“機械工程測試技術基礎”課程內學分制研究與實踐

張建立 李延民 劉治華

摘 ? ?要：“機械工程測試技術基礎”課程內學分制是以信號流程為主線，把課程內容歸納為三個小課題：信號的初識、獲取及應用，并規定了相應的分值及實施細則。在講授過程中，注重理論的實用性及學生創新能力的培養，鼓勵學生多種渠道補充積分。

關鍵詞：課程內學分制;機械工程測試技術基礎;教學模式

中圖分類號：G642.3 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2016）03-0040-02

“機械工程測試技術基礎”課程內容抽象，理論抽象復雜，需要與工程實踐緊密結合。隨著傳感技術、電子技術、信號處理等技術的飛速發展，測試技術新知識、新產品井噴式呈現，使本課程教學難度加大。因此，通過教學改革，探索本門課程教學模式和教學方法，對于提高課程教學效果、培養學生的綜合素質具有十分重要的意義[1]。

已經廣泛實施的學分制對學生的學習起到了積極的促進作用，但它也存在需要繼續完善之處。課程學分制實質上是把整個大學區間，以每門課程為單位劃分成了若干個相對的小區間。每一個小的區間即每門課程，所占的時間通常是一個學期，然而在長達半年時間——一個學期中，卻沒有更細的區間劃分，使得學生喪失了對目標短期進度的評價。課程內學分制的實施能夠有效地解決這個問題。

一、課程內學分制的設計

實施課程內學分制，首先應該對本課程的知識點進行認真的分析、歸納，在此基礎上，劃分出該課程相應的小課題，給出各個小課題所占的分值、考核辦法，為了促進課程內學分制的順利實施，學生在日常教學活動中的有關表現、學術行為也應該有對應的分值、考核辦法。

（一）課程內知識點小課題的凝練

結合以前的教學實踐及其他院校相關專業的教學經驗[2-3]，對《機械工程測試技術基礎》（熊詩波、黃長藝主編）相應章節的知識點認真分析、歸納，以信號流程為主線，根據人們對事物認識的規律（認識需要由感性認識上升到理性認識;對事物本質和規律的正確認識，是為了更好地指導實踐）構建本課程的教學體系，可細分為三個小課題：信號的初識、信號的獲取、信號的應用。如圖1所示。

以小課題2說明本課題的教學內容及教學目的。小課題2——信號的獲取包括測試裝置的基本特性與常用的傳感器兩部分的內容。通過本課題的教學要達到的目的：理解系統傳遞函數、頻響函數以及一、二階系統的靜、動態的特性及特性參數的測試方法，掌握實現不失真測試的條件，并能正確運用于測試裝置的分析和選擇。了解常用傳感器基本構成、工作原理、使用條件，能夠針對工程問題正確地選用合適的傳感器。

（二）小課題的分值劃分及實施細則

通過對各小課題知識學生理解接受的難易程度、與生產實際聯系的密切程度研究，將本課程中各小課題的分值劃分，如表1所示。為了促進課程內學分制的順利實施，學生在日常教學活動中的有關表現、學術行為也應該有對應的分值、考核辦法。相關內容也在表1中表示出來。

積分辦法應該在第一次上課時宣布，說明每個子項目的內容。

表1 ?課程內學分制各部分分值

平時隨時公布學生的積分進度，例如：每次實驗課的得分，可在學生完成后當場給他們打分，說明沒得滿分的原因。每次課后作業也給出相應的等級，教師應該把每一次大作業看作是一次與學生交流的機會，必須認真評改，根據作業完成的質量，在作業后面給出相應的分值。每次課后作業應該及時返回學生手中，達到周期性地顯示學生的學習態度、學習效果的目的，是一種對學生鞭策與督導的有效方式。

對應于每個小課題后面，給出數個測試題目。隨堂測試，根據答題質量，給出相應的分值，試卷、成績盡可能下次上課時發給學生，有問題及時反饋。每次測試完畢，學生都有一種期待，迫切想了解自己的答題結果，且對自己最近做出的反應記憶猶新，便于回顧試卷知識點，有利于提高教學效果。因此，平時每進行一次測試，教師最好在當天擠出時間閱完試卷，盡可能在第一時間了解學生的得失，同時也讓學生及時知道自己的測試情況，以便在講評前留有充分的時間探究，修正自己的問題。學生可以及時明白自己的學習效果，以達到激勵學生認真學習、提高學習興趣的目的。如此建立的進度意識，使得學生隨時明確最終通過本課程自己的努力是否足夠。重點培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，進一步發展思維能力。

鼓勵學生多種渠道補充積分。學生個體由于興趣、個人經歷的不同，所掌握的知識基礎也不同。教學中往往發現有些學生對本課程知識的掌握已經達到了較高程度，這些學生往往把時間花在其他方面，如果以固定方式積分，反而會導致他們的成績不理想?；A知識較好的學生，允許他們以更高標準的實驗目標、小制作或參與教師的科研項目等方式，作為成果獲得相應積分。

