《测试技术》课程教学改革探索

发表时间:2021/6/25   来源:《中国教工》2021年7期   作者:黄旭
[导读] 《测试技术》是测控专业中的专业基础课程,现代测试技术发展迅速,且课程内容知识面广、枯燥、抽象,学生普遍觉得学习难度较大,

        黄旭
        火箭军士官学校,山东省青州市,262500
        摘要:《测试技术》是测控专业中的专业基础课程,现代测试技术发展迅速,且课程内容知识面广、枯燥、抽象,学生普遍觉得学习难度较大,传统的教学方式是以课堂理论教学为主、实验教学为辅,学生消化课程内容困难,教学效果不理想。本文拟从教学方法、实践环节、成绩考核等方面进行改革、创新尝试,该课程改革在调动学生学习积极性、增强学生对相关知识点的理解与掌握、培养和提高学生的动手能力和强化学生的创新能力,充分发挥利用专业实验室的软、硬件优势,把培养学生岗位任职能力作为该课程的终极目标。
        在测控专业教学体系中,《测试技术》属于一门非常基础但又比较难于学习和理解的课程,在课程体系中起着承上启下的作用,使学生初步掌握常用的测试设备工控机、PLC的应用,掌握各种总线技术的原理与应用,是一门理论性和实践性很强的课程,学生学习起来普遍感到难度较大,且在实际应用时无从下手,缺乏系统思维。为了提高教学质量,本文对《测试技术基础》这门课程的教学改革进行浅要分析。
        一、《测试技术》课程教学实质与现状
        1.课程教学实质
        测试技术教学的实质就是教会学生如何认知测试,如何利用测试技术搭建测试系统,完成测试任务。首先,人体具有眼睛、鼻子、耳朵、舌头、皮肤等组成的视觉、嗅觉、听觉、味觉和触觉生物传感器,从而能够对周围的与之相联系的事物、环境、人的状态进行感知和认知;然后,基于生物传感器存在模糊性和测量范围有限的特点,无法定量化,无法测量更为广阔的空间和时间范围内的信息,所以借助于测试技术的知识,构建起集合信号的检测、调理、采集、传输、处理、显示、分析、存储等功能的测试系统,实现定量化、自动化、实时化、可视化的测试,帮助人类或者代替人类实现测量,从而使得工业化大生产得以广泛开展、使得人类探索起源和开创未来得以实现。测试技术课程教学的目的是使得学生能够理解测试的基本知识和内涵,掌握测试基本技术,能够构建测试系统。
        2.课程教学现状
        测试技术本身是一门以实践应用为主,注重培养学生动手能力并能解决实际操作问题的课程,课堂理论教学以讲授分析方法、实验仪器的组成、测试原理与操作流程以及数据分析为主,这些内容对接触仪器较少的学生而言非常枯燥,学生对此难以真正消化理解。虽然有配套的实践环节,但实验类型以验证性实验为主, 缺少综合性和设计性实验。在实验过程中,学生只需按照实验步骤就可以完成规定的实验内容,却不了解所做的实验原理及在实际生产中的应用,不利于学生创新能力的培养。另外,课程涉及的实验仪器有些是大型贵重仪器,仪器数量不多,大部分仪器仅1台,但是上课学生数量众多,不可能达到人手一台的标准,因此实验课多为实验教师演示、学生参观的方式,学生真正能动手操作的机会很少,有一部分学生甚至连实验原理都没有理解,更多的学生无法领会实验仪器的操作流程,更不用说仪器测试内容的科学应用。另外,教学模式单一,以传统讲授法为主,且讲授过于空泛,学生的积极性和主动性比较差。
        显然,传统的授课模式并不能适应“测试技术”课程的目标,无法达到培养学生动手和动脑能力的培养目标。


        二、课堂教学方法的探索
        1.创新教学方法
        传统的教学方法为讲授式,即先做理论讲解,再利用实验进行验证。由于各种总线技术理论内容非常抽象难懂,对于学生来说,难以理解。所以,为了在整个课时使学员更好的掌握相关知识,我们对传统教学思路做了相应的调整———以具体任务为牵引,在完成任务的过程中来学习完成理论的学习。任务式教学法是要依托实际任务进行的,因此,任务的内容和难度是课堂的关键,难度要适中,教师要从全局上把握整个任务的全过程,保证学生能够独立完成,确实有效地激发了学生参与的积极性。
        比如,在学习虚拟仪器模拟量采集时,设定任务为:基于Labview开发的温度检测实验。让学生们在完成这样一个具体的任务中,了解基于Labview软件建立测试程序的流程,学会采集卡的选取、采样通道的匹配设定、采样频率的设定、采样点数的设计。
        在实验教学中发现,如果学生未能做好课前预习,在实验过程中现学现操作,往往只能繁忙于搭建系统、记录测量结果方面上,很难有思考的过程。所以,课堂实验教学须是在老师充分讲解基础上学生充分进行预习,独立开展实验,才能发挥效用。
        2.优化实践教学
        加强实践环节教学,增强学生实践能力。实践环节不仅可使学生对抽象的理论知识产生感性认识,而且能培养学生的动手能力,提高学生的综合素质。然而,传统的课程实践环节,不仅学时少,而且学生为机械式操作,即实践前由教师详细介绍实验操作过程及注意事项,然后学生按照实验的规定操作步骤完成实验。虽然这样学生能够顺利完成实验,但是不能发挥他们的学习主观能动性,更不利于学生的创造性、创新性的培养。为了提高学生的综合能力、提升教学质量,将实践环节分为三部分:基础性实验、综合性实验和创新性实验。
        基础性实验主要完成原理性、验证性实验,要求学生能够独立完成实验操作,了解实验原理,理解实验内容、实验步骤,会操作实验系统,能够进行实验数据的分析。综合性实验主要培养学生动手能力,发挥学生主观能动性,根据实验室现有的综合性实验台,在教师的指导下完成实验方案、测量仪器选择、系统搭建、实验测量和数据分析。通过综合性实验加强学生对实验设备操作的熟练程度,提高动手能力,有效分析和处理实验结果,同时激发学生对相关测试原理的探求。创新性实验旨在提高学生的实践综合能力,培养其创造性、创新性。创新性实验的课题由教师根据课程内容提出,亦可由学生根据自己的兴趣提出,学生根据课题要求完成资料查阅、需求分析、实验系统相关元器件的选型、实验方案设计、系统搭建方案设计、系统搭建、实验数据处理与分析等工作。
        通过这三类实验,使学生熟练操作实验设备,正确、合理选择测试装备,增强学生的学习兴趣,强化理论知识,培养和提高学生的实践能力、创造性。
        四、总结
        总之,《测试技术》这种以实践教学为主的课程应该突出学生的主体地位,激发学生学习兴趣,引导学生在实践中自主学习,培养学生不断发现问题、解决问题和总结经验的能力。教师在教学过程中以引导为主,给学生留有更多的创新空间,这样才能提升学生的动手实践能力和创新思维。课程教学模式还需在真正的教学实践中接受检验,教师也需在教与学中不断摸索、探寻学生的最佳教学模式。
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