《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》研究型教學(xué)模式改革探討

1、?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)?研究型教學(xué)形式改革討論?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)?研究型教學(xué)形式改革討論?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基捶是機(jī)械工程專業(yè)的一門核心專業(yè)根底課，在機(jī)械工程專業(yè)的本科教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)該理解和掌握機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的理論和方法，建立起關(guān)于測(cè)試技術(shù)的完好的知識(shí)體系，獲得獨(dú)立開展科學(xué)研究所必備的測(cè)試技術(shù)的根底理論、實(shí)驗(yàn)方法以及數(shù)據(jù)分析等方面的訓(xùn)練。本課程內(nèi)容抽象、知識(shí)點(diǎn)多，需要與工程理論嚴(yán)密結(jié)合，教學(xué)難度較大。因此，通過(guò)教學(xué)改革，探究本門課程教學(xué)形式和教學(xué)方法，對(duì)于進(jìn)步課程教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)具有非常重要的意義。1傳統(tǒng)課程教學(xué)存在的問(wèn)題綜合分析筆者與同行有關(guān)本門課程的

2、教學(xué)情況，?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基捶課程教學(xué)存在的主要問(wèn)題有以下幾方面。1.1教學(xué)形式單一目前受教學(xué)條件、教學(xué)周期和教學(xué)規(guī)模的限制，本門課的教學(xué)普遍采用老師課堂集中灌輸式講授的方法。該方法有利于老師在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成數(shù)學(xué)基儲(chǔ)測(cè)量裝置、信號(hào)處理等大量?jī)?nèi)容的教學(xué)。雖然老師結(jié)合工程實(shí)例以改善教學(xué)效果，但學(xué)生仍多為被動(dòng)承受，課堂中學(xué)生與老師的互動(dòng)有限，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的作用感到茫然，學(xué)以致用的感受匱乏，不利于學(xué)生綜合才能的培養(yǎng)。1.2教學(xué)內(nèi)容陳舊?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基捶課程中主要內(nèi)容包括信號(hào)描繪、裝置特性、常用傳感器、信號(hào)處理、典型工程物理量測(cè)量方法、計(jì)算機(jī)測(cè)量系統(tǒng)、虛擬儀器等。上述內(nèi)容是機(jī)械測(cè)試技術(shù)的根底

3、內(nèi)容，在歷年的課程教學(xué)中發(fā)揮了重要作用。然而，隨著先進(jìn)制造技術(shù)飛速開展，機(jī)械工程領(lǐng)域中的幾何量、物理量測(cè)試技術(shù)已向測(cè)量范圍極大/極小化、測(cè)量頻響高頻化、測(cè)量環(huán)境復(fù)雜化的方向開展，原有的電阻式、電容式、電感式傳感器原理及其信號(hào)處理方法，已無(wú)法充分滿足實(shí)際工程問(wèn)題的技術(shù)需求，教學(xué)內(nèi)容難以與時(shí)俱進(jìn)，亦影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。1.3理論性環(huán)節(jié)偏少受教學(xué)資源限制，雖然本本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理門課配有實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，但相對(duì)講授內(nèi)容的知識(shí)量，仍然偏少。學(xué)生普遍反映測(cè)試技術(shù)應(yīng)用及開展局部?jī)?nèi)容空洞，過(guò)于抽象，傳感器局部缺少實(shí)物對(duì)象，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣不高，積極性銳減，嚴(yán)重影響教學(xué)效果，學(xué)生的工程理論才

4、能難以鍛煉，課程完畢后學(xué)生僅能記住個(gè)別知識(shí)點(diǎn)，綜合解決工程測(cè)量問(wèn)題的才能嚴(yán)重匱乏。上述問(wèn)題已成為影響?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基捶課程的教學(xué)效果主要因素。因此，研究機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底的教學(xué)形式和方法改革措施已勢(shì)在必行。2研究型教學(xué)改革2.1研究型教學(xué)形式?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基捶是機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)中一門應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)根底課。因此，課程的教學(xué)必須與工程實(shí)際相結(jié)合，才能煥發(fā)出活力。而研究型教學(xué)形式可搭建起根底知識(shí)講授與工程理論才能培養(yǎng)的橋梁。研究型教學(xué)是與創(chuàng)新性教育相適應(yīng)、以學(xué)生為中心的教學(xué)形式，是老師以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識(shí)積累為根底，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)和才能，自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題

5、，在研討中積累知識(shí)、培養(yǎng)才能和鍛煉思維的新型教學(xué)形式。研究型教學(xué)形式要求老師的科研要與本科教學(xué)互相浸透，形成一個(gè)互動(dòng)的統(tǒng)一過(guò)程，以真正有效地為社會(huì)培養(yǎng)出擁有系統(tǒng)的知識(shí)構(gòu)造、具有研究意識(shí)和研究才能的本科人才。因此，將主講老師科研工作中的思維方式、研究方法、工作習(xí)慣、以及相關(guān)技術(shù)的最新進(jìn)展等，與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，必將進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。2.2科研導(dǎo)向型教學(xué)方法在研究型教學(xué)方法施行過(guò)程中，老師和學(xué)生都應(yīng)當(dāng)是一個(gè)探究者、發(fā)現(xiàn)者和學(xué)習(xí)者。老師的主要職責(zé)是幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中變成發(fā)現(xiàn)、理解、評(píng)價(jià)和應(yīng)用知識(shí)的主動(dòng)參與者。通過(guò)研究型教學(xué)，一方面要培養(yǎng)學(xué)生批判性和創(chuàng)造性思維才能；另一方面要培養(yǎng)

