時間：2023-03-06 16:05:53
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1.機械工程測試技術在教學過程中存在的不足
1.1教學方式沒有實現多樣化
教學手段落后，以課堂教學為主，學生被動接受，缺乏必要的互動。雖說現在多媒體教學已經普及，但基本上還停留在投影代替粉筆的初級階段，對現代化教學手段的充分利用還遠遠不夠，對教學手段的改進也期待進一步探索所以可以看出，傳統教學模式的弊病會造成學生被動吸收知識，難以充分調動學生學習的積極性和主觀能動性，不利于培養學生的創新思維和創新能力。
1.2課程的不合理安排導致基礎薄弱
機械工程測試技術需要前期學習的課程主要有高等數學和概率論與數理統計。高等數學和概率論與數理統計這兩門課程一般安排在大學一、二年級開課，機械程測試技術一般安排在大學三年級開課，中間間隔的時間比較長，學生對基礎知識的遺忘比較嚴重。而比較普遍的現象是學生在學習這門課程時進人狀態較慢。該課程一方面要求學生全面回憶起高等數學、數學分析的內容，另一方面要求學生不斷吸收全新測試技術知識。假如不能充分利用已學過的基礎知識并做到與新知識融會貫通，則相當長一段時間都會處于茫茫然的學習階段，學習興趣銳減，積極性受挫。
1.3學生得不到足夠的實踐機會
機械工程測試技術課程的實驗教學中主要存在兩個問題：一是由于實驗條件有限，難以完成一些較復雜的實驗，而且某些簡單實驗完成的效果也不太好，造成了學生在學習這門課時，感性認識與理性認識相脫節的現象，學生理解這門課程存在一定的困難。二是實驗教學中一般要求學生按照實驗指導書的步驟操作，有些學生不思考就按部就班完成實驗，最終仍然不明白為什么該實驗要有這幾個中間步驟，知其然而不知其所以然。眾所周知，機械工程測試技術是一門實踐性很強的學科，所以實驗教學對于學習本門課程非常重要。但是由于存在一些這樣那樣的問題，導致了實驗教學不能正常開展，學生動手操作機會少，演示教學多，案例教學較少，實際應用測試結果分析問題的能力不足。
1.4學生接受知識相對比較被動
傳統的教學模式主要以教師為中心，上課大多采用灌輸式的教學方法，這種模式的優點是有利于教師發揮主導作用，利于教師組織、監控整個教學活動進程，便于教師向學生傳授系統的科學知識。但是通過長期的觀察，由于，教學手段落后，以課堂教學為主，學生被動接受，缺必要的互動。在以前的教學模式中機械工程測試技術實驗教學基本是沿襲傳統的教學模式。做實驗之前教師將每一個實驗從實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗內容到實驗步驟、數據處理等都做了詳盡的交待，學生只要按固定步驟操作即可這種傳統教學模式，雖然能使學生較快地掌握教材內容，但卻影響了學生創新思維的培養，激發不了學生求知的欲望。
2.對于機械工程測試技術改革的幾點看法與研究
2.1改變傳統的單一枯燥的灌輸式教學模式
通過引入多媒體教學，提高課堂教學效果 在測試技術課程學時壓縮，測試技術內容不斷增加的情況下，把多媒體教學引入測試技術教學，可以改變傳統的教學模式采用單純的黑板、粉筆式課堂教學，缺乏形象、直觀生動的特點，使圖、文、影、音等多種信息結合在一起。合理的運用多媒體教學可以彌補傳統教學的不足，使課程內容化難為易，化繁為簡，便于學生對知識的記憶與掌握。而且教師應該改掉灌輸式的教學模式改為啟發式。啟發式教學不僅是教學方法，更是一種教學思想，是教學原則和教觀。所謂啟發式教學是教師在教學過程中，根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律，運用各種教學手段調動學生的主觀能動性，引導學生開動腦筋、積極思維、主動實踐，以達到掌握知識和技能，增強能力的目的。
2.2采用案例和基礎知識相結合的教學模式
在教學中我們采用案例教學法，結合工程實例，把各個模塊的知識有機的結合起來，使學生對模塊化知識在實際測試中的具體應用有一個宏觀上的認識，加強測試系統系統設計的觀念。比如講解大型鋼結構橋梁時，首先讓學生分析危險截面所在之處，繼而促使學生思考如何貼應變片以測量危險截面處的彎矩，并引導學生思考整個測試系統頻率響應函數的建立方法。另外，在分析功率譜時，多數學生誤將其峰值視為具有最大振蕩幅值所對應的信號，實則不然，功率譜中峰值處對應的信號只能說明其平均能量最大，但其振蕩峰值卻未必最高，這可以通過講解測量射流中心速度的方法而使問題明晰。顯然，通過工程案例的講解，不僅加深了學生對電阻應變式傳感器、橋電路、A/D轉換器和微處理器等的理解，而且有助于其掌握測試系統設計的基本過程，培養綜合運用知識的能力。
2.3中心向學生動手實踐傾斜
機械工程測試技術課程內容比較抽象，實驗在課程教學中占重要的地位。為了加強學生對于課本理論知識的理解，需要安排大量的實驗教學。實驗應從培養學生的動手能力出發，發揮其能動性，讓他們自我解決實際問題眾所周知，工程實際中，機械工程師明確了測試任務后，一般的工作順序是：在互聯網上或企業內查詢，選用適當的傳感器和相關儀器；設計適當的試驗方案，組建測試系統；完成測試要求。因此應開設具有實際應用背景的常用物理量（位移、力、壓力、振動、噪聲和溫度等）測量的綜合性實驗，每個實驗相當于完成一項工程測試任務。
2.4優化教學知識結構
教學內容是學習知識和技能的載體。由于機械工程測試技術涉及的知識面比較寬，知識點多而繁瑣，針對這一特點，我們在教學過程中把相對離散的知識模塊化，把知識點分為信號認知模塊、信號分析模塊、信號調理模塊、傳感器基本知識模塊以及測試裝置性能測試模塊等，使每個模塊的知識系統化，讓學生能夠分模塊的掌握有關的知識。在把知識模塊化的同時，我們根據突出重點，注重實用的原則，在滿足教學要求的條件下精選授課內容。當然，要達到上述要求應做好兩方面工作：一是確定教學內容是什么，二是怎樣將這些教學內容組織成一個合理且實用的有機整體。
3.結語
機械工程測試技術相對于其他的課程最大的特點之一便是其實踐性。而且多年的教學經驗也顯露出老師難教，學生難學的特點。我們應該應用形象、直觀、生動的形式充分調動學生的積極性和學習熱情。再但前的發展形勢下，提高學生綜合素質，特別是培養學生創新意識和能力，任重而道遠。希望通過以上學改革，相信能夠在一定程度上提高機械工程測試技術課程的教學質量。 [科]
【參考文獻】
[1]陳光軍，常江，張連軍.測試技術實驗教學改革與學生創新能力的培養.實驗技術與管理，2007，2（129～130）.
