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机械工程测试教学法探究论文
一、借助于展示实物、多媒体等技术，激发学习的积极性
例如讲授傅立叶变化的时间尺度改变特性时，先理论证明该性质，在暴风影音中播放凤凰传奇的流行歌曲《最炫民族风》，从互联网上下载有图像、歌词的MTV，先正常播放一个片段，活跃课堂气氛；按下快进按钮，播放速度加快到正常速度的1。5倍（时域内，播放时间变为原来的2/3），声音变得尖细，像儿童（频域内，信号频谱变宽，高频成分相对增多）；按下慢放按钮，播放速度加快到正常速度的0。5倍（时域内，播放时间变为原来的2倍），声音变得低沉，像老人（频域内，信号频谱变窄，低频成分相对增多）；在轻松、欢快的气氛中，听到不同的、变了调的歌曲，对比屏幕显示的歌词，就会明白同样的信号，改变其时域尺度，频域成分就会发生改变。在欢乐中学习知识，使学习知识变成一个欢乐、轻松的过程。运用现代科技为师生交流提供了广阔自由的交流方式，拓展延伸了教学时空，在课后学习中，师生之间利用郑州大学网上评教平台、E—mail、QQ、手机等方式，随时随地进行着交流互动，实现了师生之间在空间上的零距离。在第一次上课时，把相关的信息公示出来，既拉近了师生之间的距离，又方便学生以后有什么疑难问题、意见及建议等及时地联系教师。
二、结合实际工程案例，培养学生的实践能力
案例教学法首创于哈佛大学，是当今国内外高等院校部分应用性学科专业经常使用的一种教学手段，目的在于有效增加课堂教学的生动性与实践性，以达到理论教学与实践教学相结合的实际效果。工程案例是将发生于工程实践中的客观事实，经过文字、数据、图表、动画等方式进行概括、整理，形成可用于课堂交流或探讨的案例材料。案例教学是学生了解实际问题的媒介，可以培养学生解决工程实际问题的能力。实践证明，一个好的案例常常有助于提高教学质量与效果，增加学生对专业学习的热情和积极性，并且能起到举一反三、触类旁通的作用，启发学生对工程实践中相关事例与情境的深入观察与思考[2—3]。机械工程测试技术基础是一门理论性、实践性都很强的课程，笔者结合多年的工程实践和专业教学经验，就案例教学在其教学中的应用问题进行了一些有益的尝试。所选的工程案例应当真实，有针对性、系统性、时效性，难易程度恰当，能揭示和应用所学知识，并能引入、消化和吸收新知识，能切实提升学生的能力。结合本课程理论较深奥、实践性强、课时少的实际情况，根据授课内容的要求，采用在理论教学后提出合适的案例以加深学生的印象，促进其对内容深刻理解的案例教学方法。在讲授“常用传感器与敏感元件”一章时，首先借助于实物、多媒体方式，介绍各类传感器的结构、工作原理、应用特点等理论知识；以京唐公司的高炉入料粒度检测系统为例，在大屏幕上展示现场的工作环境、空间尺寸，告诉学生这是一个环境中飘浮着较多小颗粒、粉尘，是填海之后腐蚀性较强的场所，实际生产要求实现物料取样、分级、称重等功能，显示取样液压系统压力、温度、油液深度、动作过程、称重检测结果等；误差小于0。3%。要求学生自愿结合，八人一组，每组设计出一个具体的实施方案，并写出设计提纲，比较不同方案的经济性、实用性；特别是各种称重传感器（变送器）、限位开关、温度传感器（变送器）、液位计、压力传感器（变送器）的选择，要求不能只是简单地给出哪个种类的传感器，需要阐明元件选择的依据，具体写出每一种传感器的型号、生产厂家、数量、价格。在开始讲授本章之前，把这个任务布置下去，要求课下完成。讲课过程中，不断提示本案例，为课堂上有效地开展案例教学做好充分的准备。本章内容讲授完成之后，展开讨论。课堂上首先听取各组的简短方案发言，接着教师开始分析设计过程，理清设计思路，引导学生有步骤地完成方案设计、元件选择。工程设计是没有标准答案的，但必须考虑设计方案的经济性、实用性，满足实际的生产要求。由于讨论内容超越了课本，将复杂的工程实际与本课程的学习紧密相连，并看到了所学知识在工程实际中的应用价值，学生兴趣十足，发言踊跃，甚至能提出工程实际中某个方面的不足之处，课堂气氛、教学效果得到了极大的改善，培养了学生的实践意识及实践能力。
三、改革考试方式
