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自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐論文
摘要：《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》課程是工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)能促進(jìn)學(xué)生加深對(duì)常用傳感器、測(cè)量電路以及常見(jiàn)非電量檢測(cè)方法的理解和掌握。本課題組對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容、教學(xué)組織方式以及評(píng)價(jià)體系進(jìn)行改革，成效顯著。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)檢測(cè)技術(shù);實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革
0引言
《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》課程是工科機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)和電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)介紹各種變量的檢測(cè)原理和方法。該課程旨在使學(xué)生了解并掌握檢測(cè)技術(shù)的基本概念和原理，掌握常用傳感器的工作原理、特性參數(shù)、選型使用和調(diào)試等方面的知識(shí)，掌握各種參數(shù)的檢測(cè)技術(shù)及信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生安裝、運(yùn)行、維護(hù)自動(dòng)化設(shè)備及解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題的能力，使其能適應(yīng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、電子信息、測(cè)量與控制等多領(lǐng)域的工作。因此學(xué)生不僅要通過(guò)理論課的學(xué)習(xí)掌握自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的理論知識(shí)，還需要通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)加深對(duì)常用傳感器、測(cè)量電路以及常見(jiàn)非電量檢測(cè)方法的理解和掌握。
1《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
我校《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》課程開(kāi)設(shè)了包括電阻應(yīng)變片、電容傳感器、差動(dòng)變壓器、電渦流傳感器、霍爾傳感器、壓電式傳感器、光電傳感器、溫度傳感器和光纖傳感器等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)幾年實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)有以下一些問(wèn)題：
1.1.實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單
《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》課程總課時(shí)為45課時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)課時(shí)僅為10課時(shí)，而實(shí)驗(yàn)涉及的傳感器種類(lèi)有10多種，因此只能做一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)只是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)機(jī)械地連接導(dǎo)線(xiàn)和測(cè)量數(shù)據(jù)。學(xué)生只是了解了該傳感器的性能，而對(duì)于傳感器的種類(lèi)、特性、測(cè)量電路知之甚少。
1.2各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間相對(duì)孤立，沒(méi)有聯(lián)系
由于每次實(shí)驗(yàn)只是簡(jiǎn)單的測(cè)試一種傳感器的性能，相互獨(dú)立，而缺乏對(duì)傳感器選擇、應(yīng)用以及信號(hào)處理綜合能力的訓(xùn)練，學(xué)生難于建立自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的整體概念，不能進(jìn)行綜合應(yīng)用。
1.3考核形式單一，學(xué)生不夠重視
由于這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性，而目前的課程考核機(jī)制中，實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中所占的比重極少，所以學(xué)生普遍對(duì)實(shí)驗(yàn)課缺乏重視，態(tài)度不積極，甚至出現(xiàn)逃課現(xiàn)象。
2《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，課題組對(duì)《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了一系列改革，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，綜合整編實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改革實(shí)驗(yàn)課堂組織方式和評(píng)價(jià)方式。改革的關(guān)鍵在于如何結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作掌握相關(guān)理論知識(shí)體系，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何培養(yǎng)學(xué)生分析和處理實(shí)際問(wèn)題的能力。為了適應(yīng)各個(gè)層次學(xué)生的需求，課題組把實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三種類(lèi)型。內(nèi)容層次分明，目標(biāo)明確，由簡(jiǎn)入難，循序漸進(jìn)。
2.1驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作，掌握常用傳感器及信號(hào)處理電路的工作原理，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理方法，為后續(xù)的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。課題組選擇了2個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：金屬箔式應(yīng)變片特性實(shí)驗(yàn)和電渦流式傳感器特性實(shí)驗(yàn)。前者設(shè)計(jì)為質(zhì)量--電壓測(cè)量，分別以單臂、半橋和全橋三種方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較靈敏度和線(xiàn)性范圍，使學(xué)生掌握質(zhì)量的測(cè)量方法，驗(yàn)證電橋電路特性。后者設(shè)計(jì)成位移--電壓量，分別使用銅、鋁（大、小面積）、鐵三種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較靈敏度和線(xiàn)性范圍，驗(yàn)證不同材料的電渦流特性。
2.2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。該類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要面向工程實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)和研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)之前的2個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本操作技能。課題組設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)、位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)、頻率及轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)和溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)由老師給定目的和要求，學(xué)生綜合比較分析，選擇傳感器和信號(hào)處理模塊并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理。
2.3綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
根據(jù)本校實(shí)際情況，綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目形式。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)需要運(yùn)用多門(mén)學(xué)科知識(shí)和多種實(shí)驗(yàn)方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、綜合分析能力、解決問(wèn)題能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。課題組結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，召集一些理論知識(shí)扎實(shí)、動(dòng)手能力較強(qiáng)并且對(duì)課程有濃厚興趣的同學(xué)，向?qū)W校申報(bào)立項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目，利用課外時(shí)間完成。學(xué)生由3至4人組成小組，通過(guò)查閱資料、研究討論并且考慮各自的興趣和特長(zhǎng)，確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容、方案、參數(shù)指標(biāo)、元件器材和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)以及各人的詳細(xì)分工。各小組分批于開(kāi)放時(shí)段在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成傳感器的選擇、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和仿真。從立項(xiàng)至結(jié)題的整個(gè)實(shí)施過(guò)程中讓學(xué)生作為主體，充分發(fā)揮其主觀(guān)能動(dòng)性，并且綜合運(yùn)用了《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《電工電子實(shí)訓(xùn)》等前導(dǎo)課程的知識(shí)和技能，進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)使學(xué)生初步了解開(kāi)展科研的簡(jiǎn)單步驟。
3《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系改革
這種多層次多元化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以給學(xué)生提供多樣化的選擇，因此必須建立一套合理的評(píng)價(jià)體系，以完善的體制促使學(xué)生充分重視《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)�！蹲詣�(dòng)檢測(cè)技術(shù)》課程的總評(píng)成績(jī)由理論成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)組成，其中實(shí)驗(yàn)成績(jī)占40%比重，且采用多元化考核方式，考核貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之前要求學(xué)生分組預(yù)習(xí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，集中演示講解，由組長(zhǎng)根據(jù)實(shí)際情況評(píng)定預(yù)習(xí)成績(jī)，占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的30%；實(shí)驗(yàn)操作分小組進(jìn)行，老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和操作態(tài)度評(píng)定操作成績(jī)，占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的40%；課后要求學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，老師根據(jù)報(bào)告情況評(píng)定成績(jī)，占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的30%。二綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由少數(shù)學(xué)生在課外時(shí)間完成，則采用課外學(xué)分及個(gè)人榮譽(yù)等其它方式進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。采用這種多元化考核評(píng)價(jià)體系，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)生積極性。
4《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革展望
上述改革方案在本校機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生中試行了3輪，效果達(dá)到預(yù)期，可以真正實(shí)現(xiàn)將學(xué)生培養(yǎng)成既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)又有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力的新型應(yīng)用型人才的目標(biāo)。在今后的教學(xué)過(guò)程中，課題組還將進(jìn)一步深化改革《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)。（1）引進(jìn)虛擬測(cè)量?jī)x器，開(kāi)闊學(xué)生知識(shí)面，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。（2）綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還可擴(kuò)展為課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)生科研項(xiàng)目等多種形式完成。（3）設(shè)計(jì)大型綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，組合機(jī)械、電信、計(jì)算機(jī)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生共同參與，發(fā)揮特長(zhǎng)，相互合作實(shí)施，使學(xué)生了解各學(xué)科之間的滲透和合作方式。（4）建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行輔助教學(xué)和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
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