機(jī)械工程測試技術(shù)有效課堂教學(xué)研究

朱紅秀

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 機(jī)電學(xué)院，北京 100083）

1 機(jī)械工程測試技術(shù)課堂教學(xué)的主要內(nèi)容及意義

機(jī)械工程測試技術(shù)是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。教師以學(xué)生所學(xué)前序課程為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生掌握測試技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)、基本能力和技能，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和處理機(jī)械工程技術(shù)打下基礎(chǔ)。

機(jī)械工程測試技術(shù)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。學(xué)生加強(qiáng)物理概念的理解，同時(shí)完成足夠和必要的實(shí)驗(yàn)，一般安排課時(shí)40或48學(xué)時(shí)，其中課堂教學(xué)32或40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)8學(xué)時(shí)。

通過課堂教學(xué)，使學(xué)生掌握測試信號(hào)基礎(chǔ)理論、測量裝置基本特性及不失真測量條件，了解測試系統(tǒng)的基本組成，熟悉常用傳感器的基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用，了解常用信號(hào)調(diào)理電路，了解記錄顯示儀器基本工作原理和性能。課堂教學(xué)32或40學(xué)時(shí)，完成如上教學(xué)內(nèi)容，要求高質(zhì)量、高效率地教與學(xué)，因此教師與學(xué)生的有效課堂教學(xué)非常重要。

2 有效課堂教學(xué)的基本要素

有效課堂教學(xué)的基本要素分別是情境與問題、閱讀與思維、互動(dòng)與引導(dǎo)、練習(xí)與反饋。

2.1 情境與問題

知識(shí)本身具有豐富生動(dòng)的內(nèi)容，表征它的語言文字（包括符號(hào)圖表）則是抽象和簡約的，學(xué)生所學(xué)的正是由語言文字所匯集成的書本知識(shí)，即教材。這就要學(xué)生透過語言文字、符號(hào)圖表把它們所代表的實(shí)際事物聯(lián)系起來去思考。

2.2 閱讀與思維

教學(xué)的重要目的之一，就是使學(xué)生理解和掌握正確的結(jié)論，學(xué)生通過閱讀，經(jīng)過一系列的思考、質(zhì)疑、判斷、比較、選擇，以及相應(yīng)的分析、綜合、概括等認(rèn)識(shí)活動(dòng)，使結(jié)論真正理解和鞏固。

2.3 互動(dòng)與引導(dǎo)

教學(xué)是教與學(xué)的交往、互動(dòng)，在這個(gè)過程中教師與學(xué)生分享彼此的思考、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，交流彼此的情感、體驗(yàn)與觀念，豐富教學(xué)內(nèi)容，求得新的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長和共同發(fā)展。教師的正確引領(lǐng)是保證學(xué)生學(xué)習(xí)方向性和有效性的重要前提。

2.4 練習(xí)與反饋

學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)既包括學(xué)也包括習(xí)。課堂練習(xí)是學(xué)生課堂獨(dú)立活動(dòng)中的一項(xiàng)重要活動(dòng)，它一方面能使學(xué)生將剛剛理解的知識(shí)加以應(yīng)用，在應(yīng)用中加深對(duì)新知識(shí)的理解；另一方面，能即時(shí)暴露學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解應(yīng)用上的不足，以使師生雙方及時(shí)訂正、改正錯(cuò)誤和不足。練習(xí)與反饋是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的重要保證。

顯然，上述4個(gè)要素是相互聯(lián)系、相互滲透的，深刻地領(lǐng)會(huì)和把握各個(gè)要素的精神實(shí)質(zhì)和有機(jī)聯(lián)系，并加以認(rèn)真貫徹和創(chuàng)造性落實(shí)，唯其如此，才能全面地提升課堂教學(xué)的有效性。

