以工程案例和实验为主线的测试技术课程教学法 - 华中科技大学远程与 .doc

以工程案例和实验为主线的测试技术课程教学法 --工程测试技术基础国家精品课程建设经验 何岭松 李曦 华中科技大学机械学院 摘要：分析了中美高校测试技术课程的教学特点，结合我国测试技术课程实验条件和学时数情况，提出以工程案例和实验为主线的测试技术课堂教学法。用实验给枯燥的内容以活力、给抽象的理论以形象，调动学生的学习热情和积极性，提高教学质量。针对新教学法所需的课上、课下实验教学环境营造问题，提出PC测试实验室概念，用PC机上的测试资源搭构实验平台，将实验室带进教室和宿舍，教师在做中教，学生在做中学。 关键词：测试技术、教学改革、实验 一、中美高校测试技术课程教学情况 1、我国高校测试技术课程教学情况 测试技术是我国高校工科专业的专业基础课，随专业的不同课程内容和名称略有变化，如工程测试基础、机械工程测试技术、热能与动力工程测试技术等。除应用背景不同外，这些课程的教学内容基本相同，主要介绍温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法。% 2. 实验： 15% 3. 期末综合考试(笔试)： 70% 从教学目标和学生学习成绩评定方法可以看出，我国测试技术课程强调的是学生对理论知识的掌握程度。 2、美国高校测试技术课程教学情况 测试技术也是美国高校工科专业学生的必修课，课程名称为Measurement and Instrument(测量和仪器)、Engineering Experimentation(工程实验)、Engineering Measurements(工程测量)等，采用的教材有Mechanical Measurement(机械量测量)、Introduciton to Engineering Experimentation(工程实验简介)等。测试技术课程教学内容通常包括传感器原理、信号分析理论和测试仪器使用方法。 美国高校课程按大类可以分为自然科学课程、写作课程、人文科学课程、科学技术课程和实验课程。测试技术属于实验课程范畴，其教学目标是通过实验环节来提高学生的综合素质和能力。例如，美国Kentucky大学的测试技术课程教学目标为： 让学生熟悉产品设计、开发、改进和生产过程中的实验方法； 让学生通过开放式问题(open-ended problem)来锻炼自己的实验能力； 通过实验过程和项目汇报来提高学生的书面表达和口头表达能力，提高学生的团队协作能力。 美国Georgia工学院的结构测量课程教学目标为： 1、给学生提供第一手的经验(hands-on)，让他们感受和思考课堂教学中所学的理论； 2、教给学生结构测量的实验方法和技能； 3、提高学生的书面表达和口头表达能力。 除科学技术知识外，明确的将对学生的素质和能力培养写在课程教学目标中。 在测试技术课程教学方法上实行课堂教学和实验教学并重，通常每周有安排一次2小时的课堂教学和3小时的实验教学。课堂教学由教师介绍各种测量原理，实验课则以3到4人的学生小组形式让学生自己动手做研究型、综合型实验，教师只提供仪器使用方面的帮助，不提供实验做法上的指导。 另外，美国高校实验类课程对学生学习成绩的评价方法也与我们熟悉的课堂教学型课程的考试评价方法有很大不同。例如，下面是美国Kentucky大学测试技术课程各教学环节在学生成绩评定中所占的比重： 1、期末汇报(口头)： 20% 2、实验表现(出勤、参与、技能)：55% 3、中期小测验(笔试)： 10% 4、期末综合考试(笔试)： 15% 可以看到理论测试部分所占的比重很小，只有25%,而技能和综合素质部分所占的比重则高达75%。 3、中美高校测试技术课程教学方法上的差异 中美高校对测试技术课程的作用和定位不同，导致在课程教学活动设计和方法上有很大差异。我国将测试技术定位为工科学生的专业基础课，侧重书本知识和理论教育。教学活动的基本模式是教师讲、学生听，在教学过程中学生的参与和师生间、学生间的互动很少。 美国高校将测试技术定位为工科学生的实验课，强调对学生工程实践能力表达交流沟通能力团队合作精神 例如，图3就是我们在课程讲解中用到的两个实验的例子。左图是SONY玩具机器人中关节驱动的舵机模型，它用电位器(电阻传感器)来测量关节的转动角度，很容易让学生建立起传感器作用的概念；右图是方波的合成过程，学生可以通过方波信号的合成直观的看到信号频域和时域的关系，加深对傅立叶变换本质的理解。 虽然以案例和实验为主线的测试技术课程课堂实验教学无法完全替代学生自己动手做实验中所获得的第一手感觉和经验，但在现有的学时数和课堂教学模式下却是一个有效的解决方案。它可以弥补书本教学理论脱离实际的问题，用实验给枯燥的内