“機械工程測試技術(shù)”課程教學(xué)的對策分析

1、西安交通大學(xué)西安交通大學(xué)陳花玲陳花玲 徐光華徐光華 張小棟張小棟2002.92002.9l“機械工程測試技術(shù)機械工程測試技術(shù)”課程的重要性及課程的重要性及難度分析難度分析l國外狀況國外狀況l我們的實踐及改革思路我們的實踐及改革思路 隨著科學(xué)技術(shù)的進步和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)隨著科學(xué)技術(shù)的進步和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，測試技術(shù)作為信息科學(xué)的三大的發(fā)展，測試技術(shù)作為信息科學(xué)的三大支柱之一也得到了迅猛發(fā)展，正逐步深支柱之一也得到了迅猛發(fā)展，正逐步深入到工程應(yīng)用的各個領(lǐng)域。也正是順應(yīng)入到工程應(yīng)用的各個領(lǐng)域。也正是順應(yīng)這個潮流，這個潮流，“測試技術(shù)測試技術(shù)”課程自課程自2020世紀(jì)世紀(jì)八十年代末陸續(xù)出現(xiàn)在工科各專業(yè)的本八

2、十年代末陸續(xù)出現(xiàn)在工科各專業(yè)的本科生教育的教學(xué)計劃中，并逐步成為工科生教育的教學(xué)計劃中，并逐步成為工科專業(yè)的主干課程之一?？茖I(yè)的主干課程之一。 “ “機械工程測試技術(shù)機械工程測試技術(shù)”課程是機、課程是機、電結(jié)合，機械工程實現(xiàn)自動化的首要專電結(jié)合，機械工程實現(xiàn)自動化的首要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，對于業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，對于“機類機類”學(xué)生來說，學(xué)生來說，學(xué)習(xí)起來勢必感到難度相當(dāng)大，這是因?qū)W習(xí)起來勢必感到難度相當(dāng)大，這是因為他們的課程基礎(chǔ)知識要么就不全面，為他們的課程基礎(chǔ)知識要么就不全面，譬如譬如“工程數(shù)學(xué)工程數(shù)學(xué)”課程大多都沒有學(xué)；課程大多都沒有學(xué)；要么就學(xué)的不扎實，譬如電類基礎(chǔ)就學(xué)要么就學(xué)的不扎實，譬如電

3、類基礎(chǔ)就學(xué)了了“電工學(xué)電工學(xué)”、“微機原理與接口技微機原理與接口技術(shù)術(shù)”，不象，不象“電類電類”的學(xué)生那樣學(xué)習(xí)了的學(xué)生那樣學(xué)習(xí)了“數(shù)電數(shù)電”、“模電模電”課程。課程。 隨著高等教育的改革，隨著高等教育的改革，“機類機類”各專業(yè)教各專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和體系作了大幅度調(diào)整，從整體上看走學(xué)內(nèi)容和體系作了大幅度調(diào)整，從整體上看走“寬口徑，大專業(yè)寬口徑，大專業(yè)”培養(yǎng)方案，為此教學(xué)計劃培養(yǎng)方案，為此教學(xué)計劃中勢必給中勢必給“機械工程測試技術(shù)機械工程測試技術(shù)”課程分配了較課程分配了較少的課時，由原來的少的課時，由原來的“56”56”降為降為“48”48”，更為，更為甚者，有的學(xué)校又由甚者，有的學(xué)校又由“48”48

