机械工程测试技术课程实践教学改革初探

马俊超 马世仓

摘要：机械工程测试技术涉及数学、力学、电工与电子、信息技术、计算机等诸多学科，是一门知识面广、理论内容抽象、实践性很强的课程。该课程作为我院机械电子工程专业的核心课程，其实践教学应占据重要地位。本文就该课程实践教学改革谈一点思考和尝试，以期提高课程教学质量，满足机械电子工程专业人才培养的需求。

关键词：机械工程测试技术; 实践教学; 改革;

引言：

机械工程测试技术是工科类院校机械类各专业本科生都需要学习的一门重要的技术基础课程，在教学方面仍侧重测试基础知识学习，在实践能力、创新能力的教育和动手能力训练方面略显薄弱。随着本科教育教学改革持续、深入推进，加强新工科学生创新能力培养已成为高等教育改革的新方向。面对机械电子工程专业培养方案修订、专业认证需求及市场应用型人才的紧缺的现状，机械工程测试技术课程教育，应以教育学习课程内容服从专业培养的目标，课程教学方法服务于教学内容提高实践应用能力为原则，贯穿整体教学思路。以培养学生的创新意识和分析解决实际工程问题能力为目标，在针对新形势下机械工程测试技术教学内容和教学模式上进行了一些探索与研究。

一、课程特点及存在的问题

本文通过对机械工程测试技术课程本身的特点及其教学过程的分析总结，得出该门课程实践教学环节目前存在的一些问题：

1.实验力度不足。现行的机械工程测试技术教学大纲中未单独设置专门的课内实践教学环节，其主要实践教学环节分别安排在了“机械工程基础实验”和“机械电子工程专业实验”中。然而，上述三者的教学大纲未统筹安排，使得课程教学大纲间的衔接欠妥。

2.实验条件的改善滞后于招生规模的扩大。实验设备不足主要体现在传感器部分。没有实物对象，学生对传感器没有感性的认识，教师单纯进行原理介绍就会显得枯燥、乏味。

二、改革与实践措施

1.进一步优化课程教学大纲，把实验作为该课程课内实践环节的一部分

教师要将理论教学内容放到实验室，运用实物演示教学，有助于学生化抽象为具体，依靠实验来实现对理论知识的学习。比如，在讲授机械式传感器时，教师可以展示电阻丝应变片、应变花、半导体应变片，给学生直观的感性认识，随后在讲授不同类型机械式传感器的工作原理、应用范围，对比其优缺点。教师可把工程应用中常用的应变片发给学生，同时让学生课下自学应变片和应变花的粘贴、密封、连接方法，使学生理解其工作原理，并掌握其应用方法。同时，教师要鼓励学生课后自己通过实验来验证和领会所学的知识，将对学生独立思考能力、动手能力和创新能力的培养融合到教学中。这是现有学时数和课堂教学模式下的一个有效解决方案。

2.引入虚拟仪器，改善课堂教学环境

教师可采用虚拟仪器技术搭建近似真实的虚拟教学平台，在平台上开发各种与实际装备功能和界面一致的虚拟装备，以弥补实际装备的不足。针对测试技术课程实验教学的需要，教师可利用虚拟仪器的思想设计实验内容，在教学内容中补充基于MATLAB和Lab VIEW平台的虚拟仿真技术內容。教师还可借助仿真实验将信号分析、波形分析、频谱分析等理论知识进行可视化表达。学生通过直观的感受，验证教材中的公式原理，增强了对课本知识的理解。不仅如此，学生还可以利用该软件平台开发、设计自己感兴趣的相关测试程序。此时，教师由实践教学中的“讲授者”转变为项目实施的组织者和参与者，引导学生成为实践教学的主体，使学生由实验中的“操作者”转变为一个测试系统的“设计者”和主动思考问题和解决问题的“探索者”。教师以此调动了学生的学习积极性和主动性，使学生更深刻地理解了这些理论知识的工程意义，还加强了学生在机械测试软硬件方面的动手能力，促进了学生课程实践能力的提高，培养了学生独立思考和开拓创新的能力。

3.更新实验内容，实施开放式实验教学

（1）完善实验室技术设备。为了让学生对实际工程具有自主分析和解决问题的能力，实验内容要符合实际工程的具体要求和技术经验，为此，对实验教学内容进行了多次升级改进。保留验证性传统实验内容的同时积极增设设计性和创新性的实验项目。首先，加强基本实验室的基础设备维护，主要有电桥性能综合实验、霍尔测速实验及加速度传感器测量振动实验。其次，增设机床主轴振动测试、液压系统流量测试、桁架应力综合测试等设备的综合创新性实验室。以培养设计能力、分析解决工程实际问题为目的。让学生自主选择感兴趣的实验项目来实操，老师从旁指导，在实验结束后对存在的问题提供指导意见。

（2）开放教学实验室。鼓励学生，自主学习，在实验室开放时间内学生可以自主安排时间和实验内容。根据自己所选课题内容，自行选配相应机械配件，独立完成整个实验。从而达到动手能力和实践能力不断增强。教师在实验结束后，对实验结果进行总结，并指出实验过程中存在的一些不足，与学生及时探讨。这样更好的帮助学生发现问题掌握处理问题的技巧，激发和培养他们的探索精神和创新能力。

4.结合研究课题，开设综合设计实验

结合科研课题，利用机电创新综合实验室仪器设备等，在光学检测、机器视觉、微滴喷射成型技术、高速主轴可靠性分析等领域的测试方法，引导学生自由发挥想象，开发、设计实验实训内容。并与工程训练中心合作，共同探讨开放实验室管理方案，从而实现学生自主管理实验，提高学生动手实践能力、培养创新思维模式，并积极参与到课题研究中来。培养科研分析、论文写作、实验数据分析能力均过硬，真正掌握、领会测试技术课程学习内容的应用型人才。机械类专业可参加专业性竞赛内容比较广，涉及全国机器人大赛、机械创新大赛、工程训练能力竞赛和电子大赛等国家级竞赛，加强竞赛竞争意识，通过课程探讨竞赛培训的方法，使学生具备参加国家级大赛能力;学生通过竞赛，总结参赛经验，可以更好的发现自身的优点与不足，在竞赛过程中学生也可以相互交流经验。结合研究课题，提出问题、设计教学案例，结合实际应用，设计实验教学方法和学生自主完成的实验内容，实现自主训练教学目标。

三、结束语

本文希望通过对机械工程测试技术课程实践教学进行改革，切实提高课程教学质量。这将有助于培养学生运用测试理论与技能来分析与解决实际工程问题的能力，并增强创新意识，为工业4.0新形势下培养符合工程教育专业认证标准的机械工程电子专业人才。

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