在本课程的教学过程中，尝试了多种新的考核方式，旨在让考试真正成为督促学生学习、调动学生学习积极性的有效手段和检验途径。应改变单一笔试的.课程考核方式，采取期末笔试、平时成绩、实验操作考核三者相结合，全面评定学生对课程内容的掌握程度。平时成绩以作业、课堂表现、实验实习报告为评判依据，实际工程案例分组设计计入平时成绩。我们将考试方式改变为：平时成绩占20%；实验成绩占20%；期末考试成绩占60%。在期末试卷设计时，考虑学生个体的差异。由于学生的理论基础与个人特长的个体差异，因此对于本课程的掌握和理解程度、应用能力也相应不同，试卷主体仍然按照知识点的要求和分布情况进行出题，即基本题占70%左右、提高题占20%左右，较难题占10%左右。不同的是，在占10%的较难题方面给学生增加选择。比如，设置两道不同题目中任选一题，一题偏重于理论分析，一题偏重于实际应用，学生可根据自己的特长与爱好选做。采用面向实际的教学法，教学效果良好，师生共受益。学生在轻松的氛围中学习知识，培养了学生的实践意识，实践能力。学生在郑州大学网上教学平台上给教师的留言充满了感激与鼓励，给教师打分平均98分以上，就充分地说明学生对机械工程测试技术基础的教学是肯定的、满意的。本人在课程的讲授过程中，看到学生理解知识难点后的喜悦，感受到学生知道所学得到所用的激动，其乐无穷！
机械工程测试技术论文
机械工程测试技术是一门比较基础的课程，也是现在很多的学校的一门课程，下面就是为各位机械工程测试的同学带来的机械工程测试技术论文，请看：
机械工程测试技术论文
【摘 要】机械工程测试由于其复杂性和高难度的特点导致了在传统教学模式中中存在了一些不足。
笔者从中提出了一些关于教学改革的研究和看法，通过结合工程题目设计实验案例的教学方式，使学生的实践能力，综合能力得到提高。
【关键词】机械工程测试技术;教学改革;课程
1.机械工程测试技术在教学过程中存在的不足
1.1教学方式没有实现多样化
教学手段落后，以课堂教学为主，学生被动接受，缺乏必要的互动。
虽说现在多媒体教学已经普及，但基本上还停留在投影代替粉笔的初级阶段，对现代化教学手段的充分利用还远远不够，对教学手段的改进也期待进一步探索所以可以看出，传统教学模式的弊病会造成学生被动吸收知识，难以充分调动学生学习的积极性和主观能动性，不利于培养学生的创新思维和创新能力。
1.2课程的不合理安排导致基础薄弱
机械工程测试技术需要前期学习的课程主要有高等数学和概率论与数理统计。
高等数学和概率论与数理统计这两门课程一般安排在大学一、二年级开课，机械程测试技术一般安排在大学三年级开课，中间间隔的时间比较长，学生对基础知识的遗忘比较严重。
而比较普遍的现象是学生在学习这门课程时进人状态较慢。
该课程一方面要求学生全面回忆起高等数学、数学分析的内容，另一方面要求学生不断吸收全新测试技术知识。
假如不能充分利用已学过的基础知识并做到与新知识融会贯通，则相当长一段时间都会处于茫茫然的学习阶段，学习兴趣锐减，积极性受挫。
1.3学生得不到足够的实践机会
机械工程测试技术课程的实验教学中主要存在两个问题：一是由于实验条件有限，难以完成一些较复杂的实验，而且某些简单实验完成的效果也不太好，造成了学生在学习这门课时，感性认识与理性认识相脱节的现象，学生理解这门课程存在一定的困难。
二是实验教学中一般要求学生按照实验指导书的步骤操作，有些学生不思考就按部就班完成实验，最终仍然不明白为什么该实验要有这几个中间步骤，知其然而不知其所以然。
众所周知，机械工程测试技术是一门实践性很强的学科，所以实验教学对于学习本门课程非常重要。
但是由于存在一些这样那样的问题，导致了实验教学不能正常开展，学生动手操作机会少，演示教学多，案例教学较少，实际应用测试结果分析问题的能力不足。
1.4学生接受知识相对比较被动
传统的教学模式主要以教师为中心，上课大多采用灌输式的教学方法，这种模式的优点是有利于教师发挥主导作用，利于教师组织、监控整个教学活动进程，便于教师向学生传授系统的科学知识。
但是通过长期的观察，由于，教学手段落后，以课堂教学为主，学生被动接受，缺必要的互动。
在以前的教学模式中机械工程测试技术实验教学基本是沿袭传统的教学模式。
做实验之前教师将每一个实验从实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容到实验步骤、数据处理等都做了详尽的交待，学生只要按固定步骤操作即可这种传统教学模式，虽然能使学生较快地掌握教材内容，但却影响了学生创新思维的培养，激发不了学生求知的欲望。
2.对于机械工程测试技术改革的几点看法与研究
2.1改变传统的单一枯燥的灌输式教学模式
通过引入多媒体教学，提高课堂教学效果 在测试技术课程学时压缩，测试技术内容不断增加的情况下，把多媒体教学引入测试技术教学，可以改变传统的教学模式采用单纯的黑板、粉笔式课堂教学，缺乏形象、直观生动的特点，使图、文、影、音等多种信息结合在一起。
合理的运用多媒体教学可以弥补传统教学的不足，使课程内容化难为易，化繁为简，便于学生对知识的记忆与掌握。
而且教师应该改掉灌输式的教学模式改为启发式。
启发式教学不仅是教学方法，更是一种教学思想，是教学原则和教观。
所谓启发式教学是教师在教学过程中，根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，运用各种教学手段调动学生的主观能动性，引导学生开动脑筋、积极思维、主动实践，以达到掌握知识和技能，增强能力的'目的。