關鍵詞：機械工程測試技術；工程教育認證；課程改革
前言
測試是人類認識客觀世界的重要手段，是科學研究的基本方法，在工程技術領域中，科學實驗、產品開發、生產監督、質量控制等都離不開測試技術，它主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法[1]。機械工程測試技術介紹了測試技術的系統組成、基本原理，以及對測試信號數據的分析方法，能夠對機械工程測試中應用較多的振動、位移、力、溫度等物理量進行檢測和處理，是機電一體化技術的基礎和橋梁[2]。以濱州學院為例，機械工程測試技術是一門面向機械設計制造及其自動化專業機械電子方向的必修課程，先修課程包括大學物理、電工電子學、控制工程基礎等，與后修的機電一體化系統設計形成了完整的機電類專業課程體系[3]。通過課程改革，進一步整合相關教學資源和教學內容，增強測控類應用培養，豐富機械專業的應用型課程體系，為將來從事控制類的機械專業學生打下良好的基礎。本課程安排在本科教學的第五學期，學生具有一定的專業基礎，同時部分學生參與了科技創新大賽，有使用傳感器進行參數檢測的經驗，這為課程的學習提供了良好的基礎。由于本課程應用性強，按照傳統的教學方式，信號頻譜分析的理論部分要求較高、較難，傳感器部分種類多且雜，導致學生學習時興趣不足、學習動力不夠，教學效果無法滿足應用型人才培養的需要。自2005年以來，我國開始構建工程教育認證體系，逐步開展專業認證工作，于2016年6月成為《華盛頓協議》正式成員。工程教育認證是實現工程教育與工業界對接，提升工程人才培養質量的有效途徑，因此探索工程教育認證視閾下的課程改革，對于更新教學理念、提高人才培養質量、推進地方高校專業認證具有重要的現實意義[4]。因此，濱州學院緊緊圍繞培養高素質應用型人才的目標，在工程教育認證的背景下，進行了機械工程測試技術“案例+實驗”導向的教學方法改革，改變了傳統教學中灌輸式教學方法，啟發和引導學生主動學習，既有利于學生掌握基礎理論知識和基本技能，又較好的培養了學生的工程實踐能力。
一、課程培養目標
機械工程測試技術是以機械工程領域為應用背景，解決工程中常見動態物理量的測試問題。通過本課程的學習，培養學生掌握信號采集、傳輸、變換及數據處理的基本原理和實驗方法，能根據研究對象合理選用傳感器，具備構建基本工程測試系統和進行常見參量檢測的能力，為進一步學習、研究和處理測控工程問題打下基礎[5]。具體體現在以下三個方面：（一）知識目標1.信號時域和頻域的描述方法，建立起信號頻譜分析的概念；利用傅立葉變換對周期信號和非周期信號進行頻譜分析計算。2.測試裝置靜、動態特性的評價方法和不失真測試條件，并能用于測試裝置的分析和選擇；掌握一階、二階線性系統動態特性及其測定方法。3.常用傳感器的原理、特點、應用以及傳感器的選用原則。4.信號調理電路（電橋、調制與解調、濾波、放大）的工作原理和性能，并能較合理的設計和選用。5.數字信號的一般處理步驟；相關分析及功率譜的基本原理、方法和應用。（二）能力目標1.具備正確運用測試方法、合理選用測試儀器、科學分析與處理數據的能力。2.培養運用所學知識構建測試系統和分析、解決實際測試工程問題的能力。（三）素質目標1.培養學生具有科學的思維方法、自主學習的意識和創新精神；具備工作嚴謹、誠實守信、敢于承擔責任的職業道德與操守。2.通過參與案例分組討論和實驗項目操作，培養學生溝通和團隊協作精神。
二、課程體系構建
本課程分為理論和實踐兩大部分，包括32學時的課堂講授和8學時的傳感器綜合實驗操作。課程體系整體框架如圖1所示。理論教學共8章內容，包括緒論、信號及其描述、測試裝置的靜態和動態特性、常見傳感器的原理與應用、信號調理與記錄、信號處理初步、測試技術在工程中的應用以及虛擬儀器技術。其中，第二章信號及其描述主要包括信號的分類與描述，周期信號與離散頻譜，瞬變非周期信號與連續頻譜，隨機信號。第三章測量裝置的特性主要包括靜態特性，一階、二階動態特性，測試裝置對單位階躍信號的響應，實現不失真測量的條件。第四章傳感器原理與應用主要包括電阻式、電容式、電感式、磁電式、壓電式、熱電式與光電式傳感器，其他傳感器及智能傳感器，傳感器的選用原則。第五章信號調理與記錄主要包括電橋、調制與解調、濾波、信號放大、測試信號的顯示與記錄。第六章信號處理初步主要包括數字信號處理的基本步驟，相關分析及其應用，功率譜分析及其應用。第七章工程應用中應變、振動、轉速、溫度等常見工業參數的測量系統的構建，理論與實驗緊密聯系，并結合第八章虛擬儀器技術開展基于Labview實現計算機數據采集。實踐課程共分為4個實驗，實驗項目為懸臂梁固有頻率的測量（驗證性實驗），轉速和溫度的綜合測試與分析（綜合性實驗），電子秤的設計（設計性實驗）。通過三個不同層次的實驗要求，結合豐富的傳感器與基于Labview的測控系統，學生通過親自動手操作基本上掌握工程測試的系統構建和處理方法。培養學生的團隊協作能力，提高解決實際測試工程問題的能力。
三、基于“案例+實驗”教學的課程模式改革
