“機械工程測試技術(shù)”課程教學(xué)改革探討與研究

胡開群+馮鑫

【摘 要】“機械工程測試技術(shù)”課程是很多高等院校機械類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容豐富、先修課程多、包含的知識點多且教學(xué)難度較大，對于老師的教授和學(xué)生的學(xué)習(xí)都形成了極大的挑戰(zhàn)。本文根據(jù)“機械工程測試技術(shù)”課程自身的特點和本校的具體情況，分析了該課程教學(xué)過程中存在的一些問題，并根據(jù)這些問題提出了一些針對該門課程的教學(xué)改革建議。

【關(guān)鍵詞】機械工程測試技術(shù)；教學(xué)改革；專業(yè)基礎(chǔ)課程

0 引言

“機械工程測試技術(shù)”是高等院校機械工程類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握有關(guān)測試技術(shù)的基本理論和技術(shù)、使用測試儀器對不同參數(shù)進(jìn)行測量和分析的方法和手段，從而為進(jìn)一步研究和處理工程測試技術(shù)問題打好基礎(chǔ)。作為機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程涉及的學(xué)科領(lǐng)域多、實踐性強[1]?！皺C械工程測試技術(shù)”課程是重慶工商大學(xué)機械工程學(xué)院（以下簡稱“我院”）機械設(shè)計制造及其自動化和機械電子工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在專業(yè)課程體系中占有非常重要的地位，它靈活運用高等數(shù)學(xué)等先修課程的知識，也為后面課程的學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)，因此教師教好該門課程和學(xué)生學(xué)好該門課程至關(guān)重要。但是該門課程教學(xué)內(nèi)容非常豐富且難度較大、理論性很強且涉及的知識面非常廣，再加上教學(xué)課時的嚴(yán)重不足，要教好和學(xué)好該門課程對老師和學(xué)生來說都充滿了挑戰(zhàn)。因此，如何在非常有限的課時內(nèi)提高教學(xué)效率增強教學(xué)效果會是一個值得我們探討和研究的課題。本文分析了“機械工程測試技術(shù)”課程在教學(xué)過程中存在的一些具體問題，并針對這些問題提出了一些相應(yīng)的教改建議。

1 “機械工程測試技術(shù)”教學(xué)過程中存在的具體問題分析

本文通過對“機械工程測試技術(shù)”課程本身的特點及教學(xué)過程的分析總結(jié)，得出了該門課程目前存在的一些問題：

（1）課程本身內(nèi)容多，難度大，且先修課程多，學(xué)生畏難情緒大

“機械工程測試技術(shù)”是一門綜合運用多學(xué)科知識的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程里面的很多概念比較抽象，如周期信號的三角函數(shù)展開和復(fù)指數(shù)展開概念，該課程還會運用到很多的數(shù)學(xué)知識，尤其是復(fù)變函數(shù)課程中的傅里葉變換部分的相關(guān)知識，還會涉及到拉普拉斯變換及積分變換等相關(guān)知識。所以，學(xué)生要學(xué)好該門課程必須要掌握高等數(shù)學(xué)等先修課程的相關(guān)知識，而高等數(shù)學(xué)對于大部分大學(xué)生來說都是一門難度較大的基礎(chǔ)學(xué)科，很多學(xué)生根本沒有掌握“機械工程測試技術(shù)”課程需要用到的相關(guān)知識點，所以他們在學(xué)習(xí)“機械工程測試技術(shù)”課程時會覺得很吃力，事倍功半。課程本身的難度會讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，再加上該門課程的掛科率比較高，會讓學(xué)生根據(jù)往屆學(xué)生的高掛科率提前預(yù)設(shè)了這門課程的難度，從而加重了畏難情緒。有的學(xué)生根本不來上課，因為他們覺得課程難度那么大，上課根本聽不懂，就算來上課考試也不能通過。還有一些學(xué)生因為怕缺課影響平時成績而選擇來上課，但是上課根本不認(rèn)真聽講，還有一部分學(xué)生因為基礎(chǔ)知識薄弱，就算認(rèn)真聽課也聽不懂，再加上課程內(nèi)容的前后連貫性強，前面章節(jié)的知識沒聽懂，后面章節(jié)的內(nèi)容就更難聽懂，從而形成惡性循環(huán)。

