在這個(gè)過程中，學(xué)生的自主能動(dòng)性會(huì)被極大地調(diào)動(dòng)，他們能夠在實(shí)驗(yàn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，積極地去思考，尋找解決問題的方法，也會(huì)通過討論來集思廣益，去發(fā)現(xiàn)一個(gè)或許更有效、更具成本效益的方法。整個(gè)完成任務(wù)的過程中，實(shí)際上就是一個(gè)將測(cè)試技術(shù)課程整合起來的過程，只有將測(cè)試技術(shù)課程中學(xué)過的基本知識(shí)融合到一起，并結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)才能完成這個(gè)實(shí)踐任務(wù)。在這個(gè)過程，學(xué)生的自主能動(dòng)性起主導(dǎo)作用，但指導(dǎo)教師必須發(fā)揮引導(dǎo)輔助的作用，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生去積極思考問題的解決辦法，輔助學(xué)生去解決實(shí)踐過程中出現(xiàn)的一些問題。通過這樣一個(gè)實(shí)踐結(jié)合理論的過程，學(xué)生測(cè)試技術(shù)課程的基礎(chǔ)知識(shí)得到了強(qiáng)化。

四、考核方式改革

目前的考核方式是以期末的卷面考試占主體，結(jié)合平時(shí)出勤表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)定的簡(jiǎn)單考核模式，這種考核模式有點(diǎn)一考定乾坤的味道，非常不利于促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。有很多學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)，考試之前進(jìn)行突擊，這樣的學(xué)習(xí)效果非常不好。

實(shí)驗(yàn)部分有成績(jī)，但是一般是直接將實(shí)驗(yàn)成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī)，而且沒有真正考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)效果，這會(huì)影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重視，降低學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。應(yīng)考慮以實(shí)驗(yàn)過程作為實(shí)驗(yàn)考核的內(nèi)容，考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，將這些內(nèi)容進(jìn)行綜合以后作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性，必須強(qiáng)化對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的考核，在課程進(jìn)行過程中階段性地進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的考核，包括筆試或課堂提問、答辯多種方式，并記錄考核結(jié)果。在課程進(jìn)行的過程中，應(yīng)加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，并將互動(dòng)情況和期末考試、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、平時(shí)出勤表現(xiàn)等一起進(jìn)行成績(jī)綜合評(píng)定。

五、結(jié)論

測(cè)試技術(shù)作為機(jī)械類的專業(yè)課程，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，涉及的知識(shí)面比較廣。要獲得理想的教學(xué)效果，需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等方面不斷調(diào)整以適應(yīng)新的人才培養(yǎng)模式。應(yīng)用型本科院校就是要培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才，其培養(yǎng)出來的人才不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且要具有更強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)能力，要能適應(yīng)不斷發(fā)展的科技和生產(chǎn)水平。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，應(yīng)用型本科院校需要不斷進(jìn)行教學(xué)改革的研究、探索和思考，這樣才能培養(yǎng)更多高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：陳 明]