4、”降為降為“32”32”。另一。另一方面，由于測試技術(shù)本身發(fā)展愈來愈迅速，且方面，由于測試技術(shù)本身發(fā)展愈來愈迅速，且它的應(yīng)用愈來愈廣泛，造成課堂上的教學(xué)內(nèi)容它的應(yīng)用愈來愈廣泛，造成課堂上的教學(xué)內(nèi)容不得不迅速增加。這樣勢必形成了一對尖銳的不得不迅速增加。這樣勢必形成了一對尖銳的矛盾，為該門課程的發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重障礙。矛盾，為該門課程的發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重障礙。 “ “機械工程測試技術(shù)機械工程測試技術(shù)”是一個實踐性很強是一個實踐性很強的工程技術(shù)基礎(chǔ)課，課堂上講述了大量的各類的工程技術(shù)基礎(chǔ)課，課堂上講述了大量的各類工程參數(shù)測量的傳感器，調(diào)理電路以及他們的工程參數(shù)測量的傳感器，調(diào)理電路以及他們的后處理測試系統(tǒng)

5、，但這些客觀存在的東西由于后處理測試系統(tǒng)，但這些客觀存在的東西由于我們的實踐經(jīng)費嚴(yán)重不足，不可能都全部拿出我們的實踐經(jīng)費嚴(yán)重不足，不可能都全部拿出來給同學(xué)們做實驗，甚至就連它們的樣品拿出來給同學(xué)們做實驗，甚至就連它們的樣品拿出來給學(xué)生觀看都是不可能。這勢必導(dǎo)致同學(xué)們來給學(xué)生觀看都是不可能。這勢必導(dǎo)致同學(xué)們學(xué)習(xí)感到太抽象，太枯燥，而教師尤其是年青學(xué)習(xí)感到太抽象，太枯燥，而教師尤其是年青教師講起來教師講起來“底氣不足底氣不足”，這是因為他們本身，這是因為他們本身就沒有從事過這方面的實踐。就沒有從事過這方面的實踐。l教材建設(shè)教材建設(shè)l實驗室建設(shè)實驗室建設(shè)l教學(xué)方法研究教學(xué)方法研究l1980年年199

6、8年，王光銓主編的年，王光銓主編的機械機械參數(shù)電測量參數(shù)電測量西安交大講義，適用于原西安交大講義，適用于原機械制造及自動化、機電一體化專業(yè)的機械制造及自動化、機電一體化專業(yè)的本科生，該講義的教學(xué)內(nèi)容體系基本上本科生，該講義的教學(xué)內(nèi)容體系基本上與嚴(yán)普強、黃長藝編的與嚴(yán)普強、黃長藝編的機械工程測試機械工程測試基礎(chǔ)基礎(chǔ)統(tǒng)編教材相一致。統(tǒng)編教材相一致。l1999年年2001年，王光銓主編的年，王光銓主編的機械機械工程測量系統(tǒng)原理與裝置工程測量系統(tǒng)原理與裝置由機械工業(yè)由機械工業(yè)出版社出版社1998年年6月出版，該教材編寫的月出版，該教材編寫的目的是適應(yīng)我校將目的是適應(yīng)我校將“測試技術(shù)測試技術(shù)”課程由課程

7、由原來的專業(yè)課上升到機械工程學(xué)院的院原來的專業(yè)課上升到機械工程學(xué)院的院級專業(yè)基礎(chǔ)課，為全院的級專業(yè)基礎(chǔ)課，為全院的“機自機自”專業(yè)專業(yè)和和“成形成形”專業(yè)開設(shè)；為此，教材在原專業(yè)開設(shè)；為此，教材在原講義的基礎(chǔ)上略作了一些調(diào)動，補充了講義的基礎(chǔ)上略作了一些調(diào)動，補充了溫度測量和數(shù)控裝置的檢測等。溫度測量和數(shù)控裝置的檢測等。l2002年起，陳花玲主編的年起，陳花玲主編的機械工程測機械工程測試技術(shù)試技術(shù)由機械工業(yè)出版社由機械工業(yè)出版社2002年年2月月出版，該教材編寫的目的是適應(yīng)我校的出版，該教材編寫的目的是適應(yīng)我校的“大機械工程大機械工程”試點班的教學(xué)，即教學(xué)試點班的教學(xué)，即教學(xué)內(nèi)容必須涵蓋現(xiàn)在的