機械工程測試技術關注新技術、新知識的導入，以案例+實驗教學驅動激發學生學習的積極性，培養操作技能和創新意識[6]。本課程以多媒體演示、案例教學和實驗操作為主要方法和手段，堅持理論聯系實際的教學理念，共引入5個完整案例和4個實驗項目設計對所學知識進行綜合運用。
（一）探索案例教學模式，培養學生的工程意識和能力
案例1為壓縮機齒輪箱故障診斷。通過齒輪箱振動信號頻譜分析，確定最大頻率分量，然后根據機床轉速和傳動鏈，找出故障齒輪。案例2為傳感器在農業物聯網中的應用。該案例來源于教師服務地方項目———“基于Labview的果園智能系統設計”研究課題，通過構建果園數據采集系統，實現了空氣和土壤的溫濕度、光照、pH值、風速風向、CO2濃度等參數的檢測和數據傳輸，是傳感器應用的綜合體現。案例3為濾波在鋼管無損探傷中的應用。利用電渦流傳感器對鋼管進行裂紋檢測時，由于外界干擾信號中含有低頻噪聲，通過低通濾波器處理后得到有用信號，分析高頻成分得到裂紋的程度和位置。案例4為互相關在管道泄漏檢測中應用。根據互相關的性質，提取出兩個信號之間的滯后時間，計算出泄漏點距離中心點的位置，并引申出如何消除誤判，增加系統檢測的可靠度。案例5為基于Labview的頻譜分析儀設計。利用Labview自帶頻譜分析模塊，通過簡單的圖形化編程實現對于信號的頻譜分析并顯示。
（二）精心設計實驗項目，建立以學生為主的應用型實驗模式
學生根據傳感器綜合實驗臺提供的30幾種傳感器以及數據采集系統，構建硬軟件系統，團隊協作完成相關物理量的采集和分析，充分發揮學生主觀能動性，利于培養學生的實踐動手能力。實驗1為懸臂梁固有頻率測量。通過構建懸臂梁結構，在一端施加不同頻率的激勵，采用傳感器測量振動信號，分析該二階系統的頻譜特性，得到懸臂梁的固有頻率。實驗2為電子秤的設計。將物品重量通過懸臂梁轉化結構變形再通過應變片構成的電橋電路轉化為電量輸出，從而實現質量與電量之間的線性關系。實驗3和實驗4為基于Labview的轉速和溫度測量。利用YL2000傳感器綜合試驗臺，構建轉速和溫度采集平臺，利用數據采集卡和PC機實現數字信號的采集和分析。
（三）豐富授課方式和手段，改革課程考核和評價方法
根據課程內容協調采取多種教學方式和手段。理論性較強的內容，宜采用板書為主的教學手段，比如頻譜分析的推導等；同時采用Labview作為機械工程測試信號分析與處理工具，構建虛擬測試系統和信號分析虛擬環境，學生可以在課堂上直觀的觀察信號的構成、信號的頻譜分析和數據采集過程，從而理解傅立葉變換的意義。此外，利用虛擬信號分析系統進行仿真演示，如頻譜分析、濾波、相關分析等，加深對理論知識的理解。應用性較強的內容，比如傳感器，宜采用多媒體為主的教學手段，配合圖片、視頻、動畫演示等手段輔助教學。教學中結合工程案例，用演示實驗對實際測試的振動、溫度等信號進行采集和分析，讓學生建立信號分析與實際應用間的聯系。完善課程考核與評價體系，增加實驗考核比重。重點考查工程測試的基礎知識、基本概念、基本原理和測試方法，以及利用所學知識構建一個簡單的測試系統。期末成績占60%，實驗成績占20%，過程考核占20%（課堂表現和考勤）。
關鍵詞：工程測試技術；教學；難點
一、《機械工程測試技術》課程概述
《機械工程測試技術》是各高等院校機械、自動化專業等工程類專業開設的一門重要專業基礎性課程，是機械、電子、信息、力學、數學等學科的交叉學科。本課程主要通過討論信號的描述和分析方法，傳感器、常用信號調理電路和記錄、顯示儀器的工作原理以及測試裝置基本特性的評價方法和不失真測試條件等方面的知識，要求學生深刻理解有關測試技術的基本理論、使用測試儀器對不同參數進行測量和分析的方法和手段、動態測試所需要的基本理論、基本知識和基本技能，對機械工程中常見的被測物理量能比較正確的選用檢測裝置并完成檢測任務從而為進一步研究和處理工程測試技術問題打好基礎。本文希望通過該門課程教學難點解析與探討，不斷激發學生的學習欲望、增強學生的動手能力與創新能力，引導學生較好地理解和掌握，培養機械工程類的專業人才。
二、《機械工程測試技術》課程的特點
《機械工程測試技術》綜合了傳感器技術、計算機技術、機械原理、信號分析與處理技術等技術理論，涉及機械工程領域中的非電量電測技術和其他測試技術等知識，是工業生產與科學研究不可或缺的重要技術手段，《機械工程測試技術》強調理論聯系實際、突出工程技術應用，簡單的理論知識記憶和掌握并不能完成該課程的教學任務，它只是課程開設的主要教學目標之一。學生在課堂教學中掌握的信號分析、數據處理、傳感器技術、測試系統方面的理論知識，在專業課程體系中起到的是承上啟下的知識銜接作用，是培養學生的工程實踐能力、綜合素質及創新能力的基礎。
三、《機械工程測試技術》難點
