自動(dòng)檢測技術(shù)實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)踐論文

　　摘要：《自動(dòng)檢測技術(shù)》課程是工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎課程，實(shí)驗環(huán)節能促進(jìn)學(xué)生加深對常用傳感器、測量電路以及常見(jiàn)非電量檢測方法的理解和掌握。本課題組對該課程的實(shí)驗課內容、教學(xué)組織方式以及評價(jià)體系進(jìn)行改革，成效顯著(zhù)。

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

　　0引言

　　《自動(dòng)檢測技術(shù)》課程是工科機械類(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、選型使用和調試等方面的知識，掌握各種參數的檢測技術(shù)及信號之間的轉換技術(shù)，培養學(xué)生安裝、運行、維護自動(dòng)化設備及解決現場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題的能力，使其能適應機械設計制造及其自動(dòng)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(guò)理論課的學(xué)習掌握自動(dòng)檢測技術(shù)的理論知識，還需要通過(guò)各種實(shí)驗加深對常用傳感器、測量電路以及常見(jiàn)非電量檢測方法的理解和掌握。

　　1《自動(dòng)檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)現狀

　　我�！蹲詣�(dòng)檢測技術(shù)》課程開(kāi)設了包括電阻應變片、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)驗內容。經(jīng)過(guò)幾年實(shí)驗教學(xué)的實(shí)施和總結，發(fā)現有以下一些問(wèn)題：

　　1.1.實(shí)驗課時(shí)少，實(shí)驗內容簡(jiǎn)單

　　《自動(dòng)檢測技術(shù)》課程總課時(shí)為45課時(shí)，其中實(shí)驗課時(shí)僅為10課時(shí)，而實(shí)驗涉及的傳感器種類(lèi)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(shí)只是按照實(shí)驗指導書(shū)機械地連接導線(xiàn)和測量數據。學(xué)生只是了解了該傳感器的性能，而對于傳感器的種類(lèi)、特性、測量電路知之甚少。

　　1.2各個(gè)實(shí)驗之間相對孤立，沒(méi)有聯(lián)系

　　由于每次實(shí)驗只是簡(jiǎn)單的測試一種傳感器的性能，相互獨立，而缺乏對傳感器選擇、應用以及信號處理綜合能力的訓練，學(xué)生難于建立自動(dòng)檢測系統的整體概念，不能進(jìn)行綜合應用。

　　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)習興趣和積極主動(dòng)性，而目前的課程考核機制中，實(shí)驗操作成績(jì)在總成績(jì)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，甚至出現逃課現象。

　　2《自動(dòng)檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)改革內容

　　針對上述問(wèn)題，課題組對《自動(dòng)檢測技術(shù)》課程的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節進(jìn)行了一系列改革，增加實(shí)驗課時(shí)，綜合整編實(shí)驗項目，改革實(shí)驗課堂組織方式和評價(jià)方式。改革的關(guān)鍵在于如何結合實(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)習興趣，如何培養學(xué)生分析和處理實(shí)際問(wèn)題的能力。為了適應各個(gè)層次學(xué)生的需求，課題組把實(shí)驗教學(xué)內容分為驗證性實(shí)驗項目、設計性實(shí)驗項目和綜合性實(shí)驗項目三種類(lèi)型。內容層次分明，目標明確，由簡(jiǎn)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(guò)這類(lèi)實(shí)驗讓學(xué)生掌握實(shí)驗設備的操作，掌握常用傳感器及信號處理電路的工作原理，掌握實(shí)驗數據的分析和處理方法，為后續的設計性、綜合性實(shí)驗打下基礎。課題組選擇了2個(gè)驗證性實(shí)驗項目：金屬箔式應變片特性實(shí)驗和電渦流式傳感器特性實(shí)驗。前者設計為質(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(xiàn)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(xiàn)性范圍，驗證不同材料的電渦流特性。

