測試與傳感技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題及改革措施
機(jī)械類專業(yè)開設(shè)的測試與傳感技術(shù)課程,有的學(xué)校也叫機(jī)械工程測試技術(shù)或者機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ),在東北電力大學(xué)由于歷史原因,本門課之前一直叫作測試與傳感技術(shù),從下一年度開始改名為機(jī)械工程測試技術(shù)。該課程以信號(hào)為主線索,可以認(rèn)為是信號(hào)理論在機(jī)械工程中的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各類產(chǎn)品向著小型、輕便、智能的方向發(fā)展,它們能夠自己感知工作狀態(tài),并且選擇合適的工作參數(shù),時(shí)刻保持最優(yōu)狀態(tài),在這些產(chǎn)品中傳感器及信號(hào)處理起到重要作用。因此作為機(jī)械專業(yè),尤其是機(jī)械電子工程方向的主干課,學(xué)好該門課程是非常重要的。
1、存在的問題
(1)測試與傳感技術(shù)是一門綜合性課程,該課程涉及的前導(dǎo)課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、化學(xué)、電子技術(shù)、工程力學(xué)、材料科學(xué)、精密機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、微機(jī)原理等課程。測試與傳感技術(shù)開設(shè)學(xué)期為大四上學(xué)期,專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)間過于久遠(yuǎn),很多同學(xué)已逐漸淡忘,課程有許多理論公式推導(dǎo)內(nèi)容,需要用到這些先導(dǎo)知識(shí),比如信號(hào)復(fù)指數(shù)展開式、傅立葉變換、時(shí)移頻移卷積性質(zhì)、相關(guān)性分析、應(yīng)變效應(yīng)的推導(dǎo),同學(xué)們在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí),普遍感到比較吃力。
(2)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新型敏感材料,新型傳感器不斷涌現(xiàn),同時(shí)陳舊過時(shí)的傳感器不斷被市場淘汰,而大多數(shù)教材追求的是理論上的全面,內(nèi)容上的穩(wěn)定,介紹的傳感器大多是常規(guī)傳統(tǒng)的,內(nèi)容更新慢,與傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀相比存在一定滯后。
(3)目前許多高校的工科專業(yè)都在積極地開展國際工程認(rèn)證,工程認(rèn)證以能力培養(yǎng)為主線,以學(xué)生為主,以產(chǎn)出(即學(xué)生畢業(yè)時(shí)具有的知識(shí)、能力、素養(yǎng))為導(dǎo)向的認(rèn)證理念逐漸被大家接受,已成為工科專業(yè)教學(xué)改革的重要方向。而傳統(tǒng)的授課方式、考核評價(jià)方式并沒有很好的按照這種理念進(jìn)行,需要從認(rèn)證的角度出發(fā),對原有的授課考核評價(jià)方式進(jìn)行改革。
2、改革措施
針對測試與傳感技術(shù)課程面臨的問題及任務(wù),本人在授課過程中不斷思考,積極探索解決問題,以下是本人對本門課程的改革創(chuàng)新之處,與大家探討交流。
(1)首先,認(rèn)真思考測試與傳感技術(shù)這門課程在機(jī)械工程專業(yè)中的角色和定位。機(jī)械工程專業(yè)是動(dòng)手實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè),尤其我校的機(jī)械專業(yè)本科同學(xué),畢業(yè)后多數(shù)去了電廠、機(jī)械廠(公司),主要從事機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造及維護(hù)等工作,動(dòng)手實(shí)踐是他們主要的工作內(nèi)容,而理論內(nèi)容應(yīng)用不多,因此針對機(jī)械工程專業(yè)的特點(diǎn),在講授測試與傳感技術(shù)課程時(shí),不在抽象晦澀的理論推導(dǎo)上占用過多的時(shí)間,只講最重要的理論,對于公式及理論會(huì)用即可。這樣的處理方法,它的好處是突出重點(diǎn),講求實(shí)效,不會(huì)使紛繁復(fù)雜的公式掩蓋、干擾了課程的重點(diǎn),角色和定位清晰直接。
(2)有些先導(dǎo)課程的知識(shí)點(diǎn)(以數(shù)學(xué)公式居多),如歐拉公式、復(fù)指數(shù)積分、拉普拉斯變換、彈性模量定義等,這些知識(shí)時(shí)不時(shí)出現(xiàn)在課程中,由于學(xué)習(xí)時(shí)間較久遠(yuǎn),加之知識(shí)點(diǎn)本身難度較大,很容易成為新知識(shí)學(xué)習(xí)的攔路虎,影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。編者的方法是:每講新的一章時(shí),如果用到這些先導(dǎo)知識(shí),會(huì)提前總結(jié)提煉,用極簡的方式交代這些知識(shí)點(diǎn),讓同學(xué)們記錄到教材中本章的第一頁,作為本章的預(yù)備知識(shí)。學(xué)習(xí)中用到時(shí),直接像查表一樣應(yīng)用就可以,使用起來簡單快捷,這樣同學(xué)們在聽課、做習(xí)題時(shí)就不會(huì)受這些知識(shí)點(diǎn)的影響了。每章這種總結(jié)精煉后的公式數(shù)量并不多,有的章節(jié)只有一兩條,最多的章節(jié)也僅有五條,同學(xué)們可以花費(fèi)很少的精力重新掌握這些知識(shí)點(diǎn)。