2.2采用案例和基础知识相结合的教学模式
在教学中我们采用案例教学法，结合工程实例，把各个模块的知识有机的结合起来，使学生对模块化知识在实际测试中的具体应用有一个宏观上的认识，加强测试系统系统设计的观念。
比如讲解大型钢结构桥梁时，首先让学生分析危险截面所在之处，继而促使学生思考如何贴应变片以测量危险截面处的弯矩，并引导学生思考整个测试系统频率响应函数的建立方法。
另外，在分析功率谱时，多数学生误将其峰值视为具有最大振荡幅值所对应的信号，实则不然，功率谱中峰值处对应的信号只能说明其平均能量最大，但其振荡峰值却未必最高，这可以通过讲解测量射流中心速度的方法而使问题明晰。
显然，通过工程案例的讲解，不仅加深了学生对电阻应变式传感器、桥电路、A/D转换器和微处理器等的理解，而且有助于其掌握测试系统设计的基本过程，培养综合运用知识的能力。
2.3中心向学生动手实践倾斜
机械工程测试技术课程内容比较抽象，实验在课程教学中占重要的地位。
为了加强学生对于课本理论知识的理解，需要安排大量的实验教学。
实验应从培养学生的动手能力出发，发挥其能动性，让他们自我解决实际问题众所周知，工程实际中，机械工程师明确了测试任务后，一般的工作顺序是：在互联网上或企业内查询，选用适当的传感器和相关仪器;设计适当的试验方案，组建测试系统;完成测试要求。
因此应开设具有实际应用背景的常用物理量(位移、力、压力、振动、噪声和温度等)测量的综合性实验，每个实验相当于完成一项工程测试任务。
2.4优化教学知识结构
教学内容是学习知识和技能的载体。
由于机械工程测试技术涉及的知识面比较宽，知识点多而繁琐，针对这一特点，我们在教学过程中把相对离散的知识模块化，把知识点分为信号认知模块、信号分析模块、信号调理模块、传感器基本知识模块以及测试装置性能测试模块等，使每个模块的知识系统化，让学生能够分模块的掌握有关的知识。
在把知识模块化的同时，我们根据突出重点，注重实用的原则，在满足教学要求的条件下精选授课内容。
当然，要达到上述要求应做好两方面工作：一是确定教学内容是什么，二是怎样将这些教学内容组织成一个合理且实用的有机整体。
3.结语
机械工程测试技术相对于其他的课程最大的特点之一便是其实践性。
而且多年的教学经验也显露出老师难教，学生难学的特点。
我们应该应用形象、直观、生动的形式充分调动学生的积极性和学习热情。
再但前的发展形势下，提高学生综合素质，特别是培养学生创新意识和能力，任重而道远。
希望通过以上学改革，相信能够在一定程度上提高机械工程测试技术课程的教学质量。
【参考文献】
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机械工程测试教学结构革新论文
1“机械工程测试技术”课程教学结构体系调整前
“机械工程测试技术”课在开始的时候,考核满分为100分,课程结构分两部份,一部份是理论教学,占考核的80%;另一部份是实验教学,占考核的20%,共有8个实验,具体如下,实验(1)∶测试仪器系统特性参数测量;实验(2)∶电阻应变片组桥;实验(3)∶扭矩及剪应力测量;实验(4)∶平面应力状态下的应力测量;实验(5)∶位移测量;实验(6)机械传动系统参数测量与分析(综合性);实验(7)∶局域网络试验系统(选作)(综合性);实验(8)∶虚拟仪器制造与使用(设计性,选作)。作为学生实验技能训练,这种教学模式还不能有效地完成本课程的综合能力培养的目标,同时也不能合理评价学生的整体水平。
2“机械工程测试技术”课程教学结构体系调整后
经过近一步调整,课程结构分六部份:理论教学+实验技能训练+综合答辩训练+平时表现的考核+撰写论文+到工厂进行实测训练。相对应的分数为笔试50%;实验技能20%;综合答辩10%;平时表现10%;论文5%;现场实习5%。
(1)前两项已经说明,第三项为综合答辩训练,方法是老师从题库中调出80～100道题,然后每个学生单独面对1～2两位老师以抽签的形式抽出两道题,根据题意要求进行回答问题。回答过程中,老师可根据学生回答的情况,与学生互动,老师对回答好的学生可以在深入以及拓宽知识面方面再问一些问题,目的`是让学生多掌握一些知识。对于回答问题不好的学生,通过引导尽可能的让学生对本问题有一定的理解和掌握。综合答辩训练的优点是,老师和学生可以面对面进行沟通,可以准确知道学生掌握某个知识点的情况,通过学生单独与老师互动,可锻炼学生胆量,应变能力,从而为学生就业面试以及在今后的工作中接触任何事的时候不胆怯奠定基础。
