自動檢測技術(shù)實驗教學改革與實踐

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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，實驗環(huán)節(jié)能促進學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驗課內(nèi)容、教學組織方式以及評價體系進行改革，成效顯著。

關(guān)鍵詞：自動檢測技術(shù);實驗;教學改革

0引言

《自動檢測技術(shù)》課程是工科機械類專業(yè)和電氣信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，重點介紹各種變量的檢測原理和方法。該課程旨在使學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)學生安裝、運行、維護自動化設(shè)備及解決現(xiàn)場實際問題的能力，使其能適應機械設(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。因此學生不僅要通過理論課的學習掌握自動檢測技術(shù)的理論知識，還需要通過各種實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)》實驗教學現(xiàn)狀

我?！蹲詣訖z測技術(shù)》課程開設(shè)了包括電阻應變片、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驗內(nèi)容。經(jīng)過幾年實驗教學的實施和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)有以下一些問題：

1.1.實驗課時少，實驗內(nèi)容簡單

《自動檢測技術(shù)》課程總課時為45課時，其中實驗課時僅為10課時，而實驗涉及的傳感器種類有10多種，因此只能做一些驗證性實驗，學生做實驗時只是按照實驗指導書機械地連接導線和測量數(shù)據(jù)。學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各個實驗之間相對孤立，沒有聯(lián)系

由于每次實驗只是簡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，學生難于建立自動檢測系統(tǒng)的整體概念，不能進行綜合應用。

1.3考核形式單一，學生不夠重視

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

2《自動檢測技術(shù)》實驗教學改革內(nèi)容

針對上述問題，課題組對《自動檢測技術(shù)》課程的實驗教學環(huán)節(jié)進行了一系列改革，增加實驗課時，綜合整編實驗項目，改革實驗課堂組織方式和評價方式。改革的關(guān)鍵在于如何結(jié)合實驗操作掌握相關(guān)理論知識體系，如何激發(fā)學生的學習興趣，如何培養(yǎng)學生分析和處理實際問題的能力。為了適應各個層次學生的需求，課題組把實驗教學內(nèi)容分為驗證性實驗項目、設(shè)計性實驗項目和綜合性實驗項目三種類型。內(nèi)容層次分明，目標明確，由簡入難，循序漸進。

2.1驗證性實驗項目

驗證性實驗為學生必做實驗。通過這類實驗讓學生掌握實驗設(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、綜合性實驗打下基礎(chǔ)。課題組選擇了2個驗證性實驗項目：金屬箔式應變片特性實驗和電渦流式傳感器特性實驗。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行實驗，比較靈敏度和線性范圍，使學生掌握質(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）、鐵三種材料進行實驗，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)計性實驗項目

設(shè)計性實驗也是學生必做實驗。該類實驗主要面向工程實際應用的設(shè)計和研究，旨在培養(yǎng)學生運用所學理論知識進行簡單檢測系統(tǒng)設(shè)計的能力。通過之前的2個驗證性實驗，學生已經(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個實驗項目：振動測量實驗、位移測量實驗、頻率及轉(zhuǎn)速測量實驗和溫度測量實驗。每個實驗由老師給定目的和要求，學生綜合比較分析，選擇傳感器和信號處理模塊并設(shè)計實驗方案，獨立完成實驗操作和數(shù)據(jù)處理。

2.3綜合性實驗項目

根據(jù)本校實際情況，綜合性實驗項目采用開放實驗室項目形式。此類實驗需要運用多門學科知識和多種實驗方法，旨在培養(yǎng)學生的自學能力、綜合分析能力、解決問題能力和團隊合作能力。課題組結(jié)合學生實際情況，召集一些理論知識扎實、動手能力較強并且對課程有濃厚興趣的同學，向?qū)W校申報立項實驗室開放項目，利用課外時間完成。學生由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，確定實驗項目的內(nèi)容、方案、參數(shù)指標、元件器材和實驗經(jīng)費以及各人的詳細分工。各小組分批于開放時段在實驗室內(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)題的整個實施過程中讓學生作為主體，充分發(fā)揮其主觀能動性，并且綜合運用了《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《電工電子實訓》等前導課程的知識和技能，進一步鍛煉了學生的實驗能力，同時使學生初步了解開展科研的簡單步驟。

3《自動檢測技術(shù)》實驗教學評價體系改革

這種多層次多元化的實驗項目可以給學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生充分重視《自動檢測技術(shù)》實驗教學環(huán)節(jié)?！蹲詣訖z測技術(shù)》課程的總評成績由理論成績和實驗成績組成，其中實驗成績占40%比重，且采用多元化考核方式，考核貫穿整個實驗過程。驗證性和設(shè)計性實驗之前要求學生分組預習，設(shè)計實驗方案，集中演示講解，由組長根據(jù)實際情況評定預習成績，占實驗成績的30%；實驗操作分小組進行，老師根據(jù)實驗結(jié)果和操作態(tài)度評定操作成績，占實驗成績的40%；課后要求學生撰寫實驗報告，分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，老師根據(jù)報告情況評定成績，占實驗成績的30%。二綜合性實驗項目由少數(shù)學生在課外時間完成，則采用課外學分及個人榮譽等其它方式進行考核評價。采用這種多元化考核評價體系，培養(yǎng)了學生自主學習意識，鍛煉學生團隊合作能力，激發(fā)學生的學生積極性。

4《自動檢測技術(shù)》實驗教學改革展望

上述改革方案在本校機械制造及其自動化專業(yè)學生中試行了3輪，效果達到預期，可以真正實現(xiàn)將學生培養(yǎng)成既有扎實的理論基礎(chǔ)又有較強的實際動手能力的新型應用型人才的目標。在今后的教學過程中，課題組還將進一步深化改革《自動檢測技術(shù)》實驗教學。（1）引進虛擬測量儀器，開闊學生知識面，提高實驗教學質(zhì)量。（2）綜合性實驗項目還可擴展為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學科競賽、學生科研項目等多種形式完成。（3）設(shè)計大型綜合性實驗項目，組合機械、電信、計算機等專業(yè)的學生共同參與，發(fā)揮特長，相互合作實施，使學生了解各學科之間的滲透和合作方式。（4）建立網(wǎng)絡(luò)教學平臺，利用網(wǎng)絡(luò)資源進行輔助教學和實現(xiàn)遠程虛擬實驗。

參考文獻

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作者：王超 單位：麗水學院工學院