1.課程內容具有抽象性，不易理解?！稒C械工程測試技術》是工程類專業中綜合性很強的一門專業基礎課程，內容涉及大量的數學知識，課程中有關信處理的部分涉及《概率論與數理統計》和《高等數學》等課程、有關測試裝置的動態特性部分涉及《線性代數》和《機械控制工程》等課程，有關振動測試的部分有與《機械振動》等課程的內容有關聯。因此，《機械工程測試技術》涉及到大量的較為抽象的高等數學知識，而對來數學基礎相對薄弱的工科學生來說如何將抽象的數學知識運用到機械工程測試技術的實踐當中，成為學生學習該門課程的一個難點。2.課程涵蓋學科較為廣泛，對相關課程的理論知識要求較高。《機械工程測試技術》課程知識范圍廣，包括機械、電子、信息、力學、數學等多門學科，尤其前面測試信號分析理論部分，涉及到較多以前所學的高等數學知識，特別是積分變換知識，這就要求學生一方面要不斷地掌握高等數學、數學分析的內容，另一方面又要不斷吸收全新測試技術知識，假如不能充分利用已學過的基礎知識并做到與新知識融會貫通，很容易造成各科知識內容的銜接不太順暢，導致學生長期無法理解課程內容，影響機械工程測試技術課程的教學效果。3.教學內容與機械工程測試技術的發展存在脫節。隨著現代科學技術的不斷快速發展，以及與國外相關領域交流的不斷加強，機械工程測試技術課程所屬的研究領域技術也在快速的更新與發展。但現在高校機械工程測試技術課程教學的內容還停留在以前的教學內容之上，比較陳舊，無法跟上技術實際發展的水平。就譬如在機械工程測試技術課程中的傳感器技術、測試方法及測量裝置等教學內容方面，都遠遠落后于當前社會生產實踐以及相關技術發展的要求。4.實驗性教學的缺失。機械工程測試技術的實驗教學當中存在著參差不齊的現象，各個學校之間也存在著一定的差距。許多學校該門課程受制于實驗條件狀況，許多復雜的測試實驗無法完成，造成學生在理解一些較為復雜的課程的時候，由于只有理論的概念，而無法直觀的參與實驗，在理解這面課程的時候就存在著一定的困難。而一些較為簡單的實驗的教學效果來看也不是很理想，著一方面與客觀的實驗條件限制有關，另一方面也與學生難以理解此門課程而選擇主觀放棄的思想有關。
四、改進課程教學的措施研討
1.合理安排課程的教學內容，突出重點教學內容?！稒C械工程測試技術》在實際的教學過程當中，可以不按照教材內容安排的順利，打破教材之間的界限，例如可以不拘泥于傳統教學，打亂書本上介紹各種類型傳感器的順序，以基本物理量的測量為授課主線，分別介紹位移的測量、振動測量、壓力測量、溫度測量、應變及力的測量等機械工程中常見物理量測量所采用的主要傳感器及其工作原理，不再按照現有單列章節的方式去介紹，從實踐教學中優化教材的內容與結構，將教學內容融會貫通，各部分知識點銜接有序，循序漸進地結合起來，將知識的學習和掌握按照螺旋式上升的方向進行融合，可以達到讓學生在了解傳感器相關知識的同時也知道主要作用，提高學生理論理解與實踐理解的能力。2.采用啟發討論式教學模式。在《機械工程測試技術》課程的教學過程當中，可以采用難點問題啟發討論的模式，對于機械工程測試技術課程中的難點問題，鼓勵學生大膽發言，集體討論，在這個過程當中，老師對扮演的角色不是一個解答者，而是引導者的作用，引導學生對提出的難點問題進行思考，收集相關的資料，調查研究，指導學生研究發放，最終對學生提出的難點進行解決，這樣可以讓學生真正的理解難點，掌握相關知識。3.講板書教學與多媒體教學相結合。作為一門比較抽象的課程，機械工程測試技術課程也要借鑒多媒體將枯燥的文字內容轉化成圖片傳達給學生，使用圖片記憶的方式幫助學生加強對知識的記憶。其次，可以通過軟件設計模擬動態測試，將動態測試過程形象化，使學生建立起測試與系統的感官認識；再次，還能夠通過多媒體技術，將該領域最新的國內外研究成果、知名研究學者、授課教師、本學院及本學校的科研成果介紹給學生，通過這種教學手段，增加了學生對本土科研成果的了解，激發學生的學習熱情。4.改革試驗教學環節。實驗是機械工程測試技術教學內容的重要組成部分。目前，隨著信息技術與傳感器技術的飛速發展，傳統的實踐教學模式已經不能適應社會對機械工程教學發展的要求，現在必須對試驗內容進行富有創造性建設意義的課程改革。在試驗內容上要增強試驗的工程性、可操作性和現實性。在試驗方法上，要根據實驗室的條件，引導學生開展自行設計性實驗，充分發揮學生的主動能動性，發揮學生的學習潛能，培養學生創新探索能力，讓學生在解決實際問題的實踐中提高分析問題解決問題的應變能力和創造能力。5.利用科研項目提高學生的動手能力。所謂實踐出真知，在剖析《機械工程測試技術》教學難點上可以采用項目實例的方法提高學生的理解力，以真實發生的實際案例，講解在其中所運用到的《機械工程測試技術》課程當中涉及到的如何測試系統的靜態、動態特性、安防測試傳感器、設計測試系統等等有關方面的知識。
五、結束語
本文試圖通過對《機械工程測試技術》課程教學難點的分析，提出了一些在實際教學工作中總結出的經驗性的解決方法，希望對《機械工程測試技術》這門課程今后的教學改進有所裨益，廣大《機械工程測試技術》教員能夠以此來參考提高教學效果，激發學生的學習興趣，讓學生能夠自覺地學習和鉆研理論和實踐。
參考文獻：
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關鍵詞:機械工程測試技術;教學改革;認知規律
