以應用為導向的機械工程測試技術(shù)基礎課程教學模式,高等教育論文

以應用為導向的機械工程測試技術(shù)基礎課程教學模式,高等教育論文對于少學時(32學時)機械工程測試技術(shù)基礎的教學,一般只能講授信號處理初步以前的側(cè)重理論部分,其后的實際應用基本沒有時間講.講授的內(nèi)容從傅立葉級數(shù)、傅立葉變換及其性質(zhì)開場,高深的數(shù)學理論知識使學生接觸這門課就感到枯燥、難學;對于學習這門課程的目的及相關(guān)實際應用知之甚少、甚至感到迷茫,學習興趣不高,教學效果較差.針對這種現(xiàn)象,結(jié)合本人多年的教學實踐,在教學經(jīng)過中,以實際應用為目的,輔助于實物、工程案例,利用多媒體等技術(shù),激發(fā)學習興趣,拓展師生溝通空間,積極引導學生介入教學活動,注重培養(yǎng)其實踐能力,收到了良好的教學效果.一、借助于展示實物、多媒體等技術(shù),激發(fā)學習的積極性.(一)運用實物演示教學,提高學生的感性認識運用實物演示教學,有助于學生化抽象為詳細,為學生提供豐富的感性知識,直觀鮮明地揭示客觀事物的關(guān)系,能夠使他們獲得較深的感受,使抽象的概念、原理詳細化.筆者在從教的十余年中,收集了大量的與機械工程測試技術(shù)基礎教學相關(guān)的實物資料,主要有不同構(gòu)造及工作原理的傳感器、光電編碼器、行程開關(guān),應變片(花)、光電傳感器等實物;對實物教具除了積累、收集之外,在上課之前進行挑選、組合,根據(jù)教學環(huán)節(jié)的設計,分析哪種教具在什么時候運用,怎么樣運用.在講授機械式傳感器時,展示電阻絲應變片、應變花、半導體應變片,給學生直觀的感性認識,隨后講授不同類型機械式傳感器的工作原理、應用范圍,比照其優(yōu)缺點.把工程應用中多余的應變花發(fā)給學生,同時讓學生課下自學應變片、應變花的粘貼、密封、連接方式方法.使學生理解其工作原理,并把握應用方式方法.在講授光電傳感器時,首先介紹光電效應,展示光敏電阻、太陽能電池的實物及實例,再介紹光纖傳輸原理、構(gòu)造,展示光纖實物,隨后講授光電傳感器構(gòu)造、工作原理,展示光電編碼器.邊介紹邊展示實物,打破其神秘感,克制學生抽象感,認識到光電效應、光纖、光電傳感器就是活生生的存在,并得到了廣泛的應用.對于高等院校工科學生來講,學以致用是他們進入大學以來不懈的追求目的,工程案例能夠最大限度地提高他們的學習興趣.在講授電阻、電容、電感、磁電、光電傳感器時,都會牽涉接近開關(guān),不同構(gòu)造、不同工作原理的接近開關(guān)怎樣選型、有何優(yōu)缺點、適用于何種場合?結(jié)合某集運站的煤塊裝車自動控制、顯示系統(tǒng),某鋼廠爐料粒度檢測篩分系統(tǒng)等進行討論、講授,較好地解決了該問題.(二)運用多媒體等當代技術(shù)直觀、動態(tài)地展示抽象的概念、原理.運用動態(tài)、直觀的多媒體技術(shù)能夠創(chuàng)設出一個生動有趣的教學情境,以其獨特的形、聲、景扣動學生的心弦,化無聲為有聲,化靜為動,使學生進入一種喜聞樂見的、生動活潑的學習氣氛,進而使學生產(chǎn)生極大的學習興趣.例如講授傅立葉變化的時間尺度改變特性時,先理論證明該性質(zhì),在暴風影音中播放鳳凰傳奇的流行歌曲(最炫民族風〕,從互聯(lián)網(wǎng)上下載有圖像、歌詞的MTV,先正常播放一個片段,活潑踴躍課堂氣氛;按下快進按鈕,播放速度加快到正常速度的1.5倍(時域內(nèi),播放時間變?yōu)樵瓉淼?/3),聲音變得尖細,像兒童(頻域內(nèi),信號頻譜變寬,高頻成分相對增加);按下慢放按鈕,播放速度加快到正常速度的0.5倍(時域內(nèi),播放時間變?yōu)樵瓉淼?倍),聲音變得低沉,像老人(頻域內(nèi),信號頻譜變窄,低頻成分相對增加);在輕松、愉快的氣氛中,聽到不同的、變了調(diào)的歌曲,比照屏幕顯示的歌詞,就會明白同樣的信號,改變其時域尺度,頻域成分就會發(fā)生改變.在歡樂中學習知識,使學習知識變成一個歡樂、輕松的經(jīng)過.運用當代科技為師生溝通提供了廣闊自由的溝通方式,拓展延伸了教學時空,在課后學習中,師生之間利用鄭州大學網(wǎng)上評教平臺、E-mail、QQ、手機等方式,隨時隨地進行著溝通互動,實現(xiàn)了師生之間在空間上的零距離.在第一次上課時,把相關(guān)的信息公示出來,既拉近了師生之間的距離,又方便學生以后有什么疑難問題、意見及建議等及時地聯(lián)絡老師.二、結(jié)合實際工程案例,培養(yǎng)學生的實踐能力.