(2)平时表现的考核是从以下几方面进行的,出勤率、课堂纪律、回答问题准确性和学习态度是否端正、课程服务等几方面进行评定。出勤率方面,抽查三次无故旷课的,不准参加理论考试,两次以内的,要根据情况在平时成绩中扣分。课堂纪律和回答问题经常挂钩,有时候针对课堂说话学生进行提问,回答不上来,记录在案,作为平时表现成绩的参考。如果能正确回答问题,可抵消课堂纪律不好应扣的分,但不加分。正常提问时,回答正确的可加分。学习态度是否端正的考察方法是,在平时的课上课下或答疑过程中,就可了解掌握这部分好学生的信息,课程服务方面,主要是针对课代表和部分积极为课程服务的学生。课代表是老师和学生之间沟通的桥梁之一,有些学生可能不愿意直接和老师进行交流,但老师可以通过课代表了解掌握与本课有关的一些信息,从而可以调整教与学的方法和节奏。课代表还要收发作业及实验报告和联系实验等工作。付出较多,平时成绩给满分。有的学生积极主动擦黑板或帮助老师或同学做一些与课程有关的服务,从这些小事可看出人的素质,可在平时表现中加分。
(3)论文撰写的评定是,对于工科院校的学生来说,写作是弱项,尤其写科技论文,在各门课程中都没有涉及,为了让学生在科技论文方面有个初步了解,我们在讲课的环节中,加入了怎样写科技论文的教学内容。让学生结合本门课程所学知识,写一篇3000字左右的论文。老师根据学生论文的质量,给出该成绩。
(4)到工厂进行实测训练,学生经过理论课学习和到实验室进行了实验,那么在工程中,测试技术又是怎样用于工程领域的,我们分批带领学生到工厂去,在工厂的生产线中选择合适的机械设备,让学生自己动手连接检测系统进行实际测试与分析。让他们感受到理论知识、实验室实验、现场实际检测之间的相互关系的重要性。从理论性到实际检测体验的训练,是学生对测试技术这门知识有了较深入地理解和掌握。毕业后到工厂从事点检工作时,就知道怎么去做了。在评定这一项成绩时,只要主动参加并积极动手实测的学生,都可得到满分。无论学习好或不太爱学习的学生在这一环节表现的都很积极主动。
3考试改革前后的学生考试优良率比较(表1)
4结语
(1)通过课程考试内容调整,拓宽了学生的知识面。学生初步学会了撰写科技论文。改变了实验只在实验室做的习惯,让学生亲身体验到实验室做实验与工厂进行实际测试不同感觉,学生都主动动手实验。
(2)理论教学与实验、工程实践结合的更密切。通过理论学习和实验以及到现场亲手进行测试,学生对“机械工程测试技术”课的理解、掌握加深了。
(3)优良率得到提高,不及格率大大下降。优、良率提高1%;中提高6%;及格率下降2%;不及格率下降5%。
(4)通过理论教学+实验技能训练+综合答辩训练+平时表现的考核+撰写论文+到工厂进行实测训练,提高了学生综合能力并合理的评价了学生的整体水平。
机械工程测试技术实践教学方法论文
摘要：为适应新工科专业建设和改革，需加强课程教学改革，提高学生创新设计能力、实践动手能力，达到国际标准的专业认证要求；课程实践教学是培养新工科学生创新设计实践能力的关键环节，强化实践教学是课程教学改革的基础。文章针对机械工程测试技术课程，探索实践教学方法和教学模式，作为加强创新设计能力的专业课程改革突破点，结果表明改进实践教学方法可提高学生创新设计能力，是新工科专业课程建设的着重点。
关键词：创新设计；实践教学模式；测试技术课程；教学改革
一、概述
目前，机械工程测试技术课程教学仍侧重测试基础知识学习，在实践能力、创新能力的教育和动手能力训练方面有待提高[1]。随着本科教育教学改革持续、深入推进，加强新工科学生创新能力培养已成为高等教育改革发展的新方向。根据机械电子工程专业培养方案修订和专业认证需求[2]，机械工程测试技术课程教研组完成了机电综合创新实验室建设项目，并获得该课程教改立项资助，课题着重教学内容、课程体系、实践环节等方面的综合改革，现已完成课程创新设计实践教学方法研究。通过已完成并实施的课程实践教学新方法，明显激发学生学习兴趣，培养了学生团队协作意识和创新能力，实际动手能力有显著提高。
二、基于创新设计的课程实践教学基础
（一）机电创新综合实验平台
创新设计综合实验是基于创新设计的测试技术课程实践教学基础，实验室需提供良好的开放实验条件。通过增加课程实验学时数，满足综合型、设计型、创新型实验学时要求，学生有充分的时间进行实验设计和分析[3，4]。机械工程测试技术教研组充分利用机电综合创新实验室资源，提高师资队伍教学、科研能力，培养教学团队，交流教学方法，做到经验分享，发掘新方法。机电综合创新实验室实验实训台有：单片机和可编程综合实验台、三维数控平台、电机综合实验台、三联电梯群控实验台、光学测试平台、超声测试实验台，如图1所示。能开设机电控制、驱动、测试等多门课程综合实验、实训项目。课程教学中，引导学生整合现有设备，设计综合实验；在此基础上，引导学生对实验设备和实验项目进行创新设计，培养学生创新设计能力。各实验台主要开设的综合性、创新设计实验项目如下：
