前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇機械工程測試技術(shù)范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
“測試技術(shù)”是機械工程類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課,涉及機械、電子信息、自動化、儀器儀表等多個技術(shù)領(lǐng)域,專業(yè)性、理論性和實踐性都很強[1-3]。目前課堂教學(xué)實施中更側(cè)重講授基本理論、概念和方法,與機械工程專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用實踐的案例比較缺乏,啟發(fā)性和互動性不夠,學(xué)生普遍反映課程理論知識深奧、空洞、抽象,傳感器缺少實物對象、枯燥無味,學(xué)習(xí)效果不明顯,與工程實際的要求差距很大[4],因此,教學(xué)方法改革與創(chuàng)新勢在必行?!?a href="http://m.rqylqx.com/haowen/90359.html" target="_blank">測試技術(shù)”課程旨在通過測試技術(shù)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生掌握測試技術(shù)的基本知識和技能,掌握測控系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本理論和方法,能夠合理選用測試方法和裝置構(gòu)建測試系統(tǒng),為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)、研究和處理機械工程技術(shù)問題打下基礎(chǔ)?,F(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容包括測試信號分析理論、傳感器和測試技術(shù)應(yīng)用三大主體部分,在教學(xué)實踐中存在著以下主要問題:(1)在傳感器章節(jié)中,與傳感器測量電路所直接相關(guān)的電橋、調(diào)制與解調(diào)等內(nèi)容在傳感器之后的章節(jié)中才具體講授,這樣就造成了學(xué)生在傳感器學(xué)習(xí)中缺乏相應(yīng)的知識儲備,教師講課中也難以深入講授相關(guān)內(nèi)容,出現(xiàn)了前后脫節(jié)的矛盾;(2)現(xiàn)有教材內(nèi)容大多以單列章節(jié)的形式介紹了機械工程常見物理量的測量方法,如位移測量、振動測試、應(yīng)變與力測量等內(nèi)容,但是,由于受到教學(xué)課時的限制,這些內(nèi)容往往不能被充分地講授,有些內(nèi)容甚至需要學(xué)生自學(xué)完成,達不到設(shè)置這些教學(xué)內(nèi)容的初衷;(3)現(xiàn)有教材中的案例設(shè)置存在著碎片化、單一化、表面化的不足,缺乏能夠?qū)⒔滩膬?nèi)容有機融合、工程背景較強、綜合性較強的機械工程測試應(yīng)用實例,學(xué)生學(xué)完課程后不容易建立起比較完整的動態(tài)測試的基本概念,難以做到融會貫通,靈活地利用所學(xué)的知識搭建測試系統(tǒng),實現(xiàn)對機械工程常見物理量的測試。針對目前課程教學(xué)中存在的不足,筆者在“測試技術(shù)”教學(xué)實踐過程中進行了一系列的研究與探索,取得了一定的成效,將其總結(jié)如下:
2重構(gòu)教學(xué)結(jié)構(gòu),打破現(xiàn)有章節(jié)之間的限制,突出教學(xué)內(nèi)容的連貫性
本課程在教學(xué)實踐中,重點圍繞傳感器這一核心章節(jié)中存在的問題,提出了“瞻前顧后”的教學(xué)思想與方法,探索重構(gòu)合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)與順序:所謂“瞻前”,是指在傳感器測量電路教學(xué)中,簡要介紹與之密切相關(guān)的電橋電路、調(diào)制與解調(diào)的基本原理,幫助學(xué)生從直觀角度理解教材相關(guān)內(nèi)容。待講授到信號的調(diào)理與記錄章節(jié)時,將電橋電路、調(diào)制解調(diào)的基本理論與前面所講的傳感器測量電路中的內(nèi)容進行重新組合,通過傳感器測量電路來講解電橋、調(diào)制解調(diào)的工作原理與主要應(yīng)用,既幫助學(xué)生深化了傳感器測量電路的知識,又理解了信號調(diào)理的基本原理與方法,實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的前后呼應(yīng)和有機統(tǒng)一。所謂“顧后”,是指在傳感器教學(xué)過程中,打破教材現(xiàn)有章節(jié)之間的界限與教材內(nèi)容的固有結(jié)構(gòu),不再因循傳統(tǒng)地介紹各種類型傳感器的順序,而是以基本物理量的測量為授課主線,分別介紹位移的測量、振動測量、壓力測量、溫度測量、應(yīng)變及力的測量等機械工程中常見物理量測量所采用的主要傳感器及其工作原理,不再遵循現(xiàn)有單列章節(jié)的方式去介紹,這樣就可以將教材內(nèi)容有機結(jié)合、優(yōu)化重構(gòu),幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)傳感器知識的同時一并了解此類傳感器的主要應(yīng)用,回歸到合理選用傳感器實現(xiàn)測量的基本要求,達到了雙重學(xué)習(xí)的目的,提高了教學(xué)的效率和質(zhì)量。
