測試技術實驗教學改革的研究與實踐

徐巧玉 蔡海潮 尚振東 武充沛 楊建璽

摘 要:測試技術是一門知識面寬、理論性與實踐性都很強的課程。針對實驗教學中存在問題,提出了對實驗教學的內容、方法進行改革的措施,并在教育教學實踐中運用,取得了良好的效果。

關鍵詞:測試技術 實驗教學

測試技術是一門實踐性很強的課程。實驗教學不僅是該課程理論教學的補充,也是學生理論聯系實際和綜合素質、創新能力培養的重要教學環節。隨著科學技術的發展,社會對人才的要求越來越高,不僅需要具有扎實的理論知識和技能,還需要有一定的創新能力[1]。因此,加強學生綜合素質和創新能力培養成為測試技術實驗教學改革的方向。

一、目前測試技術實驗教學存在的問題

1.經典、驗證型實驗過多

由于實驗設備陳舊匱乏,實驗手段落后,目前的實驗環節主要停留在理論知識的驗證上,這實際上是理論教學的一種延續。又由于學生普遍感到測試技術課程知識抽象難懂,而驗證型實驗占據主導地位的實驗教學造成學生動腦動手機會又少,對實驗興趣不大,缺乏求知欲和探索欲[2-3]。

2.對學生束縛過多

教師把實驗的內容、操作方法與步驟、報告格式甚至每一步得到什么結果等都寫得一清二楚,學生完全是在教師設定的范圍內機械地完成操作,缺少主動積極的思考,最終仍然不明白為什么要這樣子去做,束縛了學生的獨立思維和能動性,不利于創新能力的培養。

3.實驗成績評定不合理

以往的實驗成績,多根據實驗報告的優劣評定,這樣有失公允,造成了學生實驗成績與實驗表現、實驗能力不相符的現象,影響了學生參與實驗的主動性和積極性,降低了學生參與實驗的興趣,不利于學生創新能力、動手能力和綜合應用能力的培養。

二、深化測試技術實驗教學改革的探索

1.改革測試技術實驗教學體系

測試技術是一門多學科交叉、理論性與實踐性都很強的綜合應用型技術學科。該學科在理論課程改革的同時,實驗教學也配合其目標和要求進行了相應的改革。首先,學校對實驗室進行了改建并購置了先進的實驗設備,如:韓國FESTECH公司的傳感器實訓系統、數字式測試儀器儀表、美國NI公司的虛擬儀器系統、計算機動態測試系統等。其次,在實驗教學過程中,樹立新的教育理念,改變以往測試技術實驗教學僅僅是為了讓學生驗證某測量控制原理的正確和學會使用某種工具軟件的做法,以提高學生綜合素質為目的,不斷改進教育方法,從實驗預習、操作過程、實驗報告填寫多角度進行考核,積極發揮學生的主觀能動性,讓學生大膽嘗試、大膽設想、大膽實踐,將學生從依賴者轉變為獨立的操作者和學習者,真正把創新精神融入教學中。

2.改革測試技術實驗教材

根據測試技術實驗教學目標要求,結合新購置的實驗設備,重新編寫了實驗教學大綱,并對實驗指導書的內容進行了改革。由過去以教師為主體、實驗指導書規定操作程序及詳盡細節的做法,改變為以學生為主體,圍繞學生參與、啟發學生獨立思維、創新思維為中心的做法。改革后的教材重點提出了實驗項目的目的、要求、注意事項、實驗分析總結編寫要求以及在后續教學環節中再學習再實踐的相關知識內容、目的、要求;編入常用儀器設備操作要領與注意事項,實驗中可能出現的問題及排除方法等;而實驗方案則要求學生在實驗前自己設計,然后依據自己的實驗方案進行實驗,根據實驗中存在的問題不斷地修改完善方案,最終達到實驗目的。這種做法給學生充分的想象空間和發揮余地,極大地激發了學生的學習積極性和創新欲望。