1.单片机可编程控制综合实验装置可完成测试系统控制器设计、开发实验。该实验装置集单片机实验板、专业仿真器、可编程控制器、通信编程器、模拟控制实验板、实物于一体，可直观地进行单片机原理及各个应用领域的实验、多个PLC实际应用的模拟实验及实物实验，同时也为高层次的设计开发实验提供良好的条件。本装置结合教学要求，设计了单片机和可编程控制器课程中最具典型性的实验项目，适合各高等院校开设的“单片机原理及接口技术”、“单片机数据通信技术”、“可编程控制器技术”、“可编程控制器及其应用”等课程的实验教学。
2.三维数控实验台该实验台为主轴带光栅的开放式可重组龙门三维机电综合工作台，可完成位置、速度等三坐标运动控制参数综合测试、开发实验。采用工业模块化结构设计，具有开放式可重组龙门固定式三维平台机械本体，实现可重组三维运动平台和通用四轴闭环控制系统的运动控制；提供VC、Vb、C#、Delphi、Matlab及Labview等主流高级编程环境的接口库，方便进行机电和控制等方面的实验，可使用开放式高级语言采集位置和速度信号，实现位置和速度的全闭环控制、半闭环控制和开环控制，显示位置和速度曲线。
3.电机综合实验台该实验台为运动控制与电机综合实验及故障诊断平台（机电一体化技术综合实训平台）实验系统，可完成机械振动、轴端位移、主轴不对中及轴承磨损等故障参数的`综合测试，电机控制及故障诊断系统的设计和分析。可实现机电一体化技术与运动控制和故障诊断综合实验；实验平台包含典型传感器技术、交流电机控制、运动控制器、计算机控制、数控系统等课程实验，故障诊断实验包含典型的机电一体化系统故障诊断与分析实验。
4.三联电梯群控实验台六层三联群控电梯模型为透明仿真教学电梯，具有自动平层、自动开门关门、顺向响应轿厢内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护以及电梯急停、慢上、慢下、照明、风扇等功能；模型软硬件均采用开放式结构，可进行测试、控制系统的二次开发研究，实现群控电梯（统一调度多台集中并列的电梯）、并联控制电梯（2-3台电梯的控制线路并联，进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮）、集选控制电梯、信号控制电梯等。
5.机电系统测控技术综合实训平台双喷头喷墨打印沉积系统由机械系统、驱动系统、运动控制系统、视觉系统及喷头系统等组成。通过检测微滴运动参数，精确控制微滴稳定喷射及基板精确运动的协调控制，实现功能材料在基板精确沉积制造，完成如：柔性导电线路、微传感器、薄膜太阳能电池、半导体器件的快速成型制造。变频张力控制教学培训系统具备传感检测技术、人机交互、电机拖动、PID控制、自动传输、电气调试等技术应用，通过对卷绕系统中收放卷装置的张力控制，线速度、膜厚和卷径等变量算法研究，重点突出变频器模拟量方式对三相电机的调速与控制、收放卷张力恒定等项目，包含PLC、HMI、变频器配线、控制和通讯功能的综合实训；整个动态过程能保证收卷、放卷过程的平稳性，不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、停车都能保证张力的恒定。数字微镜器件（DMD）为数字微镜空间光调制器套件，结合DMD高性能芯片组，能为学生提供FPGA可编程应用开发平台，学生可开发定制应用，该投影套件系统也为高层次综合设计开发实验提供良好条件。便携式超声波探伤仪具有B扫描（成像）以及全程连续动态实时记录检测回波数据便携式超声波探伤仪，能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷如裂纹、焊缝、气孔、砂眼、夹杂、折叠等的检测、定位、评估及诊断。
（二）结合研究课题，开设综合设计实验
利用机电创新综合实验室仪器设备，结合科研课题，在光学检测、微滴喷射成型技术、机器视觉、高速主轴可靠性分析等领域的测试方法，引导学生开发、设计实验实训内容。与工程训练中心合作，探讨开放实验室管理方案，实现学生自主管理实验，全天开放实验室，提高学生动手实践、培养创新思维，参与课题研究，培养科研分析、写作论文、实验数据分析能力，真正掌握、领会测试技术课程学习内容。加强竞赛竞争力，通过课程探讨竞赛培训方法，课程学习使学生具备参加国家级大赛能力，机械类专业可参加全国机器人大赛、机械创新大赛、工程训练能力竞赛和电子大赛等国家级竞赛；通过竞赛，总结参赛经验，分析与课程教学的结合点，教学方法改革切入点，改进教学方法、教学内容及学生应掌握知识点，强化学生实践能力培养。结合研究课题，提出问题、设计教学案例，结合实际应用，设计实验教学方法和学生自主完成的实验内容，实现自主训练教学目标。目前，在电机综合实验、电梯群控实验及柔性制造等实验平台上已开设了若干个设计型、创新型实验项目。