《機械工程測試技術》是機械類專業的技術基礎課，課程集成了工程數學、大學物理，金屬與半導體材料、電工電子、信號分析、計算機技術等多門學科理論與技術，具有涉及學科面廣、知識容量大、理論分析較多、實踐操作性強、學時較少等特點［1］。對于機械專業學生，由于普遍而言本專業學生在電路、電子學以及信號分析與處理等電氣信息知識方面相對較弱，所以首次接觸本門課程時，在遇到信號的時域頻域變換和調制解調、系統動態特性分析等抽象概念時，學生普遍反映該課程理解難度大，思維方式較難適應。若不能快速適應課程的學習，部分學生將出現厭學甚至放棄本門課程的傾向［2］。然而，隨著目前機械裝備信息化程度的提升，測試技術在機械制造領域的應用愈加廣泛，有人斷言，衡量一臺機械設備機電一體化程度的高低關鍵就是看這臺機械設備上安裝的測試裝置的數量。因此，《機械工程測試技術》在機械類專業課程中的地位不是在降低，而是越來越重要。作為本門課程的授課教師，在教學實踐中，一直在嘗試改革創新教學內容與方法，希望能用更通俗易懂的語言、更貼近生產實際的案例來讓學生徹底掌握測試技術，使他們能適應機械行業對一名機械工程師在測試技術方面的要求。本文首先分析以往“機械工程測試技術”教學過程中發現存在的問題，然后對近幾年的教學改革進行總結。
一、傳統教學模式存在的問題
(一)先修課程溫習環節薄弱
《機械工程測試技術》是為機械類專業本科生開設的一門偏信息化的專業技術基礎課，在學習這門課之前默認學生已牢固掌握電工電子以及信號方面的知識。但從教學實踐來看，情況往往不容樂觀，部分學生在這些先修課程的掌握方面并不到位或有所遺忘，這就加大了《機械工程測試技術》授課教師的課程開展難度。如果學生不能積極調用先修課程的知識并與測試技術相結合，則隨著課程的開展，學生將會逐漸跟不上課程的進度，喪失學習興趣［3］。
(二)教學內容安排不符合機械專業學生的認知規律
目前大部分機械工程測試技術的教材內容編排是按照以下路線進行:首先介紹測試技術的概要，并舉出幾例測試技術的工程實際應用，激發學生的學習興趣。然后，介紹信號及其時域頻域描述，接下來就是測試裝置的基本特性。隨后介紹常用的傳感器，再則是講解信號調理與信號處理。對于基礎較好的學生，這種編排并無不妥，但對于應用型本科學生而言，這種編排虛實相間，軟硬交融，學生并不習慣這種遍排，容易找不到學習重點［4］。為了調動學生對學習測試技術的熱情，使學生既能掌握測試技術中有關傳感器器件的使用方法，理解傳感器信號變換的物理原理，又能掌握信號處理方面的知識，并能將測試技術理論應用于機械工程實際案例，培養學生的創新能力，需要針對應用型本科學生的學習特點，對課程進行教學改革。
二、針對問題采取的教學改革措施
(一)針對特定教學內容安排相應溫習課程
根據教學實踐，學生在學習測試技術的過程中，難以做到靈活運用的先修課程內容主要是三部分:1)用于信號分析的微積分知識;2)用于傳感器器件的電路分析與模擬電路知識;3)用于應變、扭矩測量中的材料力學知識。為了能讓學生能順利學習后續相應章節內容，在章節開始前安排適當的時長復習這些先修內容，使學生有的放矢，在一種準備充分的心理狀態下學習新知識［5］。
(二)按照符合學生認知規律的章節順序進行教學
基于學生的認知規律，按照“先硬后軟”，“先實后虛”的順序安排教學。在《機械工程測試技術》的第一章，通過講解幾個測試方面的工程案例，幫助學生建立起學習測試技術的興趣后，不按照教材編排授課，跳過信號及其時域頻域分析一章，講解測試裝置基本特性一章節，重點幫助學生建立傳感器標定這一概念，隨即進行第三章，即“常用傳感器與敏感元件”的教學。作為應用型本科，學生學習測試技術的重點在于理解常用傳感器的“非電———電”的物理變換原理，以及掌握傳感器的使用方法，至此，學生已經對測試技術的物理實現有了比較清晰的認識，再通過電橋、濾波器和放大器的學習，學生就完整掌握了一整套測試裝置的工作流程。在學習完以上章節后，再講授信號及其描述、調制解調以及信號處理，學生就能參照前面學習的測試裝置工作的物理過程，對照學習，不會感到無所適從。
三、結語
通過《機械工程測試技術》的教學與改革實踐，我們發現要適應應用型本科的專業教學，其核心還是在于要努力將教學內容貼近學生的認知規律，以實際應用為導向開展教學，并且將教學內容生動化、立體化、直觀化，這也為我們的教學提出了另一種思考方向。對于一門理論與實踐并重的課程，我們如何抓住重點，如何使課程內容在不失完備性的前提下又能充分調動學生的學習熱情，這需要我們反復思考、認真總結，相信隨著課程教學與改革經驗的豐富，在不久的將來一定能收獲更為滿意的教學效果。
參考文獻:
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［3］張志剛，石曉輝，富麗娟．“機械工程測試技術”課程理論教學的改革與創新［J］．創新教育，2011(23):147-148．
［4］龍慧，胡松喜．“機械工程測試技術基礎”本科課程教學方法探討［J］．裝備制造技術，2016(5):255-257．