二、課程內學分制的實施過程

以鄭州大學國際教育學院2012級本科學生為對象，在“機械工程測試技術基礎”教學過程中實施課程內學分制的教學實踐。

在日常教學活動中，逐步使學生掌握對測試與檢測技術理論和實際的分析與研究方法。循序漸進地培養學生思考、綜合、分析、解決生產實際問題的能力，充分調動了學生學習的積極性與創造性，并且提高了創新思維與創新能力的培養。在講解過程中，應該利用CAI、虛擬儀器等輔助手段生動直觀地講解。應該緊跟現代工程測試技術井噴式發展步伐，把測試信號最先進的技術、產品融入教學實踐中，使學生在綜合運用書本所學知識的基礎上，激發潛能，拓寬思路，去發現、分析與解決問題。

在每個小課題的講解過程中，盡量以生活、生產實際中的例子帶著問題探索性地講解，與學生分享解決問題的分析、思考過程;幫助學生理解深奧、枯燥的書本理論。以小課題2的教學活動為例闡述如下。

小課題2中測試裝置的基本特性部分理論緊密聯系實際，在講述上，注重基本原理、數學分析，物理概念以及實際應用之間的融會貫通，力求理論性、應用性、新穎性與易學性并舉?？啥嗯e一些事例幫助學生理解與記憶，例如：以常用的溫度計在測試體溫時需要等待一段時間，說明：溫度計為一階系統，體溫的輸入相當于一階躍信號，一階系統對階躍信號的響應需要經過一定時間（t=3τy（t）=0.95%;t=4τ，y（t）=0.982%）才能達到穩態值。

二階系統舉例，以學生熟悉、向往、使用的小轎車減震器為例，它可以簡化為由彈簧—質量—阻尼組成的二階系統，以MATLAB軟件演示參數固有頻率ωn與阻尼ξ比取不同的數值時，該系統對階躍信號在時域、頻域的響應曲線，說明二階系統的特性;系統參數測試可結合科研項目的具體實施過程說明。

小課題2中常用的傳感器部分緊密聯系實際，重在應用，對每一種傳感器分別介紹其典型的實際應用例子，結合工程實際注重對比不同類型傳感器的優缺點和使用條件。例如：一個項目中需要對快速小車位置實施檢測。小車速度35m/s，車身長度0.6m，對比分析傳統的機械行程開關、電磁式位置開關、光電開關的結構、反應時間等特點，指出傳統的機械行程開關是接觸式測量，頭部滾輪很可能瞬時撞飛，常用的電磁式位置開關響應頻率小于100Hz，開合時間為數十微秒，響應時間較長;光電式位置開關響應頻率300Hz以上，開合時間為微秒級，捕捉到小車通過這個信號是能夠實現的，后接PLC的高速計數器功能，能夠實現對其他電氣原件的控制。注重新型傳感器的工作原理和使用條件的講授，注意新知識、新技術、新工藝、新方法的介紹，激發學生的欲望，培養學生的創新能力，使學生在學習時始終能感受到課程的先進性和工程實用性。

三、課程內學分制的實施效果

在日常教學的每個環節都按照對應的分值積分，發現學生學習熱情較高，上課聽講一絲不茍，布置課后作業6次，每個學生都能夠認真完成，偶爾忘記交作業了，下一次會給教師說明并補交。三個小課題中每一個講完后，用25—30分鐘的時間進行測試，學生對待每個小課題的測試態度端正，達到了預期效果。

學生的評價為：課堂講解生動、有吸引力，課堂氣氛活躍;授課中結合了大量的工程案例，能夠學以致用;考核及評價方式能激勵學生主動學習與鉆研;注重創新意識和獨立思考能力的培養。

課程內學分制的教學方法，對任課教師的講課水平、科研素質提出了更高的要求，課后作業、小課題測試題的批改、打分、講解，增加了任課教師的勞動量，但教學效果好了，學生對教師的評價更積極了。

四、結語

本課程內學分制實施的前提是以信號流程為主線，根據人們對事物認識的規律，構建本課程的教學體系，細分為三個小課題：信號的初識、信號的獲取、信號的應用。同時需要規定相應小課題的分值及實施細則。

在每個小課題的講解過程中，盡量以生活、生產實際中的例子帶著問題探索性地講解，與學生分享解決問題的分析、思考過程;幫助學生理解深奧、枯燥的書本理論。

在實施的過程中，每個日常教學環節都按照對應的分值積分，注重學生在整個課程學習階段的學術表現和綜合素質的正確評定，按照課程內學分制給出的學習成績更加真實地體現了學生在本課程學習過程中的學術表現。

參考文獻：

[1]王豐.“機械工程測試技術”精品課程建設與實踐[J].河

北理工大學學報：社會科學版，2010，（5）.

[2]張建立，李峰.基于實用的機械工程測試技術基礎教學

法探究[J].黑龍江教育：高教研究與評估，2014，（2）.

[3]盧建霞，屠大維，趙其杰等.機械工程測試技術實驗教學

創新平臺設計[J].實驗室研究與探索，2015，（4）.