测试技术实验教学改革的研究与实践

徐巧玉 蔡海潮 尚振东 武充沛 杨建玺

摘 要:测试技术是一门知识面宽、理论性与实践性都很强的课程。针对实验教学中存在问题,提出了对实验教学的内容、方法进行改革的措施,并在教育教学实践中运用,取得了良好的效果。

关键词:测试技术 实验教学

测试技术是一门实践性很强的课程。实验教学不仅是该课程理论教学的补充,也是学生理论联系实际和综合素质、创新能力培养的重要教学环节。随着科学技术的发展,社会对人才的要求越来越高,不仅需要具有扎实的理论知识和技能,还需要有一定的创新能力[1]。因此,加强学生综合素质和创新能力培养成为测试技术实验教学改革的方向。

一、目前测试技术实验教学存在的问题

1.经典、验证型实验过多

由于实验设备陈旧匮乏,实验手段落后,目前的实验环节主要停留在理论知识的验证上,这实际上是理论教学的一种延续。又由于学生普遍感到测试技术课程知识抽象难懂,而验证型实验占据主导地位的实验教学造成学生动脑动手机会又少,对实验兴趣不大,缺乏求知欲和探索欲[2-3]。

2.对学生束缚过多

教师把实验的内容、操作方法与步骤、报告格式甚至每一步得到什么结果等都写得一清二楚,学生完全是在教师设定的范围内机械地完成操作,缺少主动积极的思考,最终仍然不明白为什么要这样子去做,束缚了学生的独立思维和能动性,不利于创新能力的培养。

3.实验成绩评定不合理

以往的实验成绩,多根据实验报告的优劣评定,这样有失公允,造成了学生实验成绩与实验表现、实验能力不相符的现象,影响了学生参与实验的主动性和积极性,降低了学生参与实验的兴趣,不利于学生创新能力、动手能力和综合应用能力的培养。

二、深化测试技术实验教学改革的探索

1.改革测试技术实验教学体系

测试技术是一门多学科交叉、理论性与实践性都很强的综合应用型技术学科。该学科在理论课程改革的同时,实验教学也配合其目标和要求进行了相应的改革。首先,学校对实验室进行了改建并购置了先进的实验设备,如:韩国FESTECH公司的传感器实训系统、数字式测试仪器仪表、美国NI公司的虚拟仪器系统、计算机动态测试系统等。其次,在实验教学过程中,树立新的教育理念,改变以往测试技术实验教学仅仅是为了让学生验证某测量控制原理的正确和学会使用某种工具软件的做法,以提高学生综合素质为目的,不断改进教育方法,从实验预习、操作过程、实验报告填写多角度进行考核,积极发挥学生的主观能动性,让学生大胆尝试、大胆设想、大胆实践,将学生从依赖者转变为独立的操作者和学习者,真正把创新精神融入教学中。

2.改革测试技术实验教材

根据测试技术实验教学目标要求,结合新购置的实验设备,重新编写了实验教学大纲,并对实验指导书的内容进行了改革。由过去以教师为主体、实验指导书规定操作程序及详尽细节的做法,改变为以学生为主体,围绕学生参与、启发学生独立思维、创新思维为中心的做法。改革后的教材重点提出了实验项目的目的、要求、注意事项、实验分析总结编写要求以及在后续教学环节中再学习再实践的相关知识内容、目的、要求;编入常用仪器设备操作要领与注意事项,实验中可能出现的问题及排除方法等;而实验方案则要求学生在实验前自己设计,然后依据自己的实验方案进行实验,根据实验中存在的问题不断地修改完善方案,最终达到实验目的。这种做法给学生充分的想象空间和发挥余地,极大地激发了学生的学习积极性和创新欲望。