“測試技術”是機械工程類專業學生必須掌握的一門綜合性專業基礎課，涉及機械、電子信息、自動化、儀器儀表等多個技術領域，專業性、理論性和實踐性都很強[1-3]。目前課堂教學實施中更側重講授基本理論、概念和方法，與機械工程專業相關的應用實踐的案例比較缺乏，啟發性和互動性不夠，學生普遍反映課程理論知識深奧、空洞、抽象，傳感器缺少實物對象、枯燥無味，學習效果不明顯，與工程實際的要求差距很大[4]，因此，教學方法改革與創新勢在必行?！皽y試技術”課程旨在通過測試技術的學習，培養學生掌握測試技術的基本知識和技能，掌握測控系統分析和設計的基本理論和方法，能夠合理選用測試方法和裝置構建測試系統，為學生進一步學習、研究和處理機械工程技術問題打下基礎。現有的教學內容包括測試信號分析理論、傳感器和測試技術應用三大主體部分，在教學實踐中存在著以下主要問題：（1）在傳感器章節中，與傳感器測量電路所直接相關的電橋、調制與解調等內容在傳感器之后的章節中才具體講授，這樣就造成了學生在傳感器學習中缺乏相應的知識儲備，教師講課中也難以深入講授相關內容，出現了前后脫節的矛盾；（2）現有教材內容大多以單列章節的形式介紹了機械工程常見物理量的測量方法，如位移測量、振動測試、應變與力測量等內容，但是，由于受到教學課時的限制，這些內容往往不能被充分地講授，有些內容甚至需要學生自學完成，達不到設置這些教學內容的初衷；（3）現有教材中的案例設置存在著碎片化、單一化、表面化的不足，缺乏能夠將教材內容有機融合、工程背景較強、綜合性較強的機械工程測試應用實例，學生學完課程后不容易建立起比較完整的動態測試的基本概念，難以做到融會貫通，靈活地利用所學的知識搭建測試系統，實現對機械工程常見物理量的測試。針對目前課程教學中存在的不足，筆者在“測試技術”教學實踐過程中進行了一系列的研究與探索，取得了一定的成效，將其總結如下：
2重構教學結構，打破現有章節之間的限制，突出教學內容的連貫性
本課程在教學實踐中，重點圍繞傳感器這一核心章節中存在的問題，提出了“瞻前顧后”的教學思想與方法，探索重構合理的教學結構與順序：所謂“瞻前”，是指在傳感器測量電路教學中，簡要介紹與之密切相關的電橋電路、調制與解調的基本原理，幫助學生從直觀角度理解教材相關內容。待講授到信號的調理與記錄章節時，將電橋電路、調制解調的基本理論與前面所講的傳感器測量電路中的內容進行重新組合，通過傳感器測量電路來講解電橋、調制解調的工作原理與主要應用，既幫助學生深化了傳感器測量電路的知識，又理解了信號調理的基本原理與方法，實現了教學內容的前后呼應和有機統一。所謂“顧后”，是指在傳感器教學過程中，打破教材現有章節之間的界限與教材內容的固有結構，不再因循傳統地介紹各種類型傳感器的順序，而是以基本物理量的測量為授課主線，分別介紹位移的測量、振動測量、壓力測量、溫度測量、應變及力的測量等機械工程中常見物理量測量所采用的主要傳感器及其工作原理，不再遵循現有單列章節的方式去介紹，這樣就可以將教材內容有機結合、優化重構，幫助學生在學習傳感器知識的同時一并了解此類傳感器的主要應用，回歸到合理選用傳感器實現測量的基本要求，達到了雙重學習的目的，提高了教學的效率和質量。
3以系統觀點優化教材體系，突出教學內容系統性和邏輯性
“測試技術”教材在編寫體系上缺乏統一性，不同教材在章節順序和內容編排上差異較大，缺乏合理的內在邏輯。筆者在教學實踐中提出以系統論的觀點來重新優化教材的體系結構、設置教學內容的觀點，其核心思想是從宏觀上使學生能建立起機械測試系統整體的概念和框架，幫助學生掌握如何建構測量系統，如何實現信號的采集與分析，最終回歸到能夠獨立地實現對機械工程中常見參量的測量與分析。還提出了以“信號及測試裝置是什么—如何采集信號—如何分析處理信號—機械測試系統的構建與應用”的邏輯順序，重構教材結構、安排教學內容，突出課程的系統性、邏輯性和綜合性，并以這樣的順序編寫了教材大綱和講義?！皽y試技術”是一門實踐性和應用性很強的課程，教材中除了對于基本理論知識的敘述外，更需要突出“工程化”和“案例化”，強化學生的工程能力和創新能力，并能夠及時體現測試技術的發展趨勢。在工程案例的設計與選擇上，突破了現有教材案例的局限和不足，引入機械工程測試綜合應用實例一個章節，以車輛電子技術、機械設備狀態監測與故障診斷、機械產品性能測試等典型工程案例為應用背景，著力介紹機械工程測試技術的基本理論與方法在這些領域的主要應用。以綜合實例解構教材各章節內容，將教材章節中的關于信號的采集與傳感器選型、測試信號的處理與分析、計算機測試系統等所學內容完整體現出來進行剖析與講解，使得學生通過對綜合工程實際問題深入、系統、本質的認識和理解，達到課程學習對于培養學生能合理選用測試裝置，并初步掌握靜、動態測量的基本知識和技能的要求，達到培養分析和解決問題能力的要求。
4完善課程考核方法，探索課程目標達成狀況監控及評價機制