3 機(jī)械工程測試技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效課堂教學(xué)的可行性

3.1 優(yōu)秀教材

教材是教學(xué)內(nèi)容的載體，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有不可或缺的重要作用?！皺C(jī)械工程測試技術(shù)”課程所使用的教材是中國礦業(yè)大學(xué)出版社出版的《測試技術(shù)與實(shí)驗(yàn)方法》（第3版）。這部教材是經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合了課程課時(shí)、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)、教學(xué)系統(tǒng)完整、課堂教學(xué)效果以及作業(yè)考核等因素確定的。參考教材有《機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)》（第3版）熊詩波和黃長藝主編，普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材，由機(jī)械工業(yè)出版社出版；《測試技術(shù)基礎(chǔ)》王伯雄主編，清華大學(xué)出版社出版。應(yīng)用教材，測試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)技能的教學(xué)系統(tǒng)深入，學(xué)生依據(jù)教材，基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)簡明深刻。

3.2 高素質(zhì)師資隊(duì)伍

師資隊(duì)伍建設(shè)是精品課程建設(shè)的根本保證。“機(jī)械工程測試技術(shù)”課程組共有成員4人，其中50～60歲2人、35～45歲2人，均有博士學(xué)位；教授2人、副教授2人。 主講教師均具有20年以上的教齡，授課經(jīng)驗(yàn)豐富，而且主持過多項(xiàng)國家級(jí)、省部級(jí)科研課題的研究工作，獲多項(xiàng)國家級(jí)和省部級(jí)科研教學(xué)獎(jiǎng)。教學(xué)和科研水平高，教學(xué)效果好。

3.3 課程建設(shè)

學(xué)校對(duì)建設(shè)立項(xiàng)，對(duì)教學(xué)大綱和知識(shí)點(diǎn)重新梳理；找出教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)；總結(jié)學(xué)生對(duì)難點(diǎn)和重點(diǎn)知識(shí)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)問題的原因；嘗試?yán)眯碌慕虒W(xué)實(shí)驗(yàn)手段講授課程中難點(diǎn)和重點(diǎn)知識(shí)。通過一年對(duì)機(jī)械工程測試技術(shù)課程的分析、研究和總結(jié)，教學(xué)水平得到明顯提高。

3.4 課程評(píng)價(jià)體系

學(xué)校開展了機(jī)械工程測試技術(shù)課程課堂教學(xué)評(píng)價(jià)體系及評(píng)價(jià)方法的實(shí)踐。主要有：①明確課堂教學(xué)評(píng)價(jià)目的，準(zhǔn)確把握、全面了解實(shí)際課堂教學(xué)運(yùn)行狀態(tài)，使教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高；②構(gòu)建科學(xué)的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)體系，促使教師具備全局性、前瞻性的戰(zhàn)略眼光和服務(wù)意識(shí)，激發(fā)教師從事教學(xué)工作的積極性；③科學(xué)的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)和有效的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)方法，注意評(píng)價(jià)過程的連貫性和承接式，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段組織課堂教學(xué)評(píng)價(jià)活動(dòng)。

4 機(jī)械工程測試技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效課堂教學(xué)的方法研究

從課堂教學(xué)活動(dòng)的要素和課堂教學(xué)運(yùn)行的環(huán)節(jié)兩個(gè)方面，依據(jù)提升課堂教學(xué)有效性的原理和機(jī)制，結(jié)合筆者多年機(jī)械工程測試技術(shù)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出機(jī)械工程測試技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效課堂教學(xué)的方法，具體如下：

4.1 應(yīng)用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)

教學(xué)情境就是以直觀方式再現(xiàn)書本知識(shí)所表征的實(shí)際事物及其相關(guān)背景，在可能的范圍內(nèi)，一切事物應(yīng)盡量地放在感官的面前。在機(jī)械工程測試技術(shù)教學(xué)中，采用多媒體情境教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)主要有周期信號(hào)時(shí)頻域轉(zhuǎn)化、測量裝置數(shù)學(xué)模型建立及動(dòng)靜態(tài)特性、常用傳感器結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用、典型測試系統(tǒng)的視頻演示。