3以系統(tǒng)觀點優(yōu)化教材體系,突出教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性和邏輯性
“測試技術(shù)”教材在編寫體系上缺乏統(tǒng)一性,不同教材在章節(jié)順序和內(nèi)容編排上差異較大,缺乏合理的內(nèi)在邏輯。筆者在教學(xué)實踐中提出以系統(tǒng)論的觀點來重新優(yōu)化教材的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)置教學(xué)內(nèi)容的觀點,其核心思想是從宏觀上使學(xué)生能建立起機械測試系統(tǒng)整體的概念和框架,幫助學(xué)生掌握如何建構(gòu)測量系統(tǒng),如何實現(xiàn)信號的采集與分析,最終回歸到能夠獨立地實現(xiàn)對機械工程中常見參量的測量與分析。還提出了以“信號及測試裝置是什么—如何采集信號—如何分析處理信號—機械測試系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用”的邏輯順序,重構(gòu)教材結(jié)構(gòu)、安排教學(xué)內(nèi)容,突出課程的系統(tǒng)性、邏輯性和綜合性,并以這樣的順序編寫了教材大綱和講義?!皽y試技術(shù)”是一門實踐性和應(yīng)用性很強的課程,教材中除了對于基本理論知識的敘述外,更需要突出“工程化”和“案例化”,強化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力,并能夠及時體現(xiàn)測試技術(shù)的發(fā)展趨勢。在工程案例的設(shè)計與選擇上,突破了現(xiàn)有教材案例的局限和不足,引入機械工程測試綜合應(yīng)用實例一個章節(jié),以車輛電子技術(shù)、機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、機械產(chǎn)品性能測試等典型工程案例為應(yīng)用背景,著力介紹機械工程測試技術(shù)的基本理論與方法在這些領(lǐng)域的主要應(yīng)用。以綜合實例解構(gòu)教材各章節(jié)內(nèi)容,將教材章節(jié)中的關(guān)于信號的采集與傳感器選型、測試信號的處理與分析、計算機測試系統(tǒng)等所學(xué)內(nèi)容完整體現(xiàn)出來進行剖析與講解,使得學(xué)生通過對綜合工程實際問題深入、系統(tǒng)、本質(zhì)的認(rèn)識和理解,達到課程學(xué)習(xí)對于培養(yǎng)學(xué)生能合理選用測試裝置,并初步掌握靜、動態(tài)測量的基本知識和技能的要求,達到培養(yǎng)分析和解決問題能力的要求。
4完善課程考核方法,探索課程目標(biāo)達成狀況監(jiān)控及評價機制
完善課程考核評價方法,探索課程目標(biāo)達成狀況監(jiān)控及評價機制:在教學(xué)實踐中,以能力評價為導(dǎo)向、突出學(xué)習(xí)的過程性,探索建立能力和素質(zhì)等多方面結(jié)合的測試技術(shù)課程成績綜合評價體系,改變傳統(tǒng)的僅靠一張試卷的成績評定方式,以考核促進學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和興趣,以考核體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合效果。以學(xué)習(xí)中的問題為切入點,鼓勵學(xué)生利用課外時間結(jié)合課程內(nèi)容自主設(shè)計大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃項目,參加機械創(chuàng)設(shè)設(shè)計競賽等。將課程學(xué)習(xí)從課內(nèi)延伸到課外,通過實踐中的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)主動性,既解決了學(xué)習(xí)中的難點問題,同時加深了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解,促進了學(xué)生綜合能力的提高。開設(shè)機械系統(tǒng)測控實驗課程,與理論課程同步進行,將實驗內(nèi)容與理論課程相銜接并進行了必要的拓展。提高了學(xué)生的興趣,改變了實驗僅作為課堂教學(xué)附屬的現(xiàn)象。綜合理論知識考查、課程實驗與課程設(shè)計、開放性課題研究等情況進行綜合考核,突出理論學(xué)習(xí)、實踐、創(chuàng)新等多方面素質(zhì)和能力的考評,體現(xiàn)形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合,建立課程群進程式、多渠道、多方式的評價機制。
5基于課程教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力