完善課程考核評價方法，探索課程目標達成狀況監控及評價機制：在教學實踐中，以能力評價為導向、突出學習的過程性，探索建立能力和素質等多方面結合的測試技術課程成績綜合評價體系，改變傳統的僅靠一張試卷的成績評定方式，以考核促進學生學習的動力和興趣，以考核體現學生學習的綜合效果。以學習中的問題為切入點，鼓勵學生利用課外時間結合課程內容自主設計大學生科研訓練計劃項目，參加機械創設設計競賽等。將課程學習從課內延伸到課外，通過實踐中的學習，激發學生的興趣和學習主動性，既解決了學習中的難點問題，同時加深了學生對課程內容的理解，促進了學生綜合能力的提高。開設機械系統測控實驗課程，與理論課程同步進行，將實驗內容與理論課程相銜接并進行了必要的拓展。提高了學生的興趣，改變了實驗僅作為課堂教學附屬的現象。綜合理論知識考查、課程實驗與課程設計、開放性課題研究等情況進行綜合考核，突出理論學習、實踐、創新等多方面素質和能力的考評，體現形成性評價和終結性評價相結合，建立課程群進程式、多渠道、多方式的評價機制。
5基于課程教學，培養學生分析問題和解決問題的能力
結合高等教學心理學關于知識、技能學習的相關理論，設計教學方案，制定教學目標，提高教學質量。不僅重視提高學生的知識技能，還特別注重培養學生解決問題的思想與方法，將這一思想逐步融入測試技術教學的具體環節中。一方面引導學生逐步掌握以整體觀和系統論分析解決問題的基本方法與思路，逐步學會將一個較復雜的問題分層次、分步驟去研究，幫助學生通過具體的工程項目和案例，建立起機械測試系統整體的觀念，進而建立起各章節之間的有機聯系，而不是孤立地去學習各章節的內容，進一步去學習課程中涉及的基本理論和方法，同時也進一步熟悉如何通過所學知識去解決具體工程實際問題的思路和方法。在學習中，學生感覺頻域和頻譜的概念抽象，不如時域理解起來直觀，因此要著力強調并培養學生從多個角度去分析問題、解決問題的能力。如理解信號的描述既可以從比較熟悉的時域上進行描述，同時也可以從頻域角度進行描述，需要去理解從頻域角度去分析、描述信號的優點，同時也要認識到信號不同描述之間是可以互相轉換的，將這些不同角度獲得的關于信號的信息綜合起來就可以獲得對其比較全面的認識。學習這些方法和思想，不僅對于學生理解課程本身知識極其重要，同時對于其他課程的學習、分析問題、解決問題能力的提高都有重要意義。
6結語
1.1界面的設計工作在信號分析
界面主要是通過GUI圖形用戶界面菜單的編輯器來設計的。根據信號分析的結構劃分，系統的主頁面由多個子窗體的模塊共同組成，分別為：系統簡介、信號分析、推出系統等。只要單機主頁面上面的模塊鍵就可以打開相應的子窗體。并且所有功能的模塊都是MATLAB系統應用程序，在每個子窗體模塊中還有多個典型信號，其中有方波信號、脈沖波信號等。典型信號的分析還包括實頻譜、虛頻譜、相位譜等，相關的分析還有正弦、余弦、方波、脈沖波等信號的自相關與互相關的分析；加窗處理涵蓋鋸齒波、三角波、方波等信號的窗處理，窗函數還有漢寧窗、哈明窗、矩形窗等。除此之外，在典型的信號分析中，想要保證圖形的精確性，還要進行加窗與選取采樣點工作。這樣每一個模塊的顯示的內容就會用菜單的形式很好的體現出來。
1.2通過舉例進行分析
在實際教學過程中，信號測試分析及處理就可以直接應用先前所設計完成的信號分析應用軟件，并且在輔助教學工具在實際應用過程中，只需要進行菜單電機就可以完成，就以就對分析正弦信號的譜舉例說明。給出正弦波的信號為y=8sin（10π）t，并根據數據來求出信號的實頻譜、相位譜、虛頻譜等求出。然后點擊MATLAB信號分析應用軟件，就會出現測試信號分析主頁面圖；再次點擊頁面中的正弦信號分析就可以進入正弦信號的分析主頁面圖。在選擇相應的參數時，要注意頻率在6Hz左右，取300個采樣點，漢寧窗的寬度為300，點擊繪圖就可以得出正弦波信號y=5sin（10π）t的結果。求出結果為：相頻譜、實頻譜顯示為0，虛頻譜為±3.5，雙邊幅值譜為3.5，功率譜為13.5等等。根據上述的舉例分析可了解到，設計的信號分析應用軟件具有簡便性，并且界面顯示很好，比較適合上課測驗、演示等。當然，對于測試技術試驗及工程領域此技術仍然可以很好的使用。
2合理搭配與實際應用
將MATLAB及測試信號的分析應用軟件應用在教學中可以取得很好的教學效果。對于教師而言，在上課中可以在講解同時還進行演示，對于一些比較抽象的問題就可以用仿真圖形來進行仿真演示，這樣會使分析結果非常清楚，減少了教師板書的書寫及作圖步驟所用的時間，在很大程度上提升了教學效率，教學質量也隨之提升。然而對于學生來講，軟件的應用可以幫助學生們進行深刻記憶與理解，可以作為學生預習的材料，幫助學生們解決困難習題等。此軟件的應用充分的表現出MAT-LAB的靈活性，還可以對學生們起到規范作用，學生們在教師的幫助下，可以自己設計一些工具箱，無形中提升了學生們的學習積極性。雖然MATLAB及測試信號的分析應用軟件具有很多優勢，但是在測試教學中也有其自身的特色，在進行公式推算中，相比應用板書會取得更好的效果。因為板書可以將內容保留一段時間，方便學生們進行比較分析。軟件的應用主要偏于結果，所以在以后的機械工程測試技術教學中，要將軟件應用與其他教學方法進行科學合理的搭配使用，這樣才能充分發揮出其自身優勢。
3總結
機械工程測試技術是機械類專業的一門重要的專業基礎課，該課程綜合了許多新技術、新知識，內容抽象，理論性和實踐性很強。長期以來，課程教學內容分散、雜亂，新內容新知識不能被及時擴充，總的教學學時不斷被縮減，教學方式單一，實驗和實踐教學環節非常薄弱，學生普遍反映該課程較難掌握。然而，面對測試技術在機械工程領域中的廣泛應用，為使學生能夠更好學好該門課程，適應高等教育培養創新型高素質工程應用人才的教學目標，進行《機械工程測試技術》課程的教學改革尤為必要。