(3)傳感器原理及應(yīng)用是測試與傳感技術(shù)的重要章節(jié),目前傳感器種類繁多,發(fā)展較快,但測試與傳感技術(shù)教材內(nèi)容體系中規(guī)中矩,更新速度慢,不能很好地跟隨技術(shù)的發(fā)展。為了彌補(bǔ)這些不足,在備課時(shí)可從網(wǎng)絡(luò)、期刊、書籍中尋找相關(guān)的最新資訊,以圖片或者視頻的形式插入授課內(nèi)容當(dāng)中,授課內(nèi)容緊隨時(shí)代技術(shù)的發(fā)展,這樣同學(xué)們能夠了解到更多的專業(yè)知識(shí),開闊視野,聽課時(shí)會(huì)更有興趣,課程的講授也變得更有價(jià)值和意義。
(4)將本門課程與機(jī)械專業(yè)其他課程相結(jié)合,逐步導(dǎo)入。在本門課程的講授過程中,將本門課程知識(shí)點(diǎn)與機(jī)械專業(yè)其他課程結(jié)合來講,拉近相互之間的距離。機(jī)械專業(yè)的現(xiàn)狀是,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,純機(jī)械產(chǎn)品的比重越來越低,大多數(shù)的產(chǎn)品都是機(jī)電相結(jié)合的,機(jī)械專業(yè)的學(xué)生除了學(xué)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)外,還學(xué)習(xí)電工學(xué)、電子技術(shù)、微機(jī)原理等課程,以具有較為寬廣的知識(shí)視野,成為有用的復(fù)合型人才。在電子技術(shù)課程中,學(xué)生們接觸到了正弦波、三角波、方波、鋸齒波等波形,又在微機(jī)原理課程中學(xué)習(xí)到了數(shù)字信號(hào),其實(shí)信號(hào)學(xué)生們早早就開始接觸了,只不過之前沒有特意強(qiáng)調(diào)它,信號(hào)在機(jī)電產(chǎn)品中是無處不在的,測試與傳感技術(shù)這門課程是在原來的基礎(chǔ)上,對原有知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展、深入,開始系統(tǒng)地來認(rèn)識(shí)信號(hào)。在上課時(shí),教師們時(shí)不時(shí)把電工學(xué)、電子技術(shù)、微機(jī)原理中相關(guān)知識(shí)拿出來,引出測試與傳感技術(shù)的知識(shí),使學(xué)生對所學(xué)的知識(shí)不再感到陌生,并逐步認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)本門課程的必要性和價(jià)值。
(5)適應(yīng)工程認(rèn)證需要方面的嘗試探索。首先,在未實(shí)施工程認(rèn)證以前,授課教師專注于本門課程的內(nèi)容,自成一個(gè)封閉、完整的知識(shí)體系即可,實(shí)施專業(yè)認(rèn)證后,為了使畢業(yè)生達(dá)到期望的培養(yǎng)目標(biāo),需要綜合考慮每門課對專業(yè)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn),因此學(xué)院及課程組根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)通盤考慮,對每門課程應(yīng)實(shí)現(xiàn)的達(dá)成度目標(biāo)進(jìn)行了分配,這樣測試與傳感技術(shù)不再是以往孤立、封閉的一門課程,而是需要按照分配的畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)要求,確定授課內(nèi)容、考核方式。其次,在認(rèn)證之前,試卷出題按章分配分值的比重,認(rèn)證實(shí)施后,本課程從培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),試卷出題改為按照課程目標(biāo)分配分值比重,這樣能夠在期末考試后,可以清晰地統(tǒng)計(jì)、盤點(diǎn)本學(xué)期的授課,是否滿足了畢業(yè)培養(yǎng)的指標(biāo)點(diǎn)要求,哪些方面有待調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了以結(jié)果為導(dǎo)向,優(yōu)化今后的教學(xué)活動(dòng)。最后,認(rèn)證前,課程成績的統(tǒng)計(jì)分析比較簡單,主要是“試卷難度如何,考試成績分布怎么樣,平均成績是多少,以及考試情況分析”。開展認(rèn)證工作后,測試與傳感技術(shù)的成績統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容變得豐富且有針對性,評價(jià)分析的內(nèi)容還包括“課程目標(biāo)與畢業(yè)要求支撐關(guān)系矩陣、對本專業(yè)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)、課程評價(jià)依據(jù)合理性審查表”等內(nèi)容,整體內(nèi)容細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)。各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)客觀的描述了本輪授課效果、目標(biāo)完成情況,以及學(xué)生今后努力方向,因此可操作性更好,為學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)提供了科學(xué)保證。
3、結(jié)語