（2） 學(xué)生對于該門課程的認(rèn)識有誤區(qū)，學(xué)習(xí)積極性不高

“機械工程測試技術(shù)”主要討論信號及其描述、測試系統(tǒng)的動靜態(tài)特性、傳感器、信號的調(diào)理與記錄、信號的處理與分析等[4]。該門課程講述的知識比較抽象，會讓大部分學(xué)生不能夠正確的認(rèn)識該課程，會覺得該門課程只是學(xué)習(xí)一些抽象空泛的理論知識而沒有實用性。事實上我院機械設(shè)計制造及其自動化和機械電子工程專業(yè)的部分學(xué)生對“機械工程測試技術(shù)”課程存在認(rèn)識上的誤區(qū)，認(rèn)為該課程與自己將來要從事的工作或者對于自己以后的學(xué)習(xí)深造關(guān)系不大，所以在學(xué)習(xí)該課程時學(xué)生積極性普遍不高。

（3） 教學(xué)課時少，教學(xué)內(nèi)容多，形成矛盾

我院有兩個專業(yè)開設(shè)“機械工程測試技術(shù)”這門課程，但由我院教學(xué)大綱可知，該課程的課時為30個課時左右，但是該門課程涵蓋的知識面非常廣、教學(xué)內(nèi)容非常豐富。目前我校該課程選用的教材為江征風(fēng)等主編的《測試技術(shù)基礎(chǔ)》，該教材包含了九章內(nèi)容，而由于課時原因，我院講授該門課程的老師通常只講解了前六章內(nèi)容：緒論、信號的分類及頻譜分析、測試系統(tǒng)的基本特性、常用傳感器、信號變換及調(diào)理和隨機信號相關(guān)和功率譜分析[8]，且其中傳感器章節(jié)只講解了典型傳感器的工作原理及應(yīng)用，隨機信號相關(guān)和功率譜分析章節(jié)只詳細(xì)講解了相關(guān)分析及其應(yīng)用。

（4）教學(xué)模式和手段相對比較單一，不夠多元化

由于該門課程教學(xué)課時較少，而教學(xué)任務(wù)卻較重，所以老師在教授該門課程時主要采用課堂集中灌輸式講授的方法，而很少在課堂上引入更多的教學(xué)模式和手段，很少與學(xué)生展開互動，因為只有采用這種教學(xué)方法才能在有限的學(xué)時內(nèi)完成較為繁重的教學(xué)任務(wù)。但是，對于難度本身就很大的課程采用這種集中灌輸式講授方法容易讓學(xué)生產(chǎn)生疲憊感和抵觸情緒，學(xué)生很有可能聽課聽到一半就開設(shè)玩手機、講話或者睡覺。所以單一的教學(xué)模式和教學(xué)手段不利于學(xué)生學(xué)好該門課程，也不利于老師了解學(xué)生對知識的掌握情況，降低了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

2 “機械工程測試技術(shù)”課程教學(xué)改革探討與研究

結(jié)合“機械工程測試技術(shù)”這門課程本身的特點及我院該門課程教學(xué)中存在的問題，本文提出了如下教學(xué)改革建議：

1）充分闡明學(xué)科特點，讓學(xué)生正確認(rèn)識該門課程，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)積極性

“機械工程測試技術(shù)”的許多知識深奧死板，學(xué)生經(jīng)常消極、被動地接受知識。如何降低學(xué)習(xí)難度，吸引學(xué)生的求知興趣，在課堂上以求知為快樂，提高學(xué)習(xí)的樂趣是教師值得深思與探討的問題[4]。興趣是最好的老師，學(xué)生要對該門課程有興趣才會積極主動地去學(xué)習(xí)，才有可能學(xué)習(xí)好該門課程，所以，老師在課堂上首先要做的就是調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，第一堂課至關(guān)重要。老師在第一堂課就要向?qū)W生詳細(xì)闡明該門課程的學(xué)科特點，讓學(xué)生認(rèn)識到學(xué)好該門課程對于以后就業(yè)或者考研深造都有很大幫助。老師還可以在課堂上播放幾個典型測試系統(tǒng)的視頻，比如汽車儀表測試系統(tǒng)、手機功能測試系統(tǒng)及機器人各關(guān)節(jié)功能測試系統(tǒng)等，這些案例會讓學(xué)生感覺到測試系統(tǒng)與我們的生活息息相關(guān)，會大大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在后續(xù)的課程中，老師也要針對該堂課所講的內(nèi)容列舉一些實用性強的案例，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)該堂課內(nèi)容的目標(biāo)以及在生活和工程中的實際應(yīng)用情況。例如：講傳感器部分內(nèi)容時，就可以列舉一些服務(wù)機器人案例，說明這些機器人用到了哪些傳感器，運用這些傳感器實現(xiàn)了哪些具體功能。這樣的教學(xué)過程會大大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高積極性。