二、存在問題
國外各高校非常重視《機械工程測試技術》課程教學，課堂教學與實驗教學同等重要，實驗環境比較開放，研究性和綜合性實驗比例較大，很好地培養了學生的動手能力。目前，我國的《機械工程測試技術》以課堂教學為主，實驗教學為輔，而且在教學內容、方式和實驗方面存在著一系列的問題。教學內容方面，教材老化，新知識和新技術難以及時擴充到教學中，使教學內容不能得到及時更新；目前課堂教學時間課時偏少，體現最新科技的章節內容部分沒有多余的課時進行講解。教學方式以多媒體、口述和板書為主，課堂上以教師為中心，學生被動的學習知識，很難培養出學生的創造思維和創新能力；考核方式單一，學生的考核以期末考試成績為主，基于非知識性因素平時成績為輔，學生的創新思維和動手能力得不到有效考核和體現。實驗教學方面，實驗設備陳舊，實驗手段落后，實驗內容偏少，多以原理驗證性實驗為主，研究性和綜合設計性實驗較少，不能很好地鍛煉學生的實踐能力和創新思維；考評方面，一直沿著講解、指導、批改實驗報告的模式，輕動手能力和創新思維的培養。面對機械工程測試技術快速發展，傳統的教學內容和教學模式很難適應時展的潮流。因此，以特色名校建設為契機，有必要對我校機械工程測試技術課程在教學內容、方式和實驗方面加大教學改革力度，進一步提高我校人才培養質量，強化特色名校工程內涵建設。
三、課程教學改革
本文針對該課程教學中存在的上述問題，擬在教學內容、教學方式和實驗教學三個方面開展如下改革。
（一）機械工程測試技術教學內容的優化與完善
本課程教學內容比較分散，學習中不利于掌握整個知識體系，需要在教學中應盡量淡化各知識點的分界，注重教學內容的層次性和系統性。因此，以基本理論和方法為基礎，以信號流程為主線，以測試系統框圖為骨架，將各個模塊課程內容貫穿起來，使學生建立起完整的測試系統概念。教學過程中正確處理理論知識與實踐技術的關系，對教學內容進行優化與完善，課堂教學重點放在課程的基本概念、原理和方法上，同時通過穿插講解工程應用案例，并適當介紹本學科領域的新成果和新應用，既可以使學生打下堅實的基礎又可以開闊眼界，將會大大提高學生的學習興趣和積極性。
（二）機械工程測試技術教學方法改革
目前機械工程測試技術教學方法上以“教師”為主體，學生則被動吸收知識，該模式不利于培養學生的創造性思維和創新能力，已經不能完全適應新形勢下課程教學任務。為此，需要改變灌輸式的傳統教學模式，建立以“教師”為主導和以“學生”為主體的新型教學模式，充分發揮了教師的引導作用和學生的主觀能動性。在新型教學模式指導下，采用多元化教學手段，將多媒體教學、板書、演示和實物結合起來，應用文字、圖形、聲音、動畫等多種媒體素材使抽象和枯燥的理論形象化和生動化。針對不同的內容可以采用啟發式、參與式、基于問題、工程案例剖析與課堂討論相結合的方法，在教師的引導下，注重以生活實例和工程案例設疑式地啟發學生，教師創設問題情境，提出問題，以學生為主體對實例中所涉及到的基本原理和方法展開積極課堂討論，以此調動學生的學習積極性和主動性，培養學生理論聯系實際、分析和解決實際問題的能力，激發學生獨立思考和創造性思維能力。有條件的情況下，也可以結合虛擬儀器教學平臺，在課堂上綜合運用多媒體教學系統，建立一個理論與實踐一體的網絡化教學環境，加強教師與學生的互動，提高學生的學習興趣。此外，為了使學生能夠在課后可以及時溫習和回顧課堂知識，做到融會貫通和綜合應用，在每節理論課后，為學生留出適當的作業，在規定時間內完成學習報告，教師在課堂上對學習成果進行答辯，對出現的問題及時解答，使學生對學習內容進一步的深化和提高。在理論考核方面通過出勤、作業、課堂討論和期末考試進行綜合考評，改變傳統一考定結論的弊端。
（三）機械工程測試技術實驗教學改革與創新實踐能力培養
由于機械工程測試技術課程理論性強，應用過程抽象，實驗教學是深化本課程學習的必有途徑。目前國外將機械工程測試技術定位為實驗課，實驗教學尤為重要，主要通過實驗環節提高學生的綜合素質，國內實驗教學方便有所欠缺。為培養學生的實踐動手能力，應建立以學生為中心的多層次、應用型實驗模式，將開設實驗分為基礎性實驗、驗證性、研究性和綜合性四個不同的層次，增加研究性實驗和綜合性實驗的比例，滿足學生對該課程各階段學習的不同要求，以此提高學生的綜合素質、工程實踐能力和創新精神。有條件的情況下可以組織成立研究型學習小組，在課題組教師指導和幫助下，積極參與研究項目中的一些工作，完成項目研究報告，教師對項目成果給予評定。充分利用現代計算機技術和多媒體技術，開發網上虛擬實驗系統，為學生提供開放性實驗環境，在教師指導下由學生獨立完成自主實驗?；谠撟灾鏖_放式研究性實驗平臺，可以擴展課堂教學內容，開闊學生的視野，全面提升學生的動手能力和創新精神。為學生構建基于虛擬儀器的創新設計平臺，開展虛擬儀器案例教學，將虛擬實驗與理論教學有機融合在一起，激發學生的學習積極性和主動性，培養學生動手能力和解決實際問題的能力。
四、結束語