案例教學法首創(chuàng)于哈fo大學[1],是當今國內(nèi)外高等院校部分應用性學科專業(yè)經(jīng)常使用的一種教學手段,目的在于有效增加課堂教學的生動性與實踐性,以到達理論教學與實踐教學相結(jié)合的實際效果.工程案例是將發(fā)生于工程實踐中的客觀事實,經(jīng)過文字、數(shù)據(jù)、圖表、動畫等方式進行概括、整理,構(gòu)成可用于課堂溝通或討論的案例材料.案例教學是學生了解實際問題的媒介,能夠培養(yǎng)學生解決工程實際問題的能力.實踐證明,一個好的案例經(jīng)常有助于提高教學質(zhì)量與效果,增加學生對專業(yè)學習的熱情和積極性,并且能起到舉一反三、觸類旁通的作用,啟發(fā)學生對工程實踐中相關(guān)事例與情境的深切進入觀察與考慮[2-3].機械工程測試技術(shù)基礎是一門理論性、實踐性都很強的課程,筆者結(jié)合多年的工程實踐和專業(yè)教學經(jīng)歷體驗,就案例教學在其教學中的應用問題進行了一些有益的嘗試.所選的工程案例應當真實,有針對性、系統(tǒng)性、時效性,難易程度恰當,能揭示和應用所學知識,并能引入、消化和吸收新知識,能切實提升學生的能力.結(jié)合本課程理論較深奧、實踐性強、課時少的實際情況,根據(jù)授課內(nèi)容的要求,采用在理論教學后提出適宜的案例以加深學生的印象,促進其對內(nèi)容深入理解的案例教學方式方法.在講授常用傳感器與敏感元件一章時,首先借助于實物、多媒體方式,介紹各類傳感器的構(gòu)造、工作原理、應用特點等理論知識;以京唐公司的高爐入料粒度檢測系統(tǒng)為例,在大屏幕上展示現(xiàn)場的工作環(huán)境、空間尺寸,告訴學生這是一個環(huán)境中飄浮著較多小顆粒、粉塵,是填海之后腐蝕性較強的場所,實際生產(chǎn)要務實現(xiàn)物料取樣、分級、稱重等功能,顯示取樣液壓系統(tǒng)壓力、溫度、油液深度、動作經(jīng)過、稱重檢測結(jié)果等;誤差小于0.3%.要求學生自愿結(jié)合,八人一組,每組設計出一個詳細的施行方案,并寫出設計提綱,比擬不同方案的經(jīng)濟性、實用性;十分是各種稱重傳感器(變送器)、限位開關(guān)、溫度傳感器(變送器)、液位計、壓力傳感器(變送器)的選擇,要求不能只是簡單地給出哪個種類的傳感器,需要說明元件選擇的根據(jù),詳細寫出每一種傳感器的型號、生產(chǎn)廠家、數(shù)量、價格.在開場講授本章之前,把這個任務布置下去,要求課下完成.講課經(jīng)過中,不斷提示本案例,為課堂上有效地開展案例教學做好充分的準備.本章內(nèi)容講授完成之后,展開討論.課堂上首先聽取各組的簡短方案發(fā)言,接著老師開場分析設計經(jīng)過,理清設計思路,引導學生有步驟地完成方案設計、元件選擇.工程設計是沒有標準答案:的,但必須考慮設計方案的經(jīng)濟性、實用性,知足實際的生產(chǎn)要求.由于討論內(nèi)容超越了教學材料,將復雜的工程實際與本課程的學習嚴密相連,并看到了所學知識在工程實際中的應用價值,學生興趣十足,發(fā)言踴躍,甚至能提出工程實際中某個方面的缺乏之處,課堂氣氛、教學效果得到了極大的改善,培養(yǎng)了學生的實踐意識及實踐能力.三、改革考試方式.在本課程的教學經(jīng)過中,嘗試了多種新的考核方式,旨在讓考試真正成為催促學生學習、調(diào)動學生學習積極性的有效手段和檢驗途徑.應改變單一筆試的課程考核方式,采取期末筆試、平常成績、實驗操作考核三者相結(jié)合,全面評定學生對課程內(nèi)容的把握程度.平常成績以作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實驗實習報告為評判根據(jù),實際工程案例分組設計計入平常成績.我們將考試方式改變?yōu)?平常成績占20%;實驗成績占20%;期末考試成績占60%.在期末試卷設計時,考慮學生個體的差異.由于學生的理論基礎與個人特長的個體差異,因而對于本課程的把握和理解程度、應用能力也相應不同,試卷主體仍然根據(jù)知識點的要求和分布情況進行出題,即基此題占70%左右、提高題占20%左右,較難題占10%左右.不同的是,在占10%的較難題方面給學生增加選擇.比方,設置兩道不同題目中任選一題,一題側(cè)重于理論分析,一題側(cè)重于實際應用,學生可根據(jù)自個的特長與喜好選做.采用面向?qū)嶋H的教學法,教學效果良好,師生共受益.學生在輕松的氣氛中學習知識,培養(yǎng)了學生的實踐意識,實踐能力.學生在鄭州大學網(wǎng)上教學平臺上給老師的留言充滿了感謝與鼓勵,給老師打分平均98分以上,就充分地講明學生對機械工程測試技術(shù)基礎的教學是肯定的、滿意的.本人在課程的講授經(jīng)過中,看到學生理解知識難點后的喜悅,感