基于工作过程系统化的教学方法——以现代测试技术课程为例

崔红梅，马弘跃，毕玉革（.内蒙古农业大学机电工程学院；.内蒙古建筑职业技术学院）



基于工作过程系统化的教学方法
——以现代测试技术课程为例

崔红梅1，马弘跃2，毕玉革1
（1.内蒙古农业大学机电工程学院；2.内蒙古建筑职业技术学院）

摘要：通过对现代测试技术课程目前在授课过程中存在的一些问题进行分析，提出了基于工作过程系统化的教学方法，完成了基于工作过程系统化的教学设计，最后对该课程采用工作过程系统化教学法的优势进行分析和总结。

关键词：现代测试；工作过程系统化；教学方法

现代测试技术是一门实践性较强的课程。通过课程的学习，旨在使学生了解相关现代测试技术的发展现状和趋势，培养学生正确分析和选用测试系统与装置，进行机械工程动态测试所需的基本知识和技能，为进一步研究和处理工程测试与分析问题奠定基础。20世纪90年代初期，由于教学和实验条件限制，授课侧重课本内容的讲授，实践性环节偏少。21世纪初，从事该课程教学的各位专家及前辈针对学生普遍反映的测试技术应用、发展部分空洞，传感器部分没有实物对象、枯燥无味，信号分析理论部分深奥、难懂等问题陆续开展课程的教学改革，取得了一定的成效。尽管这些教学改革措施有一定的成效，但是实际在实施过程中还有许多实质性的问题没有得到根本解决。

一、传统教学法实施过程及存在的问题

虽然以案例和实验为主线的教学方法在实际应用中取得了一定的成效，但是课堂实验教学无法完全替代学生自己动手做实验中所获得的第一手感觉和经验；而且，各部分知识的传授都是分开进行的，尽管每部分知识在传授过程中反复用演示案例或事物强调，但终因没有形成系统化而导致学生学了前者就忘了后者，甚至学了很长时间还不能弄清学习这门课程的目的；测试技术的实验类课程尽管需要比课堂教学型课程更多的学时数，但目前国内测试技术课程的学时数显得不足，通常为6～8学时/40学时。

二、工作过程系统化教学法实施过程

本文提出应采用基于工作过程系统化的教学方法。所谓工作过程，是指个体“为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”。该教学法最早由陶行知先生针对职业教学提出，后由姜大源先生将其系统化。工作过程系统化的课程开发步骤为：工作任务分析→行动领域归纳（典型工作整合）→学习领域转换（课程体系构建）→学习情境设计（学习单元设计）。目前，在高等职业教育领域应用的效果较好。而针对现代测试技术，其工作过程系统化教学法设计实施如下图所示。首先根据工程测量问题，将所讲授知识进行重新组织。例如，工程测量可分为三大类：静态测量、动态测量和系统识别。工程中温度、力或力矩、位移或转速等参量的测试，属于最基本的静态量测量，而实现这些静态参量测量的基本方法就是组建测试系统，即包括选用测试仪器→组建测试系统→采集数据→对数据进行分析→显示测量结果并记录。这一类测试相对简单，放在学习的首位。因为学生初学该课程，对课程的教学目标还不能完全理解，为此，在实际教授过程中，针对温度的测量，教师引导学生首先了解温度测试在工程或生产应用中的重要性，之后进行传感器的选择，帮助学生了解各种温度传感器的测量原理，其次选择与之配套的信号调理装置并了解其功能，最后进行数据采集卡以及信号分析与处理软件的选择并学会如何应用，当学生从应用软件结果显示界面看到温度测量结果以及测量结果如何帮助解决生产问题，学生就有了一定的成就感，也就对这门课程产生了兴趣。在进行力或力矩测量时，学生首先想到的就是要组建测试系统。到位移或转速静态参量测试时，教师基本不用帮助学生组建测试系统，可以放开手让学生自己去选择测试仪器，组建测试系统，进而实现相关物理量的测量。教师需要做的就是检查学生组建的测试系统是否可行等。这种直接面向工程实际、解决工程实际问题的教学方法让学生第一次就感觉到这是一门非常实用的技术。当学生完成静态参量测试的学习后，开始对测试技术有了一定的了解，也开始朦胧地觉得测试其实很简单。为此，应及时开设动态测量的教学，这部分的关键是对信号频谱分析的认识、理解和掌握以及时域分析的局限性。最后在系统识别环节强化前面两大部分内容，综合全部所学知识和内容解决工程实际问题。每一块的最后一个教学内容教师都可以大胆甩开手让学生自己完成。