三、项目驱动实践教学方法
针对机械电子工程、机械设计、制造及自动化等专业的培养要求[5，6]，结合课题研究，设计、开发了图1所示的机电综合创新实验项目，可为机械电子工程、机械设计等多个专业测试、控制及仿真课程提供综合设计实验，很好地改进了实践教学方法。
（一）工程测试项目在实践教学中的综合应用
课题组完成的工程测试项目有机械零件超声波无损检测与探伤技术、轴承故障检测与故障诊断技术、高速主轴振动检测、机器视觉和光学检测、可穿戴织物导线的微滴喷射成型技术和高速电主轴可靠性试验技术等课题，涉及位置、振动、位移、超声波、光学等多种测试方法。项目研究扩充了机电综合创新实验内容，学生通过课程实践教学参与项目研究，将学习的测试方法用于实际工程项目，提高学生课程学习积极性，加强了动手能力和解决实际问题能力，大大提高了课程实践教学效果。
（二）科研成果融入实践教学环节
课题组利用科研项目，结合应用的工程测量方法，整理了科研项目中的测试系统，提炼出具有实际工程应用的实践教学案例，作为项目驱动教学，课程结合科研项目的实践教学内容。以力和扭矩非接触检测方法为例，实践教学中，针对高速电主轴接触式检测存在的问题，引导学生提出新的检测方法，设计、开发非接触检测装置。这种装置是通过创新设计得到的研究成果，一种学生自己开发的测试新技术。经过创新设计实践训练，很好地开拓了学生思维方法，提高了知识探索能力。该应用是在高速电主轴可靠性实验课题研究中，需检测作用在高速电主轴轴端加载盘上的电磁加载量，包括径向电磁力和扭矩的检测。根据高速主轴接触式检测存在的问题[7]，实验教学中引导学生设计非接触电磁加载量检测方法，提出电磁加载力和扭矩的非接触检测方法，对电磁加载量检测装置进行了创新设计，如图2所示。应用图2所示测试装置完成加载力和扭矩测试实验，学生分析了径向力和扭矩同步检测方法及实验装置工作原理，通过实验数据的处理，得到力和扭矩检测值，解决了高速主轴作用力和扭矩检测的工程应用问题。与教材讲授的力和扭矩检测方法相比，创新设计实验教法很好地培养了学生动手实践和分析解决实际问题的能力。
四、结束语
本文针对机械工程专业新工科培养目标，分析和探讨了机械工程测试技术实践教学新方法。为加强学生实践动手能力，建立以学生为中心的多层次、应用型机电综合创新实践教学模式，构建了机械系统检测技术综合创新设计的课程实验实训平台。本文研究促进了专业实践教学资源的整合、优化和共享。有利于通过课程实践教学环节，提高学生动手能力和解决实际问题的能力。
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浅谈新形势下机械工程测试技术教学改革的论文
机械工程测试技术是机械类专业学生必修的一门专业技术基础课，它主要研究机械工程领域与设计相关的试验、控制和运行监测中所涉及到的物理量及其它工程量的测量和测量装置的性能，主要包括物理量和其他工程量的测量方法、测试中常用的传感器、信号的调理电路及记录、显示仪器的工作原理、测量装置基本特性的评价方法、测试信号的分析和处理等内容。它是一门综合应用相关课程的知识和内容来解决机械行业设计和生产中所面临的测试问题的课程，基本理论较多，同时所研究的内容都直接面向工程应用中的测试问题，与工程应用紧密结合。由于各种基于新的测试原理和测试方法的新型传感器不断出现，课程的教学内容也处于不断更新的变化之中。
随着高校专业改革的发展，一方面测试技术课程的学时数逐渐减少，教学时数(包括理论教学和实验教学)已缩减为32学时，而另一方面为了适应现代工程测试技术发展的需要，对于机械工程测试技术课程的教学要求却又有所提高。因此，为了在减少学时的情况下达到相同的教学效果，机械工程测试技术的教学内容和教学模式也需要与时俱进。本文依照课程教学内容服从专业培养目标、课程教学方法服务于课程教学内容、素质教育贯穿于整个教学过程的原则，以培养学生的创新意识和分析解决工程实际问题的能力为目的，针对新形势下机械工程测试技术课程的教学内容和教学模式进行了一些研究与探索。
1以面向工程应用为主的教学内容体系的改革
按照教学内容服务于专业培养目标的原则，以面向工程应用为主要目的，将课程内容进行模块化整合，在教学过程中应以应用模块的教学为重点，以适应培养具有创新意识的工程应用型人才的需要。
机械工程中一个完整的测试系统一般包括：被测对象(通常是各类信号)、传感器、调理电路、信号采集与数字信号处理及反馈控制等，与此相应的理论内容主要有：信号及其描述方法、测试装置性能的静动态分析、各种常用传感器的原理及后接电路、信号调理、信号的显示与记录、信号处理等，这些内容构成了机械工程测试技术课程的基本理论部分，涉及知识面较广，知识点多而繁琐。同时课程也包括了常见物理量如位移、力、应力和应变、振动测试、温度及流体参量中的压力和流量等常见物理量的测试方法，还包括现代计算机测试系统等内容，这一部分属于应用性内容。
