自動檢測技術(shù)實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)踐論文

　　摘要：《自動檢測技術(shù)》課程是工科類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗環(huán)節(jié)能促進(jìn)學(xué)生加深對常用傳感器、測量電路以及常見非電量檢測方法的理解和掌握。本課題組對該課程的實(shí)驗課內(nèi)容、教學(xué)組織方式以及評價體系進(jìn)行改革，成效顯著。

　　關(guān)鍵詞：自動檢測技術(shù);實(shí)驗;教學(xué)改革

　　0引言

　　《自動檢測技術(shù)》課程是工科機(jī)械類專業(yè)和電氣信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)介紹各種變量的檢測原理和方法。該課程旨在使學(xué)生了解并掌握檢測技術(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，掌握各種參數(shù)的檢測技術(shù)及信號之間的轉(zhuǎn)換技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生安裝、運(yùn)行、維護(hù)自動化設(shè)備及解決現(xiàn)場實(shí)際問題的能力，使其能適應(yīng)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、電子信息、測量與控制等多領(lǐng)域的工作。因此學(xué)生不僅要通過理論課的學(xué)習(xí)掌握自動檢測技術(shù)的理論知識，還需要通過各種實(shí)驗加深對常用傳感器、測量電路以及常見非電量檢測方法的理解和掌握。

　　1《自動檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)現(xiàn)狀

　　我校《自動檢測技術(shù)》課程開設(shè)了包括電阻應(yīng)變片、電容傳感器、差動變壓器、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)驗內(nèi)容。經(jīng)過幾年實(shí)驗教學(xué)的實(shí)施和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)有以下一些問題：

　　1.1.實(shí)驗課時少，實(shí)驗內(nèi)容簡單

　　《自動檢測技術(shù)》課程總課時為45課時，其中實(shí)驗課時僅為10課時，而實(shí)驗涉及的傳感器種類有10多種，因此只能做一些驗證性實(shí)驗，學(xué)生做實(shí)驗時只是按照實(shí)驗指導(dǎo)書機(jī)械地連接導(dǎo)線和測量數(shù)據(jù)。學(xué)生只是了解了該傳感器的性能，而對于傳感器的種類、特性、測量電路知之甚少。

　　1.2各個實(shí)驗之間相對孤立，沒有聯(lián)系

　　由于每次實(shí)驗只是簡單的測試一種傳感器的性能，相互獨(dú)立，而缺乏對傳感器選擇、應(yīng)用以及信號處理綜合能力的訓(xùn)練，學(xué)生難于建立自動檢測系統(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

　　由于這些驗證性實(shí)驗難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動性，而目前的課程考核機(jī)制中，實(shí)驗操作成績在總成績中所占的比重極少，所以學(xué)生普遍對實(shí)驗課缺乏重視，態(tài)度不積極，甚至出現(xiàn)逃課現(xiàn)象。

　　2《自動檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)改革內(nèi)容

　　針對上述問題，課題組對《自動檢測技術(shù)》課程的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了一系列改革，增加實(shí)驗課時，綜合整編實(shí)驗項目，改革實(shí)驗課堂組織方式和評價方式。改革的關(guān)鍵在于如何結(jié)合實(shí)驗操作掌握相關(guān)理論知識體系，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)際問題的能力。為了適應(yīng)各個層次學(xué)生的需求，課題組把實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容分為驗證性實(shí)驗項目、設(shè)計性實(shí)驗項目和綜合性實(shí)驗項目三種類型。內(nèi)容層次分明，目標(biāo)明確，由簡入難，循序漸進(jìn)。

　　2.1驗證性實(shí)驗項目

　　驗證性實(shí)驗為學(xué)生必做實(shí)驗。通過這類實(shí)驗讓學(xué)生掌握實(shí)驗設(shè)備的操作，掌握常用傳感器及信號處理電路的工作原理，掌握實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析和處理方法，為后續(xù)的設(shè)計性、綜合性實(shí)驗打下基礎(chǔ)。課題組選擇了2個驗證性實(shí)驗項目：金屬箔式應(yīng)變片特性實(shí)驗和電渦流式傳感器特性實(shí)驗。前者設(shè)計為質(zhì)量--電壓測量，分別以單臂、半橋和全橋三種方式進(jìn)行實(shí)驗，比較靈敏度和線性范圍，使學(xué)生掌握質(zhì)量的測量方法，驗證電橋電路特性。后者設(shè)計成位移--電壓量，分別使用銅、鋁（大、小面積）、鐵三種材料進(jìn)行實(shí)驗，比較靈敏度和線性范圍，驗證不同材料的電渦流特性。

