机械类测试技术课程实验教学现状及改革初探

机械类测试技术课程实验教学现状及改革初探

中图分类号：G420；G642文?I标识码：A文章编号：1672-3791（2022）02（b）-00197-03

测试技术是一门技术基础课，在前置电工电子、掌握工程基础等课程的学习基础上，通过本课程的学习，培育同学能合理选用测试装置并初步把握进行动态测试所需的基本学问和技能，为进一步学习、讨论和处理机械工程技术问题打下基础[1]。该课程具有很强的实践性，对于课程是理论与实践教学支配，国内外存在很大不同；通过互联网查阅国内代表高校的机械楼专业培育方案，发觉不同学校之间也存在学时多少和试验占比的很大差别。该文在概述现有测试技术课程试验教学讨论现状基础上，结合该校的实际状况，论述了测试技术课程试验教学的改革措施。

1测试技术课程试验教学现状

1.1测试技术试验教学改革讨论进展

焦敬品等[2]通过互联网、电子期刊等途径广泛收集教改信息得出：测试技术在美国定位为试验课，教学目标是通过试验环节来提高同学的综合素养和力量，教学法上实行课堂教学和试验教学并重；测试技术在我国定位为专业技术基础课，课程教学目的以向同学传授学问为主，教学上以老师课堂讲授为中心，有少量的验证性试验。王清[3]将测试技术试验项目支配为基础训练性、创新设计性和综合性等三类试验项目，以转变传统验证性试验为主的教学模式。张欣悦[4]提出应把传统的测试技术试验设备与虚拟仪器技术结合，大大提高了测试技术课程试验系统的功能和柔性，从而使得教授的测试技术课程内容和国际新技术接轨。刘吉轩等[5]将测试技术教学试验划分为基本试验、综合试验和探究试验等三个层次的“层次化”试验。亢银霞等[6]指出了测试技术课程试验存在的详细问题：试验学时有限，试验项目设置少；试验过程中缺少主动性和创新性；同学基础参差不齐；试验的考核方式不能反映同学的试验力量，并针对所述问题进行了相关的教学改革与实践。史荣等[7]指出在测试技术课程试验内容上要增加工程性，试验室要对同学进行开放，给同学供应更宽松的试验环境与更长的试验时间。张双双等[8]结合机械专业的实际状况，针对“机械工程测试技术”课程现状，构建了试验教学与理论教学并重的教学体系。

1.2本校测试技术试验教学现状分析

1.2.1多专业多层次化教学需求

南通高校机械类专业包括机械工程、机械工程及自动化、机械电子工程、机械设计制造及其自动化四个机械类专业，近几年招生方案是一本、二本、三本同时招生，且存在逐年动态调整招生专业和层次的现实。测试技术作为一门机械类专业的专业技术基础课，是面对四个机械类专业3个层次同学同时开设的课程，南通高校机械类专业的现行招生方案对测试技术提出了适应多专业多层次化教学需求。

1.2.2教材内容多与课时少的冲突

目前该校机械类专业授课选用教材为熊诗波等主编的《机械工程测试技术基础》教材[1]；教材内容包括信号及其描述，测试装置的基本特性，常用传感器与敏感元件，信号的调理与记录，信号处理初步，位移测量，振动测试，声与声放射测量，应变、力与扭矩测量，流体参量的测量，计算机测试系统与虚拟仪器等十一章，内容全面且丰富；而本校规定测试技术理论教学时间为32学时，存在着教材内容多与课时少的冲突。但由于教学方案给定的学时有限，授课理论老师不行能支配全部内容，而是选择了测试技术基础部分内容讲解，主要是测试技术概论和教材前五章内容，最终简洁介绍教材最终一章计算机测试系统与虚拟仪器简介，培育同学基本测试技术学问，而教材中间各种物理量的测量五章内容由同学课后自学为主；理论教学学时不足，试验教学学时更不行能充分，传感器的种类、信号分析方法、需要测量的物理量较多，由于课程学时又不允许，在有限的6学时内，仅支配了金属箔式应变片性能及电桥特性、差动变压器的特性及应用、电容传感器特性3个试验。

1.2.3课程试验教学高度集中

南通高校机械类专业测试技术课程教学方案支配在本科生第七学期第1～14周，每周一次课，每次授课3个学时，理论授课时间有序。而试验课通常要支配在理论课的基础内容讲解之后，一般要集中支配在第10～12周，试验授课时间相对集中。此外，本校机械类专业一个班级通常有10个班级，所在学院会支配多位老师开展理论教学，每周按方案上课即可；但仅支配一位试验老师负责该课程的试验教学，包括：支配试验、通知同学、组织和开展试验、批改试验报告、以及试验考核全部试验教学流程。试验指导老师一个人要在3周内完成10个班级30个批次60学时的试验教学工作，任务高度集中，工作强度大。

1.2.4多厂家多型号设备共用

实施教学改革前，测试技术试验室硬件条件一般，测试技术试验室的教学设备主要依托浙江高校CSY10型、CSY10A型和CSY2022B型老中新三代传感器试验台，配套信号测试分析设备有宁波中策和江苏绿杨两个厂家的双踪示波器，一台演示试验用计算机，万用表等。多厂家多型号设备共用于测试技术课程试验教学，针对传感器设备要讲三种型号设备的基本留意点，针对双踪示波器要讲两个厂家设备的基本操作方法，设备基本讲解占用时间长，而每个试验仅有2学时共80min时间，从而导致学时动手做试验的时间不足，经常消失拖堂现象。