3.改革測試技術實驗教學方法

(1)全方位、多層次教學。在測試技術實驗教學過程中,按照驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗依次遞進組織實驗教學內容。在實驗項目上,減少理論驗證型實驗,增加綜合型、設計型實驗。測試技術知識主要有傳感器及其檢測技術和信號處理技術兩大部分組成。新購置的傳感器實訓系統和動態測試系統可以提供幾十項理論驗證和設計型實驗項目,學生可依據自己的興趣自主選擇某個實驗項目。在實驗方法上,則要求學生在了解實驗目的和要求的基礎上,自己設計實驗方案(包括傳感器、調理電路的選擇和操作程序設計),自行完成測試系統的構建、實驗數據的處理和編寫實驗報告等,同時還要求學生針對實驗中出現的現象和問題進行分析思考,并寫出分析報告。通過在設計實驗方案和操作過程中,培養了學生的獨立思考能力,尤其是創新思維意識,使得對課堂知識的理解能力得到了很大提高,對課程要求的常見物理機械參數檢測方法有了較深刻的感性認識,理論與實踐相結合的思維方法和動手能力也得到了鍛煉。

(2)學生參與科研。為給學生提供創新意識的培養平臺,教師積極申報縱向科研課題,主動聯系橫向科研項目,給學生創造參與科學研究的機會。近幾年,先后申請并獲得立項的科研課題四項,其中省科技廳2項,省技術監督局1項,橫向課題1項。省科技廳項目“鐵路貨車滾動軸承不拆解故障診斷”和“水泥生產過程控制儀表計量檢定系統”、省技術監督局“水泥生產配料秤動態標準規范”、某公司的“微小型軸承啟動摩擦力矩測量計”研制,為學生參與科學研究奠定了物質基礎。幾個縱橫向科技研發課題的立項,給學生創造自己動手,自己研究的平臺,學生可利用課余時間參與研發活動,如獲得省大學生“挑戰杯”獎的項目就是在科研課題的平臺上應運而生的,學生利用暑假參加“鐵路貨車滾動軸承不拆解故障診斷研究”課題的室內實驗,與相關研究生一起,設計實驗方案,測取實驗數據,對測取信號進行實時分析處理,在涉及測試技術課程全部內容的科學實驗工程中,提高學生自己綜合應用科學知識的能力。

4.改革學生實驗成績評定方法

改革課程考核方法,增加實踐教學環節在該課程考核中的加權值,綜合評定學生實驗成績。實驗教學在很大程度上促進了學生理論知識與實踐知識的融合。但以往的實驗成績,多根據實驗報告的優劣評定,這樣有失公允,從而造成學生實驗成績與實驗表現、實驗能力不相符的現象,其結果必然影響學生參與實驗的主動性和積極性,降低學生參與實驗的興趣,不利于學生創新能力、動手能力的培養。為此我們制定了《實驗教學考核表》,由指導教師依據每個學生在實驗過程中的表現及其他指標,實時給出評定成績。

在學生實驗成績評定時非常注重保護學生的創新激情。對于獨立思考的和針對某個工程問題提出新的解決辦法(盡管這種辦法可能是錯誤的或不合適的)的學生予以表揚[4],而且該學生的本次實驗成績仍可評定為較高的分數。

三、實踐效果

上述研究成果經3年的教育教學實踐,取得了顯著效果,學生的實踐能力和動手能力得到明顯提高。學生對改革措施普遍歡迎,滿意度大幅度提高。

學生參加校內、外各種課外科技制作活動,在全國大學生機械創新設計大賽、河南省和全國大學生“挑戰杯”等省級以上大賽中獲獎15項,在《機器人技術與應用》《礦山機械》等期刊上發表科技論文3篇。

參考文獻

[1]黃勇.“農機測試技術”實驗教學改革的探討[J].實驗室研究與探索,2007,26(1):103-105.

[2]李孟源,尚振東. 強化測試技術實踐教學,培養學生綜合應用能力[J].中國現代教育裝備,2007,(11):115-116.

[3]吳世雄,王成勇.“機械工程測試技術”教學改革的探索[J].廣東工業大學學報(社會科學版),2007,7:108-109

[4]倪哲明,王力耕.融研究于基礎教學,置創新于實踐環節[J].高等工程教育研究,2007,1.