　　2.2設(shè)計性實(shí)驗項目

　　設(shè)計性實(shí)驗也是學(xué)生必做實(shí)驗。該類實(shí)驗主要面向工程實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計和研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行簡單檢測系統(tǒng)設(shè)計的能力。通過之前的2個驗證性實(shí)驗，學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的基礎(chǔ)理論知識和基本操作技能。課題組設(shè)計了4個實(shí)驗項目：振動測量實(shí)驗、位移測量實(shí)驗、頻率及轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗和溫度測量實(shí)驗。每個實(shí)驗由老師給定目的和要求，學(xué)生綜合比較分析，選擇傳感器和信號處理模塊并設(shè)計實(shí)驗方案，獨(dú)立完成實(shí)驗操作和數(shù)據(jù)處理。

　　2.3綜合性實(shí)驗項目

　　根據(jù)本校實(shí)際情況，綜合性實(shí)驗項目采用開放實(shí)驗室項目形式。此類實(shí)驗需要運(yùn)用多門學(xué)科知識和多種實(shí)驗方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、綜合分析能力、解決問題能力和團(tuán)隊合作能力。課題組結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，召集一些理論知識扎實(shí)、動手能力較強(qiáng)并且對課程有濃厚興趣的同學(xué)，向?qū)W校申報立項實(shí)驗室開放項目，利用課外時間完成。學(xué)生由3至4人組成小組，通過查閱資料、研究討論并且考慮各自的興趣和特長，確定實(shí)驗項目的內(nèi)容、方案、參數(shù)指標(biāo)、元件器材和實(shí)驗經(jīng)費(fèi)以及各人的詳細(xì)分工。各小組分批于開放時段在實(shí)驗室內(nèi)完成傳感器的選擇、系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試和仿真。從立項至結(jié)題的整個實(shí)施過程中讓學(xué)生作為主體，充分發(fā)揮其主觀能動性，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)課程的知識和技能，進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰�，同時使學(xué)生初步了解開展科研的簡單步驟。

　　3《自動檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)評價體系改革

　　這種多層次多元化的實(shí)驗項目可以給學(xué)生提供多樣化的選擇，因此必須建立一套合理的評價體系，以完善的體制促使學(xué)生充分重視《自動檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)。《自動檢測技術(shù)》課程的總評成績由理論成績和實(shí)驗成績組成，其中實(shí)驗成績占40%比重，且采用多元化考核方式，考核貫穿整個實(shí)驗過程。驗證性和設(shè)計性實(shí)驗之前要求學(xué)生分組預(yù)習(xí)，設(shè)計實(shí)驗方案，集中演示講解，由組長根據(jù)實(shí)際情況評定預(yù)習(xí)成績，占實(shí)驗成績的30%；實(shí)驗操作分小組進(jìn)行，老師根據(jù)實(shí)驗結(jié)果和操作態(tài)度評定操作成績，占實(shí)驗成績的40%；課后要求學(xué)生撰寫實(shí)驗報告，分析實(shí)驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，老師根據(jù)報告情況評定成績，占實(shí)驗成績的30%。二綜合性實(shí)驗項目由少數(shù)學(xué)生在課外時間完成，則采用課外學(xué)分及個人榮譽(yù)等其它方式進(jìn)行考核評價。采用這種多元化考核評價體系，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊合作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)生積極性。

　　4《自動檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)改革展望

　　上述改革方案在本校機(jī)械制造及其自動化專業(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)際動手能力的新型應(yīng)用型人才的目標(biāo)。在今后的教學(xué)過程中，課題組還將進(jìn)一步深化改革《自動檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)。（1）引進(jìn)虛擬測量儀器，開闊學(xué)生知識面，提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量。（2）綜合性實(shí)驗項目還可擴(kuò)展為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)科競賽、學(xué)生科研項目等多種形式完成。（3）設(shè)計大型綜合性實(shí)驗項目，組合機(jī)械、電信、計算機(jī)等專業(yè)的學(xué)生共同參與，發(fā)揮特長，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，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。

　　參考文獻(xiàn)

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