自動檢測技術實驗教學改革與實踐

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摘要：《自動檢測技術》課程是工科類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程，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。

關鍵詞：自動檢測技術;實驗;教學改革

0引言

《自動檢測技術》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)的檢測技術及信號之間的轉(zhuǎn)換技術，培養(yǎng)學生安裝、運行、維護自動化設備及解決現(xiàn)場實際問題的能力，使其能適應機械設計制造及其自動化、電子信息、測量與控制等多領域的工作。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》實驗教學現(xiàn)狀

我校《自動檢測技術》課程開設了包括電阻應變片、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，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》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》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》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。改革的關鍵在于如何結合實驗操作掌握相關理論知識體系，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)的設計性、綜合性實驗打下基礎。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設計性實驗項目

設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)掌握了一定的基礎理論知識和基本操作技能。課題組設計了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)的設計、調(diào)試和仿真。從立項至結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《電工電子技術基礎》、《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》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》實驗教學環(huán)節(jié)?！蹲詣訖z測技術》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。驗證性和設計性實驗之前要求學生分組預習，設計實驗方案，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》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》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計、畢業(yè)設計、學科競賽、學生科研項目等多種形式完成。（3）設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)絡教學平臺，利用網(wǎng)絡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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[3]鐘秉翔.《自動檢測技術》課程實驗教學改革探索[J].職業(yè)時空，2010（6）

作者：王超 單位：麗水學院工學院