8、內(nèi)容必須涵蓋現(xiàn)在的“機械工程機械工程”和和“熱能動力工程熱能動力工程”各專業(yè)的教學(xué)需要。各專業(yè)的教學(xué)需要。l新教材的目錄新教材的目錄l新教材的特色新教材的特色l既重視了測試技術(shù)基礎(chǔ)知識的講解，又注重實既重視了測試技術(shù)基礎(chǔ)知識的講解，又注重實用測試技術(shù)的介紹。全書分上下兩篇，其中上用測試技術(shù)的介紹。全書分上下兩篇，其中上篇為測試基礎(chǔ)篇，它借助了原機械類教材的優(yōu)篇為測試基礎(chǔ)篇，它借助了原機械類教材的優(yōu)勢，著重講解信號分析、測量裝置基本特性、勢，著重講解信號分析、測量裝置基本特性、測量誤差分析與處理、信號的獲取與調(diào)理，以測量誤差分析與處理、信號的獲取與調(diào)理，以及計算機測試技術(shù)等；下篇為實用測試技術(shù)篇

9、，及計算機測試技術(shù)等；下篇為實用測試技術(shù)篇，它綜合了原能動類教材的長處，重在介紹力、它綜合了原能動類教材的長處，重在介紹力、壓力和位移、溫度、振動和噪聲、轉(zhuǎn)速與功率、壓力和位移、溫度、振動和噪聲、轉(zhuǎn)速與功率、流量與流速等常見機械工程參數(shù)的實用測量技流量與流速等常見機械工程參數(shù)的實用測量技術(shù)。術(shù)。 l本教材不是原有兩類教材的簡單合并，而是力本教材不是原有兩類教材的簡單合并，而是力求創(chuàng)新、優(yōu)化重組教材的教學(xué)內(nèi)容和體系。其求創(chuàng)新、優(yōu)化重組教材的教學(xué)內(nèi)容和體系。其一將以往機械類教材的一將以往機械類教材的“傳感器傳感器”和和“信號調(diào)信號調(diào)理理”兩部分章節(jié)重組為兩部分章節(jié)重組為“信號獲取與調(diào)理信號獲取與調(diào)

10、理”一一章，并放在了基礎(chǔ)篇，以突出該兩部分內(nèi)容的章，并放在了基礎(chǔ)篇，以突出該兩部分內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性；其二是在基礎(chǔ)篇增添了關(guān)聯(lián)性；其二是在基礎(chǔ)篇增添了“計算機測試計算機測試技術(shù)技術(shù)”一章，試圖反映測試技術(shù)向自動化和智一章，試圖反映測試技術(shù)向自動化和智能化發(fā)展的新趨勢以及計算機在測試技術(shù)中的能化發(fā)展的新趨勢以及計算機在測試技術(shù)中的應(yīng)用與發(fā)展，并幫助學(xué)生或工程技術(shù)人員學(xué)會應(yīng)用與發(fā)展，并幫助學(xué)生或工程技術(shù)人員學(xué)會運用所學(xué)測試技術(shù)知識設(shè)計或構(gòu)成現(xiàn)代的測試運用所學(xué)測試技術(shù)知識設(shè)計或構(gòu)成現(xiàn)代的測試系統(tǒng)。系統(tǒng)。 l機械工程中廣泛應(yīng)用的非電量電測技術(shù)為主干機械工程中廣泛應(yīng)用的非電量電測技術(shù)為主干講解內(nèi)容，同時又根據(jù)