4.2 基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)加強(qiáng)閱讀和思維

課堂教學(xué)應(yīng)重在揭示隱含在其中的精彩而又獨(dú)特的思維過程，并引導(dǎo)學(xué)生的思維深入到知識(shí)的發(fā)現(xiàn)或再發(fā)現(xiàn)的過程中去，學(xué)生把教材上的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的智慧。在機(jī)械工程測試技術(shù)中，基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)加強(qiáng)閱讀和思維，主要有信號(hào)變換、測試裝置動(dòng)靜態(tài)特性。

4.3 以交往與互動(dòng)為特征的教學(xué)實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的學(xué)習(xí)

以交往與互動(dòng)為特征的教學(xué)，常常要借助“對(duì)話”來實(shí)現(xiàn)。就是教師與學(xué)生以教材內(nèi)容為“話題”，共同去生成和創(chuàng)造“文本”、去構(gòu)造“意義”的過程。它既是一種精神，又可以成為一種方法。在機(jī)械工程測試技術(shù)中，采用以交往與互動(dòng)為特征的教學(xué)實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的學(xué)習(xí)主要有：①霍爾傳感器中，霍爾效應(yīng)的機(jī)理學(xué)習(xí)，學(xué)生查資料調(diào)研學(xué)習(xí)量子反?；魻栃?yīng)，并在課堂交流討論；②光纖傳感器學(xué)習(xí)中，依據(jù)光纖結(jié)構(gòu)原理，要求學(xué)生閱讀科學(xué)家高錕資料，并在課堂交流討論。

4.4 課堂提問練習(xí)及時(shí)反饋學(xué)習(xí)狀態(tài)

在機(jī)械工程測試技術(shù)中，采用課堂提問練習(xí)及時(shí)反饋教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)主要有：①連貫性考察，公式推導(dǎo)，例如傅立葉變換公式的推導(dǎo)；②獨(dú)自做例題，信號(hào)變換中，周期方波信號(hào)的頻譜；③基礎(chǔ)理論考察，動(dòng)靜態(tài)特性，傳感器原理等；④解決方法即重復(fù)講解，放慢講課速度，單獨(dú)答疑。

通過課堂練習(xí)的即時(shí)反饋，學(xué)生本人可以及時(shí)了解到自己在課堂上的學(xué)習(xí)進(jìn)展情況、存在問題，起到強(qiáng)化、督促、糾正學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。這種即時(shí)反饋也讓教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握程度，檢驗(yàn)自己的教學(xué)方法和教學(xué)效果，對(duì)于還存在某些問題或?qū)W習(xí)有困難的學(xué)生及時(shí)給予指導(dǎo)，對(duì)于過易或過難的題目適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修正，根據(jù)收集到的結(jié)果調(diào)整自己的教學(xué)方案，使課堂教學(xué)成為一個(gè)具有自我反饋糾正功能的系統(tǒng)，成為一個(gè)流程通暢的回路。

5 結(jié)論

大學(xué)工科專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)，通過有效課堂教學(xué)研究，為提高本科教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平提供有益參考。機(jī)械工程測試技術(shù)課程是機(jī)械工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在大學(xué)三年級(jí)上學(xué)期開設(shè)。教學(xué)目的是使學(xué)生較全面地掌握測試技術(shù)基本原理和方法，了解測試技術(shù)在機(jī)械測試、機(jī)械控制、故障診斷、生產(chǎn)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。測試技術(shù)課程教與學(xué)中的創(chuàng)新研究具有重要的意義。

機(jī)械工程測試技術(shù)課堂教學(xué)研究與實(shí)踐是從多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)問題出發(fā)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和針對(duì)性，課堂教學(xué)效果很好、教學(xué)環(huán)節(jié)愈加通暢，使師生學(xué)習(xí)真正感到身心愉悅。

[1]余文森.有效課堂教學(xué)的基本要素[J].教育發(fā)展研究，2007（Z2）.

[2]王豐.“機(jī)械工程測試技術(shù)”精品課程建設(shè)與實(shí)踐[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2010，10（5）.

[3]梁健.“機(jī)械工程測試技術(shù)”課程教學(xué)難點(diǎn)突破[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2009，9（增）.

[4]慕麗，王欣威.《機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革探討[J].裝備制造技術(shù)，2010（1）.