6、學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和評(píng)價(jià)問(wèn)題的實(shí)際操作才能。根據(jù)多年的教學(xué)理論情況，我們?cè)谘芯啃徒虒W(xué)方法方面進(jìn)展了相應(yīng)的討論。2.2.1課前5分鐘測(cè)量技術(shù)最新進(jìn)展簡(jiǎn)介在近些年的課程講授過(guò)程中，我們已將現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的最新研究進(jìn)展引入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。不僅擴(kuò)展介紹了幾何量的視覺(jué)、激光、超聲、iGPS等非接觸測(cè)量技術(shù)進(jìn)展，還將力學(xué)量的壓磁、壓電、應(yīng)變等測(cè)量方法的最新動(dòng)態(tài)，都引入簡(jiǎn)介內(nèi)容。鑒于本門課程知識(shí)點(diǎn)較多，不宜過(guò)多占用根本知識(shí)的講授時(shí)間，特選擇在每次課的前5分鐘，進(jìn)展相關(guān)進(jìn)展的介紹。例如，簡(jiǎn)介中提及了美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研制出的戰(zhàn)斗機(jī)械狗Bigdg如圖1所示，重點(diǎn)介紹了其涉及的雙目視覺(jué)定位與空間尺寸測(cè)量

7、技術(shù)、機(jī)器狗行走中本體與四肢的多維動(dòng)態(tài)力測(cè)量技術(shù)等，學(xué)生上課興趣大增，聽課積極性極高，獲得了明顯的教學(xué)效果。2.2.2工程測(cè)量問(wèn)題導(dǎo)引的知識(shí)點(diǎn)講授課堂教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)講授仍是教學(xué)過(guò)程中的主要組成局部。如何將空洞、抽象的知識(shí)內(nèi)容通過(guò)講授有效地授業(yè)于學(xué)生是一直值得討論的問(wèn)題?，F(xiàn)代大學(xué)生對(duì)新穎事物較為敏感、學(xué)習(xí)目的性強(qiáng)，對(duì)于耳聞目染的科技新聞具有較強(qiáng)的興趣和承受才能。因此，我們?cè)谥v授相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，首先從工程測(cè)量問(wèn)題出發(fā)，闡述詳細(xì)的測(cè)量環(huán)境、技術(shù)指標(biāo)，讓學(xué)生考慮如何解決此問(wèn)題，然后再引出所要講授的詳細(xì)知識(shí)點(diǎn)，最后說(shuō)明該知識(shí)點(diǎn)在解決此問(wèn)題時(shí)的重要作用。例如，在講授壓電傳感器時(shí)，首先給出軌姿控火箭脈沖推力測(cè)量

8、的工程問(wèn)題如圖2所示，說(shuō)明該推力測(cè)量范圍約5000N，精度要求0.1%，在真空環(huán)境下測(cè)量出火箭在0.5s內(nèi)點(diǎn)火過(guò)程中的推力；引導(dǎo)學(xué)生分析該測(cè)量問(wèn)題，特別指出0.5s的測(cè)量時(shí)間對(duì)傳感器的頻響要求，提出如何選擇測(cè)量該推力的傳感器；最終引出講授壓電式傳感器的優(yōu)點(diǎn)、根本原理和實(shí)際構(gòu)成。學(xué)生對(duì)這種講課方法很感興趣，課后很長(zhǎng)時(shí)間仍然記得所講的工程實(shí)例，進(jìn)而對(duì)壓電傳感器的根本內(nèi)容牢牢掌握。2.2.3基于興趣小組學(xué)習(xí)的創(chuàng)新小課題教學(xué)方式為鍛煉學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用才能，除了上述方法外，我們討論了基于興趣小組學(xué)習(xí)的創(chuàng)新小課題教學(xué)方式，即引導(dǎo)對(duì)本課程感興趣的學(xué)生，35人自由組成興趣小組全憑自愿，老師根據(jù)實(shí)際工程測(cè)量工程，

9、簡(jiǎn)化分解出一系列小課題，供興趣小組的學(xué)生選擇。這類小課題具有明顯的工程實(shí)際背景，且課題任務(wù)本身具有一定的難度和挑戰(zhàn)性，學(xué)生必須經(jīng)歷課后相關(guān)文獻(xiàn)查閱、小組方案討論、撰寫課題方案報(bào)告等研究階段，通過(guò)成員間的嚴(yán)密合作才可完成課題任務(wù)。例如，設(shè)計(jì)一種單向力傳感器，要求測(cè)量范圍為10010000N，其中1001000N范圍內(nèi)精度為0.1%；100010000N范圍內(nèi)精度為0.2%；敏感元件不限，頻響500Hz。這類小課題要求學(xué)生嚴(yán)密結(jié)合測(cè)試技術(shù)理論知識(shí)，且需充分運(yùn)用之前所學(xué)的力學(xué)、材料等相關(guān)領(lǐng)域的根底知識(shí)，才能解決源于詳細(xì)的實(shí)際工程工程的技術(shù)問(wèn)題。因此，這種教學(xué)方式吸引了一批對(duì)科研工作具有濃重興趣的學(xué)生，使其真正做到學(xué)以致用、理論才能和創(chuàng)新才能都獲得明顯進(jìn)步。3結(jié)語(yǔ)?機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基捶研究型教學(xué)形式的討論獲