针对课程内容的特点，将教学内容划分为信号及其描述模块、信号传输系统性能模块、传感器模块、信号调理模块、信号处理模块及应用实例模块这六大模块。其中前五个模块属于该课程的理论部分，它们间的关系也非常明确，即按照信号的运行路径为主线组织知识点，此部分内容中传感器模块为重点内容，主要讲授常用传感器的工作原理及后接电路，该部分内容与工程应用紧密结合，其余内容如信号传输系统性能及信号调理等与学生学习过的自动控制原理及电工学等课程有重合，在教学过程中可以做简单回顾即可。最后的应用实例模块既是前面各模块的有机结合，又是该课程的目的所在，该模块含几个典型物理量的测试实例，每个实例应有具体的系统组成及适当的理论分析。这样组织教学内容，学生在学习时能清晰地理解各个知识模块的作用及在测试系统中的地位，对于测试系统的完整组成及性能分析有比较完整的概念，另外也可以学习到各种物理量测试技术的具体工程应用方法。
2教学方法与手段的改革
2.1工程实例教学法
按照教学方法服务于教学内容的原则，由于机械工程测试技术这门课程与工程实践联系紧密，直接面向工程应用，因此在教学过程中，应将适当的工程实例引入教学，这对于提高教学效果具有重要作用。
如在讲述传感器的原理时，除讲清楚各种传感器的原理之外，还需要通过大量的工程实例来使学生认识所学习的传感器是如何应用于实际工程量的测量。例如，笔者在讲述压电传感器时，给学生举了一个压电传感器应用于悬臂梁振动测试的例子。压电加速度计由惯性质量块和受压的压电陶瓷晶体等组成，固定安装在悬臂梁上，当给悬臂梁施加一定频率的激振信号时，压电加速度计感受与悬臂梁相同频率的振动，若振动频率远小于压电加速度计的固有频率，质量块便有正比于加速度的交变力作用在压电陶瓷晶体上，由于压电效应，压电陶瓷晶体上产生正比于运动加速度的表面电荷，通过电荷放大器等后接电路，便可以得到悬臂梁振动的加速度信号，再通过双重积分器即可得到悬臂梁的振动位移信号。
例如，在讲述关于滤波器的问题时，笔者通过LABVIEW给学生演示了一个滤波器应用程序，频率为10Hz、幅值为1的正弦波与频率为60Hz、幅值为0.1混叠有幅值为0.1的白噪声的正弦信号叠加的合成信号，通过无限长冲击响应(IIR)3阶低通滤波器进行滤波处理，当滤波器的截止频率分别为20Hz和65Hz时，通过观察滤波后信号的波形图，来了解滤波器的截止频率对于滤波效果的影响。
这些工程实例的引入，一方面能够激发学生学习相关知识的兴趣，了解相关知识的工程应用，同时又能提高学生应用所学内容分析和解决工程实际问题的能力。
2.2启发式教学法
启发式教学，就是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，运用各种教学手段，采用启发诱导办法传授知识，使学生积极主动地学习，以促进能力培养。在课堂教学中，应尽量避免填鸭式教育，尽量启发学生利用已有知识去主动分析和解决理论推导和实际问题。在具体实施中，针对部分教学内容，以学生理解并掌握该部分内容为目标，可以先列出研究思路和步骤，然后在讲解过程依步骤逐步提示学生利用现有知识去进行思考，并尝试自己独立推理，然后再由教师进行详细讲解。
例如，在讲述关于非周期信号的傅立叶变换时，先列出学生已经学习过的周期信号的复指数展开式，提示他们可以将非周期信号看成是周期为无限长的周期信号，从而引导他们借用周期信号的复指数展开式去自己推导出傅立叶变换式。在讲述了傅立叶变换的基本概念之后，提示他们结合数学中的坐标变换去理解傅立叶变换实质上是一种积分变换，将一个信号通过积分变换变成另一个信号，两个信号相互之间有联系，傅立叶变换后得到的信号自变量已经变为频率而非时间，通过分析一个信号的傅立叶变换可以得到信号的频谱密度函数，从而了解了信号包含的各频率成份及特征。通过启发式教学，学生深刻地理解了傅立叶变换的意义，同时也加深了对信号时域分析和频域分析的理解。
实践证明，学生对于启发式教学方法比较感兴趣，他们也乐于在教师的启发下通过自己的思考去一步步解决实际问题，而非被动的接受教师的讲解，而经过对具体知识求解过程的锻炼，他们的自学能力及分析和解决实际问题的能力都得到较大程度的提高。
2.3将MATLAB及LabVIEW软件应用于课堂教学
机械工程测试技术作为一门与工程应用联系紧密的课程，其内容随着现代计算机技术的发展而不断完善，尤其是MATLAB软件及虚拟仪器技术等已成为测试系统分析与设计的重要工具。从工程实际需要出发，笔者在课堂教学中，将工程中广泛应用的MATLAB软件及虚拟仪器技术引入课堂教学，引导学生去了解这些软件在测试系统分析与设计中的作用。