2测试技术课程试验改革初探

试验教学相对于理论教学具有直观性、实践性、综合性、设计性与创新性等特点，有利于同学创新力量与实际应用力量的培育，详细从试验室建设、试验指导书修订、试验项目体系、试验考核机制、试验教学法等五个方面实施了有益的改革和探究。2.1测试技术试验室建设

近几年，经过学校与学院的资助建设，南通高校机械工程学院“测试技术试验室”实现了主体设备的更新与换代，彻底摆脱了多厂家多型号设备共用问题。测试技术课程试验主要依托设备“传感器系统综合试验仪器”，由三代同堂使用的状况，渐渐改善到目前的全部使用最新一代产品“CSY2022B型传感器系统综合试验台”实现试验教学；与此同时，帮助信号测试分析设备“示波器”也得到了全面更新与换代，全部使用江苏绿杨公司YB4328型双踪示波器；计算机也实现了全面配置，三台主要设备达到了1∶1标准化匹配，共计16套，基本满意了每班一批、两人一组的试验教学需求。

2.2测试技术试验指导书修订

同学专业培育方案限制了测试技术课程的授课学时和试验学时，课程授课教学大纲打算了测试技术的授课内容和试验内容支配。通过测试技术试验室建设，设备得到了更新换代，同时试验仪器的形状、模块等也发生了巨大变化。原有的试验指导书无法匹配全新的试验设备，因此，依据新设备的特性及教学大纲的要求，综合考虑不同层次的同学的需求，重新编写测试技术课程的试验指导书，主要内容仍由金属箔式应变片性能及电桥特性、差动变压器的特性及应用、电容传感器特性3个试验组成，增加了前言“试验操作基本留意事项”，以及附录“试验仪器简介”，解决目前测试技术课程试验指导书陈旧的问题。

2.3试验项目体系的改革探究

依据试验教学阅历及新设备特性，对3个试验开设的先后挨次进行了调整，将操作相对简单“电容传感器特性”提前至第1个试验，为首次试验项目留下了充分的讲解时间，以便清晰叙述各试验设备特性和功能，同时为3次试验提出总体要求。通过第1次试验，不仅让同学了解电容传感器特性，而且让同学建立测试系统的总体框架（如图1所示）概念，明确后续试验要求同学课前完成预习和试验方案设计工作；第2次试验支配金属箔式应变片性能及电桥特性，让同学把握金属箔式应变片性能，充分熟悉信号处理电桥的特性，建立测试系统微观电路的意识；第3次试验支配差动变压器的特性及应用，让同学把握差动变压器的特性，并实现应用，从而培育同学测试系统搭建与实现的技能。

2.4试验考核机制的探究与建设

在改进和完善试验考核机制方面，转变以往考核中采纳的“粗线条”式考核方法，采纳“分类细化”式的考核方法，减小考核过程中带来的不公正不公正现象，从而激发同学学习的爱好，充分提高同学的试验创新力量。改革前，主要以试验报告为试验评价依据，试验操作过程中常常消失一组同学做，多组同学观望的现象；改革后，构建了上课考勤、随堂操作、试验报告三方面的考核体系，如图2所示，上课考勤占比20%，随堂操作占比40%，试验报告占比40%。

2.5试验教学法的改进与实践

首先，立足工程实践，采纳启发式、探究式教学方法指导试验教学，嫁接“测试技术”领域工程项目开发阅历，把试验项目的“主动权”交给同学；其次，提倡同学喜爱思索、主动参加、乐于探究、勤于动手、勇于创新，培育同学发觉、分析和解决问题的科学素养以及沟通协作的力量。对于第1个“电容传感器特性”试验，主要是在试验老师的指导下，由同学根据试验指导书上的试验目的、试验原理、试验仪器、试验步骤等完成试验，试验的难度不大，试验结果全都性较强。接下来第2个试验“金属箔式应变片性能及电桥特性”，采纳启发式和探究式教学方法，要求同学试验前完成测试系统设计，操作过程中完成测试系统的搭建和数据测试。最终一次试验项目，结合老师在“测试技术”领域工程项目开发阅历，让同学把握差动变压器的特性，并实现应用，从而培育培育同学合理选用测试装置并初步把握测试所需的基本学问和技能。此外，在试验过程中，要求随堂操作检查合格的同学准时整理试验台和离开试验室，打断其他组同学观望的念头，充分调动同学做试验的乐观性。

2.6测试技术试验教学改革效果分析

通过近几年的试验室建设，彻底更新了相关试验设备，为测试技术试验教学构建了良好的试验平台。通过测试技术试验指导书的修订，紧跟设备更新换代的步伐，为测试技术试验教学供应了切实可行的指导素材。通过试验项目体系的改革探究，优化了测试技术3个试验的先后挨次，明确了各个试验的教学侧重点，为同学在规定的课时内完成试验项目提高了必要的条件。通过试验考核机制的探究与建设，构建了相对科学的试验考核体系，为实现公正公正考核同学试验成果供应了可行的机制。通过试验教学法的改进与实践，充分调动了同学的试验前、试验过程中及试验后三方面的乐观性，为到达测试技术试验教学质量要求供应了牢靠的保障。

3结论与展望

综述了测试技术试验教学改革讨论现状，分析了地方本科院校的测试技术课程试验教学详细状况，围绕测试技术试验室建设、试验指导书修订、试验项目体系、试验考核机制、试验教学法等5个方面实施了