　　2.2設計性實(shí)驗項目

　　設計性實(shí)驗也是學(xué)生必做實(shí)驗。該類(lèi)實(shí)驗主要面向工程實(shí)際應用的設計和研究，旨在培養學(xué)生運用所學(xué)理論知識進(jìn)行簡(jiǎn)單檢測系統設計的能力。通過(guò)之前的2個(gè)驗證性實(shí)驗，學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的基礎理論知識和基本操作技能。課題組設計了4個(gè)實(shí)驗項目：振動(dòng)測量實(shí)驗、位移測量實(shí)驗、頻率及轉速測量實(shí)驗和溫度測量實(shí)驗。每個(gè)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計實(shí)驗方案，獨立完成實(shí)驗操作和數據處理。

　　2.3綜合性實(shí)驗項目

　　根據本校實(shí)際情況，綜合性實(shí)驗項目采用開(kāi)放實(shí)驗室項目形式。此類(lèi)實(shí)驗需要運用多門(mén)學(xué)科知識和多種實(shí)驗方法，旨在培養學(xué)生的自學(xué)能力、綜合分析能力、解決問(wèn)題能力和團隊合作能力。課題組結合學(xué)生實(shí)際情況，召集一些理論知識扎實(shí)、動(dòng)手能力較強并且對課程有濃厚興趣的同學(xué)，向學(xué)校申報立項實(shí)驗室開(kāi)放項目，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(cháng)，確定實(shí)驗項目的內容、方案、參數指標、元件器材和實(shí)驗經(jīng)費以及各人的詳細分工。各小組分批于開(kāi)放時(shí)段在實(shí)驗室內完成傳感器的選擇、系統的設計、調試和仿真。從立項至結題的整個(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，并且綜合運用了《電工電子技術(shù)基礎》、《電工電子實(shí)訓》等前導課程的知識和技能，進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗能力，同時(shí)使學(xué)生初步了解開(kāi)展科研的簡(jiǎn)單步驟。

　　3《自動(dòng)檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)評價(jià)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(jià)體系，以完善的體制促使學(xué)生充分重視《自動(dòng)檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)環(huán)節�！蹲詣�(dòng)檢測技術(shù)》課程的總評成績(jì)由理論成績(jì)和實(shí)驗成績(jì)組成，其中實(shí)驗成績(jì)占40%比重，且采用多元化考核方式，考核貫穿整個(gè)實(shí)驗過(guò)程。驗證性和設計性實(shí)驗之前要求學(xué)生分組預習，設計實(shí)驗方案，集中演示講解，由組長(cháng)根據實(shí)際情況評定預習成績(jì)，占實(shí)驗成績(jì)的30%；實(shí)驗操作分小組進(jìn)行，老師根據實(shí)驗結果和操作態(tài)度評定操作成績(jì)，占實(shí)驗成績(jì)的40%；課后要求學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗報告，分析實(shí)驗數據，得出結論，老師根據報告情況評定成績(jì)，占實(shí)驗成績(jì)的30%。二綜合性實(shí)驗項目由少數學(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)行考核評價(jià)。采用這種多元化考核評價(jià)體系，培養了學(xué)生自主學(xué)習意識，鍛煉學(xué)生團隊合作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)生積極性。

　　4《自動(dòng)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，效果達到預期，可以真正實(shí)現將學(xué)生培養成既有扎實(shí)的理論基礎又有較強的實(shí)際動(dòng)手能力的新型應用型人才的目標。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)檢測技術(shù)》實(shí)驗教學(xué)。（1）引進(jìn)虛擬測量?jì)x器，開(kāi)闊學(xué)生知識面，提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量。（2）綜合性實(shí)驗項目還可擴展為課程設計、畢業(yè)設計、學(xué)科競賽、學(xué)生科研項目等多種形式完成。（3）設計大型綜合性實(shí)驗項目，組合機械、電信、計算機等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生共同參與，發(fā)揮特長(cháng)，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)現遠程虛擬實(shí)驗。

　　參考文獻

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