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自动检测技术课程实验教学改革-实验教学
论文-教育论文
——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——
摘要:为了培养学生的创新意识,东华大学信息科学与技术学院在
“自动检测技术”课程实验中开发基于虚拟仪器技术的多层次实验项
目,采用开放式实验教学方式,在验证型实验基础上引入设计型实验,
学生组队完成设计型实验。同时,改革课程考核手段,建立课程综合
评价体系,以锻炼学生的沟通和表达能力。教学实践表明,基于多层
次实验教学的课程综合评价体系能激发学生的学习兴趣,提高学习成
绩。
关键词:自动检测技术;虚拟仪器;多层次实验教学;课程综合评价
一、“自动检测技术”课程概况
“自动检测技术”是我校(东华大学)信息科学与技术学院的一门实
践技能较强的综合应用和自动化专业特色课程。该课程的教学手段主
要是基于多媒体的课堂理论教学,课内实验环节也多局限于对传感器
原理的认证实验,不能适应当今培养学生创新能力的要求。为此我们
对该课程教学进行改革探索,构建科学的课程考核体系,以提高教育
教学质量,培养满足社会发展需要的应用型复合人才[1]。研究表明,
设计提高型实验可以改变以教师为中心的传统的灌输式教学模式,代
以“学生为主体,教师为主导”的教学模式[2-3]。因此,我们在课
程教学实践中着力于构建学生基本技能层培养体系,提高学生的综合
应用能力与初步设计能力,为培养学生的工程实践与创新能力奠定基
础[4]。在教学方法和手段的改进上,着眼于锻炼学生的动手实验能
力和自学能力,设计了多层次实验教学方案;并通过建立一套课程综
合考核方式,在培养学生创新能力的同时,锻炼学生的沟通和表达能
力,培养团队合作精神。
二、“自动检测技术”课程教学改革实践
1.开发基于虚拟仪器的自动检测分层实验系统
虚拟仪器是电子技术、计算机技术和信号处理技术发展的一个综
合性产物,成为未来电子测量仪器发展的主要方向之一[5-6]。为
在“自动检测技术”课程教学中紧紧跟上检测技术的新发展,我们将虚
拟仪器技术内容编入《自动检测与虚拟仪器技术》教材,该教材由科
学出版社于2018年出版。在“自动检测技术”课程教学中增加虚拟仪
器技术的原理及应用,可以使学生接触到检测的必威体育精装版技术,为学生专
业素养的提高奠定基础。为配合课程教学,我们在“自动检测技术”课
程实验教学中对现有的实验器材和软硬件资源进行整合,开发了创新
设计型实验项目。在实验设计中,增加基于虚拟仪器的综合实验内容,
通过多层次分类实验培养学生的自我学习能力、综合设计能力和小组
协作能力。根据“自动检测技术”课程的特点,将实验项目设计成A、
B、C三类。(1)A类为验证型基础实验项目。这类实验设计的目的是
为了体现理论性。通过实验加深学生对理论知识的理解,强化传感器
及其测量电路的理论学习以及测量信号采集和处理。主要包括基于浙
江求是科教设备有限公司的检测装置平台完成应变片及电桥测量电
路、热电偶测温和霍尔传感器三个实验。(2)B类为虚拟仿真实验项目。
这部分实验设计的目的是为了培养学生的自学能力和LabVIEW编程
能力。内容以虚拟仪器技术的基础实验为主,包括计算器及数组、定
时及图形、公式节点、设计示波器用以展示一个二阶惯性环节等。实
验步骤结合实验指导书及网站视频,由学生分小组利用课余时间在
LabVIEW软件平台上完成编程设计。我们在B类实验指导书中提出一
些开放性问题,鼓励学生应用课内外多学科知识解决问题,如计算器
实验中如何解决四则运算和科学计算的运算顺序和中间运算结果的
保存,二阶惯性问题中离散化方法和保持器的设计等。在B类实验的
讨论课上,我们安排了课堂演示部分,学生将实验内容制作成PPT,
在课堂上介绍编程思路,演示实验结果。(3)C类为设计提高型实验项
目。这部分实验是根据生产实践中遇到的问题或理论课中提出的课题
确定实验任务的要求及各项性能指标,此类实验设计的目的是为了培
养学生的工程实践能力,引导学生自主设计实验内容和过程,解决工
程实际中的检测问题,提供理论与实践相结合的机会。实验内容包括
基于Lab-VIEW的静态信号测量、应变片及信号处理实验,基于
LabVIEW的动态信号测量、光电传感器测速实验。以光电传感器测速
实验为例,我们设计了基于LabVIEW的转速测量实验,要求学生设计
VI,通过DAQ设备采集光纤传感器的周期性电压信号,通过信号处理
分析显示被测的转速,用图形及数据记录和显示周期信号的波峰值与
转速变化的关系,为测量
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