例如，在讲述测试装置的静动态特性时，利用MATLAB的simulink仿真工具箱，建立一阶系统和二阶系统的仿真框图模型，给系统以不同的输入如单位阶跃输入、单位脉冲输入等，再通过改变一阶系统的时间常数及二阶系统的阻尼率和固有频率等参数，来模拟测试装置在不同输入下的响应，这些内容编写成一个个仿真子程序，在授课的时候直接调用子程序来运行。
讲述各种信号时，可以利用LABVIEW的信号仿真函数，产生不同频率和幅值的正弦波信号、方波信号及三角波信号等，同时利用频谱测量函数显示相应信号的幅值谱和相位谱。在讲述滤波器时，通过合并低频信号和高频信号或噪声信号组成混叠信号，并利用滤波器函数来编制应用程序来仿真高通滤波器、低通滤波器及带通滤波器等不同种类滤波器的滤波性能，从而使学生可以直观了解各种不同种类滤波器的性能。所有演示内容都编写成一个个应用实例，在课堂教学时直接调用。
通过将MATLAB和LabVIEW软件引入课堂教学，即避免了书本知识过于枯燥、学生易失去学习兴趣的问题，又能通过实例演示加深学生对于所学内容的直观印象，同时引导学生自己学习相应的软件，自己动手去处理实际问题，既提高了课堂教学效果，也培养了学生的应用相关软件去分析解决工程实际问题的能力。
2.4多媒体教学
由于课程教学内容较多，同时又包含有大量工程应用内容，而教学课时数又相对较少，因此，对于大部分内容的讲解宜采用多媒体教学，这有利于发挥多媒体教学信息量大，且可以对大量实际工程应用进行动画显示等优点。例如，在讲述测试系统的组成时，为了加深学生对于测试系统各个组成环节的印象，笔者举了旋转轴偏心量监测系统的例子。位移传感器获取轴承在X、Y方向的位移信号，通过调理电路进行放大和滤波，再经过信号数据采集送入计算机，进行处理和显示。监测系统采用动画显示的方式，既利于学生形象地通过测试信号的.传递及信号的变换与处理过程，也利于加深其对测试系统整体组成的理解，同时也可提高学生实际应用能力。
2.5小论文式大作业
在教学过程中，针对主要内容布置一些大作业，选题范围主要是一些相关的工程实际问题，也可以让学生自行选题，要求他们以小组的形式，按照测试系统的组成，自己选择相应的硬件去搭建能够投入工程实际应用的测试系统，并分析所组成的测试系统的性能，最后按照一般科技论文的格式完成一篇简单的小论文。例如，在课程学习基本完成之后，向部分学生布置了一道机床主轴转速测试系统的大作业，让学生自己选用合适的传感器，并选用相应的测试系统硬件，自己搭建一个转速测试系统，并应用LANVIEW软件编制信号采集及信号处理程序。实践表明，在教学中鼓励、指导学生进行小论文式的大作业的训练，可以更好地发挥其学习的主动性和创造性，也使得学生设计测试系统的能力和分析解决工程实际问题的能力得以提高，是一种非常有效的研究型教学方法。
3更新实验内容，实施开放式实验教学
实验教学内容既要服务于课程教学目标，同时也要紧跟工程实践要求，着重培养学生分析和解决工程实际问题的能力。为此，我们对实验内容进行适当改进，在保留了一些验证性的传统实验内容同时，也积极开设了一些设计性和创新性的实验项目。更新后的实验内容分为二个部分：第一部分为基本实验，主要包括电桥性能综合实验、霍尔测速实验及压电式加速度传感器测量振动实验，第二部分为综合创新性实验(机床主轴振动测试、液压系统流量测试及桁架应力综合测试)。基本实验以课程基本知识为载体，以基本知识和动手能力训练为重点，为必开实验。综合创新性的实验，以培养学生的设计能力、分析和解决工程实际问题的能力为目的，学生可以选做自己感兴趣的实验项目。
实验教学实施开放式、自主式教学，学生可以在实验室开放期间任何时间来做实验，由学生根据实验的要求自行选用相应传感器及相关硬件和软件搭建测试系统，并独立完成整个实验，从而使自己动手能力和实践能力得到加强。教师在实验结束后，对实验结果进行总结，指出实验过程中存在的一些不足，同学生进行讨论。这样，可以帮助学生发现问题，使他们掌握处理问题的技巧，从而更好地激发和培养他们的探索精神和创新能力。
4结论
机械工程测试技术教学的主要目的就是让学生更好地掌握测试系统的理论和测试系统性能分析的方法，并学会独立选用相应的硬件和软件去搭建测试系统去分析和解决工程实际中的工程量测试问题。近几年的教学实践表明：本文在教学内容、教学方法与手段、实验教学等方面进行的研究与探索，在提高教学效果方面显示了较好的作用。模块化且面向工程应用为主的教学内容体系更适合具有创新意识的应用型人才的培养需要，各种教学方法与手段的采用能够提高学生的学习兴趣、增强学生学习主动性和分析解决工程实际问题的能力，更新的实验教学内容和开放式实验教学能够加强学生动手能力和实践能力的培养。
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