现代测试技术基于工作过程系统化的教学设计图

三、工作过程系统化教学法的优势

通过对教学内容的工作过程进行系统化设计，通过任课教师“手把手→放开手→甩开手”的教学设计与实施，通过对学生熟能生巧的比较学习过程，逐步让学生生成完整的测试、信号分析和故障诊断技能，实现从知识的拷贝到重构再到迁移直至创新的教育目标，最终从根本上实现本门课程的培养目标，即所有知识点在传授过程中重点体现系统化和目标化，学生从接受任务开始就非常明确自己的知识和能力目标，而且所有知识点在学习过程中变被动为主动，教师从手把手教到放开手让学生自己学，教师从检查到最后甩开手完全让学生自己学，真正意义上实现了以学生为主体的教学目标；通过从简单到复杂的教学过程设计，比如从静态信号的测量与分析到动态信号的测量与分析，直至最后进行系统的故障诊断等，既可以让学生尽快入门，不至于望难却步，又可以逐步提升学生的学习兴趣和综合测试技能，最终提高学生分析问题、解决问题的实际技能；通过教师精心设计教学过程，学生多次重复比较学习相似的工作过程，最终实现：学生从开始完全拷贝老师的知识后模仿重构，到看到类似的问题自己能够主动查阅资料，决策测试系统的构成，计划所选仪器类型，进而组建测试系统实施测试，最终根据自己的测量结果评价测试效果，提升自己的创新能力；通过团队协作竞争实现优势互补和分层次教学，因材施教。学生在分组教学过程中，总有几个组综合表现优秀，自学能力、动手能力和数据处理分析能力较强，可以分配优秀组的学生检查、评估，并帮助其他组的学生进行相应内容的学习，同时针对这组学生可额外增设测试内容，提升学生的测试技能和熟练度。

总之，针对现代测试技术在实际教授过程中存在的一些客观问题，提出采用基于工作过程系统化的教学设计方法及实施过程，该方法最终可以实现以学生为主体的教学模式改革，即通过教师精心设计教学过程，学生多次重复比较学习相似的工作过程，最终实现任课教师“手把手→放开手→甩开手”的教学实施模式；学生从开始完全拷贝老师的知识后模仿重构，到遇到类似的问题自己能够主动查阅资料，决策测试系统的构成，计划所选仪器类型，进而组建测试系统实施测试，根据自己的测量结果评价测试效果，最终提升自己分析问题、解决问题及创新的能力。

参考文献：

［1］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，2007：108-109.

［2］程朋乐，刘毅.“工程测试技术基础”课程网络化教学的研究与应用［J］.中国林业教育，2009：6-7.

［3］王建.汽车测试技术教学改革探索与实践［J］.教改创新，2013：50-51.

［4］姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计：关于工作过程系统化课程开发解读［J］.中国高教研究，2009（04）：66-70.

［5］姜大源.工作过程系统化：中国特色的现代职业教育课程开发［J］.顺德职业技术学院学报，2014（03）：1-27.

［6］姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发［J］.徐州建筑职业技术学院学报，2010（01）：1-6.

·编辑温雪莲

基金项目：内蒙古农业大学机电工程学院《机械工程测试技术》双语课程建设项目。

作者简介：崔红梅，1978年出生，女，博士，副教授，现主要从事工程测试、数字信号分析及虚拟仪器设计等研究。