机械检测类课程实验教学改革探索与实践

1、机械检测类课程实验教学改革探索与实践机械检测类课程是机械类本科、 专科各专业所设的重要的技 术基础课程， 该类课程包括 传感器与检测技术 、测试技术 等，主要讨论机械工程测试中的传感器、 中间变换电路工作原理、 测试信号分析及处理、计算机技术在实际测试中的应用等内容， 因此该类课程具有很强的实践性和应用性。过去因实验条件限 制，侧重课本内容讲授，实践性环节偏少，学生普遍反映传感器 部分没有实物对象，枯燥无味；信号分析理论部分深奥、难懂， 严重影响教学效果。因此，有必要开设满足教学大纲要求的，以 培养学生动手能力、 创新能力为目的的课程实验， 我们对该课程 的实验教学进行了改革，经实践证明效果良

2、好。一、抓住时机 改善条件实际工程检测中， 传感器是首要环节， 它的精度直接影响整 个检测的精度， 只有在熟练掌握其工作原理及性能的基础上才能 正确的选用， 而以往开设的传感器实验基本上是验证型实验， 学 生只能接触到很少几种传感器，局限性很大。为此，在充分调研 和搜集资料的基础上，结合学校的实际情况， 2006 年成功申请 了机械检测及仪器仪表中央与地方共建基础实验室，购置了 11 套传感器综合实验台， 使实验条件有了大幅度的改善。 通过反复 调试和开发，对实验台上的各种传感器及其组成的系统做出标 定，测试出各传感器的灵敏度、线性度等重要参数，并对有关的实验内容进行了改进，如今，我校机械类本

3、科各专业已能开出多 种包括验证型和设计创新型的机械检测实验，基本满足了教学要求。二、细化内容系统掌握以往的实验只注重“首尾”（被测的信号源和最终测试结 果）两部分内容，而忽视了中间的信号处理环节，学生对于中间 环节就象“睁眼瞎”。尽管中间环节的作用及工作原理在教材作 了详细介绍，是必须掌握的内容，而大部分学生感觉到比较抽象。 为了让学生更具体更全面地掌握书本上的知识，在实验室现有条件的基础上对有关实验内容进行了改进。例如，实际工程测试中广泛应用的压电式传感器，在其进行振动测试实验中，增加了学生对信号中间处理环节的认识内容。压电传感器输出信号必须经检波 移相-滤波-显示等诸多信号处理环节后，才能

4、得到最终结果， 将示波器检测到的波形结合书本上的知识对学生进行原理讲解， 直观易懂，效果理想。实验内容的系统化，使学生能够认识到实 验环节不再是零散的“碎片”，从而对所学的知识达到系统理解 和消化。三、改进方法充实内容由于实验学时的限制，在内容安排上采用广泛介绍、 重点选 择的原则。测控实验台采用的大部分传感器虽然是教学传感器， 但其结构和线路是工业应用的基础， 对于各种传感器的结构、 原 理及用途给同学们作简单介绍，使他们对实物有一个感性认识， 再结合教材选择重点实验内容， 例如将机械工程测试中常用的电 阻应变片式、霍尔式、磁电式及电涡流式传感器，以及由它们所 组成的测试系统等作为重点实验内

5、容。以前学生做实验，将记录下的数据来拿回去处理，时间拖得稍长，部分同学对于实验过程和实验数据的获得方法已经记忆不 深，交报告时急于应付，效果不理想。通过改进方法，实验中力 争做到实验前讲解，引导学生了解实验目的和原理、 熟悉实验装 置及操作要点；实验中辅导，引导学生掌握信号的拾取、转换、 记录或显示的原理及方法，同时采用计算机数据采集与处理系统 获取数据和曲线，并及时对测试结果作出分析。这样一来，减少 了人为因素带来的误差，提高了测试数据的准确性， 而实验中存 在的问题也能够在实验室及时解决。对于动手能力强，兴趣广泛的学生，在完成必做内容以后还 有富裕时间，应增加相应的实验内容，以满足他们的要

6、求。例如， 完成压电式传感器振动测试实验后，分别用电阻应变片式、差动 变压器式、差动电容式、电涡流式等传感器来对同一正弦振动的 悬臂梁进行动态测试，通过实验结果分析对以上各种传感器的性 能进行比较，做出评价。这种横向比较的结果，起到了举一反三 的作用。四、启发引导拓宽思路大三的本专科工科学生，已具备一定的实验技能和水平， 也具备相应的素质。指导教师在实验中不应再是“保姆”，而应是“顾问”，指导教师要善于向学生提出问题， 逐步引导学生手脑并用，在学生掌握传感器原理和基本实验技能的基础上，引导他们联系实际，拓宽思路。例如，通过磁电式转速传感器测转速的 实验，使同学们在掌握其工作原理和测试方法基础上，建议学生设计一个简易的测振仪用来测量车床床身的振动；对于电涡流位移传感器，通过对其位移特性曲线测试， 启发学生将此传感器用 于转速的测量。通过以上的训练，培养了学生独立思考和解决实 际问题的能力，使他们从中得到了锻炼。五、结束语以上几方面是在机械检测类课程实验教学中的初步尝试， 从 教学效果看比较成功。它达到了培养学生基本实验技能和实际动 手能力的目的，充分发挥了学生在实验中的主动性， 能使实验和 理论讲解有机的