11、機械工程及講解內(nèi)容，同時又根據(jù)機械工程及自動化一級自動化一級學(xué)科相應(yīng)專業(yè)的實際需要，兼顧了其它方法的學(xué)科相應(yīng)專業(yè)的實際需要，兼顧了其它方法的測量技術(shù)，如流量與流速測量技術(shù)等；同時又測量技術(shù)，如流量與流速測量技術(shù)等；同時又在本教材的尾部增加了在本教材的尾部增加了“其它測試技術(shù)其它測試技術(shù)”一章，一章，重在介紹一些先進的測試技術(shù)或特種的測試技重在介紹一些先進的測試技術(shù)或特種的測試技術(shù)，諸如激光、術(shù)，諸如激光、CCD、光纖等典型的光測技術(shù)、光纖等典型的光測技術(shù)和紅外、超聲等無損檢測技術(shù)，試圖與前述的和紅外、超聲等無損檢測技術(shù)，試圖與前述的常規(guī)測量方法相得益彰。常規(guī)測量方法相得益彰。 l注重了注重了“

12、測試技術(shù)測試技術(shù)”課程與其相關(guān)工程技術(shù)課課程與其相關(guān)工程技術(shù)課程及專業(yè)選修課程的相互位置和關(guān)系，試圖達程及專業(yè)選修課程的相互位置和關(guān)系，試圖達到既保證本門課程具有體系完整性，又能盡量到既保證本門課程具有體系完整性，又能盡量避免與其他相關(guān)主干課程（譬如避免與其他相關(guān)主干課程（譬如“控制工程基控制工程基礎(chǔ)礎(chǔ)”、“數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)”、“互換性與測量技術(shù)互換性與測量技術(shù)”等）發(fā)生沖突，同時又能更好地為后續(xù)專業(yè)選等）發(fā)生沖突，同時又能更好地為后續(xù)專業(yè)選修課程（譬如修課程（譬如“自動化元件自動化元件”、“現(xiàn)代信號分現(xiàn)代信號分析方法析方法”、“機械故障診斷機械故障診斷”、“振動與噪聲振動與噪聲控制技術(shù)控制技

13、術(shù)” 、“微機自動檢測與控制微機自動檢測與控制”、“機械電子工程設(shè)計機械電子工程設(shè)計”等）的學(xué)習(xí)打下良好基等）的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。礎(chǔ)。 l進一步加強測試系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計的觀念，進一步加強測試系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計的觀念，在教材及授課過程中收集及增強實際測在教材及授課過程中收集及增強實際測試系統(tǒng)設(shè)計實例。試系統(tǒng)設(shè)計實例。 l加強實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生實際設(shè)計測試加強實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生實際設(shè)計測試系統(tǒng)、調(diào)試測試系統(tǒng)、標(biāo)定測試系統(tǒng)以系統(tǒng)、調(diào)試測試系統(tǒng)、標(biāo)定測試系統(tǒng)以及熟練運用常用測試儀器、儀表的能力。及熟練運用常用測試儀器、儀表的能力。l進一步協(xié)調(diào)進一步協(xié)調(diào)“機械工程測試技術(shù)機械工程測試技術(shù)”課程課程與其它相關(guān)課程的

14、統(tǒng)一性及連貫性。與其它相關(guān)課程的統(tǒng)一性及連貫性。 l測試信號分析和測量裝置動態(tài)特性仿真測試信號分析和測量裝置動態(tài)特性仿真虛擬實驗虛擬實驗l傳感器校準(zhǔn)實驗傳感器校準(zhǔn)實驗l信號調(diào)理實驗信號調(diào)理實驗l信號的綜合分析信號的綜合分析l測量裝置的動態(tài)特性測量裝置的動態(tài)特性l測試技術(shù)虛擬教學(xué)實驗（測試技術(shù)虛擬教學(xué)實驗（LabVIEW版）版）l溫度計算機測試分析實驗溫度計算機測試分析實驗l力計算機分析測試實驗力計算機分析測試實驗l開放式遠程網(wǎng)絡(luò)測試教學(xué)實驗室的建設(shè)開放式遠程網(wǎng)絡(luò)測試教學(xué)實驗室的建設(shè)西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院“測試技術(shù)測試技術(shù)”課程教學(xué)大綱課程教學(xué)大綱 英文名稱：英文名稱：Measuring Technology課程編號課程編號：D01103課程