3.改革测试技术实验教学方法

(1)全方位、多层次教学。在测试技术实验教学过程中,按照验证性实验、设计性实验、综合性实验依次递进组织实验教学内容。在实验项目上,减少理论验证型实验,增加综合型、设计型实验。测试技术知识主要有传感器及其检测技术和信号处理技术两大部分组成。新购置的传感器实训系统和动态测试系统可以提供几十项理论验证和设计型实验项目,学生可依据自己的兴趣自主选择某个实验项目。在实验方法上,则要求学生在了解实验目的和要求的基础上,自己设计实验方案(包括传感器、调理电路的选择和操作程序设计),自行完成测试系统的构建、实验数据的处理和编写实验报告等,同时还要求学生针对实验中出现的现象和问题进行分析思考,并写出分析报告。通过在设计实验方案和操作过程中,培养了学生的独立思考能力,尤其是创新思维意识,使得对课堂知识的理解能力得到了很大提高,对课程要求的常见物理机械参数检测方法有了较深刻的感性认识,理论与实践相结合的思维方法和动手能力也得到了锻炼。

(2)学生参与科研。为给学生提供创新意识的培养平台,教师积极申报纵向科研课题,主动联系横向科研项目,给学生创造参与科学研究的机会。近几年,先后申请并获得立项的科研课题四项,其中省科技厅2项,省技术监督局1项,横向课题1项。省科技厅项目“铁路货车滚动轴承不拆解故障诊断”和“水泥生产过程控制仪表计量检定系统”、省技术监督局“水泥生产配料秤动态标准规范”、某公司的“微小型轴承启动摩擦力矩测量计”研制,为学生参与科学研究奠定了物质基础。几个纵横向科技研发课题的立项,给学生创造自己动手,自己研究的平台,学生可利用课余时间参与研发活动,如获得省大学生“挑战杯”奖的项目就是在科研课题的平台上应运而生的,学生利用暑假参加“铁路货车滚动轴承不拆解故障诊断研究”课题的室内实验,与相关研究生一起,设计实验方案,测取实验数据,对测取信号进行实时分析处理,在涉及测试技术课程全部内容的科学实验工程中,提高学生自己综合应用科学知识的能力。

4.改革学生实验成绩评定方法

改革课程考核方法,增加实践教学环节在该课程考核中的加权值,综合评定学生实验成绩。实验教学在很大程度上促进了学生理论知识与实践知识的融合。但以往的实验成绩,多根据实验报告的优劣评定,这样有失公允,从而造成学生实验成绩与实验表现、实验能力不相符的现象,其结果必然影响学生参与实验的主动性和积极性,降低学生参与实验的兴趣,不利于学生创新能力、动手能力的培养。为此我们制定了《实验教学考核表》,由指导教师依据每个学生在实验过程中的表现及其他指标,实时给出评定成绩。

在学生实验成绩评定时非常注重保护学生的创新激情。对于独立思考的和针对某个工程问题提出新的解决办法(尽管这种办法可能是错误的或不合适的)的学生予以表扬[4],而且该学生的本次实验成绩仍可评定为较高的分数。

三、实践效果

上述研究成果经3年的教育教学实践,取得了显著效果,学生的实践能力和动手能力得到明显提高。学生对改革措施普遍欢迎,满意度大幅度提高。

学生参加校内、外各种课外科技制作活动,在全国大学生机械创新设计大赛、河南省和全国大学生“挑战杯”等省级以上大赛中获奖15项,在《机器人技术与应用》《矿山机械》等期刊上发表科技论文3篇。

参考文献

[1]黄勇.“农机测试技术”实验教学改革的探讨[J].实验室研究与探索,2007,26(1):103-105.

[2]李孟源,尚振东. 强化测试技术实践教学,培养学生综合应用能力[J].中国现代教育装备,2007,(11):115-116.

[3]吴世雄,王成勇.“机械工程测试技术”教学改革的探索[J].广东工业大学学报(社会科学版),2007,7:108-109

[4]倪哲明,王力耕.融研究于基础教学,置创新于实践环节[J].高等工程教育研究,2007,1.