2）建議學(xué)院適當(dāng)增加該門課程的教學(xué)課時

前面提到了我院該門課程的教學(xué)課時為30個課時左右，以至于老師沒有足夠時間向?qū)W生詳細(xì)講解相關(guān)知識點，如果建議學(xué)院將該門課程的教學(xué)課時增加到45至50個課時，老師就可以多向?qū)W生講授一些知識點，并且可以將知識點講解得更詳細(xì)，學(xué)生也有較充足的時間對老師所講授的知識進(jìn)行理解和掌握，從而可以提高教學(xué)效果。

3）教學(xué)模式和教學(xué)手段要多樣化

（1）采取啟發(fā)式教學(xué)模式：比如在學(xué)習(xí)信號的分類時，信號可以分為周期信號和非周期信號，給學(xué)生講解了周期信號的定義之后就可以讓學(xué)生思考：什么是非周期信號呢？非周期信號與周期信號的區(qū)別是什么呢？有什么特點呢？讓學(xué)生抱著這些疑問去看書學(xué)習(xí)，然后老師再做講授。再比如在講解周期信號的傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開時，有兩種展開方式，老師可以先詳細(xì)講解其中一種展開方式，然后給出另一種展開方式，最后向?qū)W生提問：如何通過第一種展開方式推導(dǎo)出第二種展開方式呢？兩種展開方式有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？同樣讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)。這樣的啟發(fā)式教學(xué)會讓學(xué)生有目的地去學(xué)習(xí)，往往會收獲較好的教學(xué)效果。

（2）采取案例教學(xué)法：例如在講解周期信號的傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開內(nèi)容時，以周期方波和周期三角波為例講解周期信號的傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開方法及相關(guān)頻譜圖的繪制方法，然后再讓學(xué)生做相似的練習(xí)題以達(dá)到鞏固掌握相關(guān)知識的目的；在講解周期信號的傅里葉級數(shù)的復(fù)指數(shù)展開內(nèi)容時，也以前面講解三角函數(shù)展開時采用的周期方波和周期三角波為例講解周期信號的傅里葉級數(shù)的復(fù)指數(shù)展開方法及相關(guān)頻譜圖的繪制方法，采用相同的例子，可更直觀更清楚地對比分析兩種展開方法的區(qū)別。

（3）將黑板板書和多媒體教學(xué)緊密結(jié)合，靈活運用：多媒體教學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)前高校教學(xué)過程中不可缺少的一種教學(xué)手段。教師利用Powerpoint軟件制作教學(xué)課件，不僅可以用文字來闡述需要講授的教學(xué)內(nèi)容，還可以將圖形、圖像、聲音、動畫和視頻等信息載體融入到課件中。多媒體教學(xué)可以將復(fù)雜難懂的知識靈活生動地傳授給學(xué)生，讓學(xué)生覺得淺顯易懂，從而增強教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。機械工程測試技術(shù)課程的知識點多，難度大，并且該門課程的課時相對較少，如果全部采用黑板板書的話，教師很難在有限的課時內(nèi)將教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容講解完，而且一味的板書會讓學(xué)生覺得枯燥乏味，容易開小差。我們可以采用多媒體作為一種補充手段，將枯燥的理論內(nèi)容，以圖片動畫的形式形象的展示出來，這樣不僅吸引了學(xué)生的注意力，也使學(xué)生加深了印象和對知識點的理解[3]。另外，我們也不能一味的采用多媒體方式進(jìn)行教學(xué)，因為有的內(nèi)容必須要通過板書才能讓學(xué)生理解得更透徹，比如周期信號的傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開式及復(fù)指數(shù)展開式的推導(dǎo)過程。所以我們應(yīng)該將黑板板書和多媒體教學(xué)緊密結(jié)合起來，靈活運用，這樣可以獲得更好的教學(xué)效果。

3 結(jié)束語

本文根據(jù)我院“機械工程測試技術(shù)”這門課程在實際的教學(xué)過程中所存在的問題，提出了相應(yīng)的改革措施。實踐證明：采用這些改革建議和措施，教學(xué)的靈活性、生動性和有效性得到了提高，學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的興趣和積極性也得到很大提高，學(xué)生由以往的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動、積極及創(chuàng)新的學(xué)習(xí)。師生之間和學(xué)生之間的關(guān)系也變得更加緊密，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力都得到了很大提高。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]