結(jié)合高等教學(xué)心理學(xué)關(guān)于知識、技能學(xué)習(xí)的相關(guān)理論,設(shè)計教學(xué)方案,制定教學(xué)目標(biāo),提高教學(xué)質(zhì)量。不僅重視提高學(xué)生的知識技能,還特別注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的思想與方法,將這一思想逐步融入測試技術(shù)教學(xué)的具體環(huán)節(jié)中。一方面引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握以整體觀和系統(tǒng)論分析解決問題的基本方法與思路,逐步學(xué)會將一個較復(fù)雜的問題分層次、分步驟去研究,幫助學(xué)生通過具體的工程項目和案例,建立起機械測試系統(tǒng)整體的觀念,進而建立起各章節(jié)之間的有機聯(lián)系,而不是孤立地去學(xué)習(xí)各章節(jié)的內(nèi)容,進一步去學(xué)習(xí)課程中涉及的基本理論和方法,同時也進一步熟悉如何通過所學(xué)知識去解決具體工程實際問題的思路和方法。在學(xué)習(xí)中,學(xué)生感覺頻域和頻譜的概念抽象,不如時域理解起來直觀,因此要著力強調(diào)并培養(yǎng)學(xué)生從多個角度去分析問題、解決問題的能力。如理解信號的描述既可以從比較熟悉的時域上進行描述,同時也可以從頻域角度進行描述,需要去理解從頻域角度去分析、描述信號的優(yōu)點,同時也要認(rèn)識到信號不同描述之間是可以互相轉(zhuǎn)換的,將這些不同角度獲得的關(guān)于信號的信息綜合起來就可以獲得對其比較全面的認(rèn)識。學(xué)習(xí)這些方法和思想,不僅對于學(xué)生理解課程本身知識極其重要,同時對于其他課程的學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題能力的提高都有重要意義。
6結(jié)語
機械工程測試技術(shù)是高等院校工科類教學(xué)中不可缺少的一門課程。該課程涉及機械、電子信息、自動化、儀器儀表等多個領(lǐng)域,是一門專業(yè)性較強,涉及知識面很廣,應(yīng)用價值很高的專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。課程主要介紹了與機械工程相關(guān)的測試技術(shù)的基本概念、基本理論和應(yīng)用技術(shù),包括常用傳感器的原理與應(yīng)用、測試信號調(diào)理電路、信號分析與處理、計算機測試系統(tǒng)、測試系統(tǒng)的特性、測試系統(tǒng)的干擾及抑制以及機械工程中常見的測試等內(nèi)容[2]。由于該課程理論性較強,知識點較多,思維跨度較大且比較抽象,因此需要設(shè)置與之相匹配的教學(xué)實驗才能達到較好的教學(xué)效果。
1 教學(xué)實驗內(nèi)容的設(shè)計
教學(xué)實驗是高等學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)中重要的一環(huán),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力和工程應(yīng)用的重要部分[3]。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生在認(rèn)知過程中的一個普遍現(xiàn)象是見小不見大,不能把握測試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),而關(guān)注點總是放在較小的一個知識點或是問題中。為了強化學(xué)生對測試系統(tǒng)的概念,了解測試技術(shù)重要的方法,在教學(xué)實驗中設(shè)計了自頂向下的實驗思想:首先通過系統(tǒng)認(rèn)知使學(xué)生建立起機械工程測試系統(tǒng)的整體概念,了解組成測試系統(tǒng)的各個部分,明白相關(guān)知識點的適用范圍,從而做到有的放矢的學(xué)習(xí)。而后制定相對應(yīng)的實驗項目,學(xué)生能夠理解各知識點的內(nèi)容,明白系統(tǒng)各部分的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最后再通過綜合性實驗對所學(xué)知識進行串聯(lián)和鞏固[4]。
為此,在機械工程測試技術(shù)的教學(xué)實驗中制定了基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗。
基礎(chǔ)性實驗主要是針對信號處理方面,其內(nèi)容有:傳感器的選取、信號的基本性質(zhì)、信號的采集、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理。基礎(chǔ)性實驗共5部分,內(nèi)容見表1。
綜合性實驗針對學(xué)生已學(xué)過的知識,建立起典型的測試系統(tǒng),通過實際的測試實驗使學(xué)生了解傳感器的性能,測試電路的構(gòu)成,測試軟件的應(yīng)用以及數(shù)據(jù)的處理與分析。綜合性實驗的內(nèi)容見表2。
2 實驗儀器
為了高質(zhì)量地完成教學(xué)實驗任務(wù),課題組選擇了較為先進的儀器來搭建實驗系統(tǒng)。
(1)單點式激光測振儀:Polytec高性能的單點式激光測振儀由控制器、數(shù)字式速度解碼器、自動聚焦式光學(xué)頭組成。能夠?qū)崿F(xiàn)最小速度分辨率0.02微米/秒,最大速度+/-10米/秒的速度信號測量;最大輸出信號為+/-10 V,輸出帶520 100 KHz低通濾波和100 Hz高通濾波。
(2)加速度計:B&K壓電式加速度計是振動的絕對測量的最佳傳感器,可用于較為寬泛的頻率范圍;在很寬的動態(tài)范圍內(nèi)具有良好的線性,該種傳感器不需要額外電源,具有較高的靈敏度質(zhì)量比。設(shè)備參數(shù):靈敏度10 pC/g;最大正弦振動6 000 g-peak;最大沖擊極限+/-20 000 g-peak;頻率范圍0.1 Hz~12.6 KHz。
(3)雙通道調(diào)理放大器:B&K雙通道電荷放大器,能夠?qū)崿F(xiàn)放大增益0.1 mV/pC~3.16 V/pC;頻響范圍0.1 Hz~100 KHz;具有低通、高通濾波器;能實現(xiàn)過載檢測。
(4)A/D采集模塊:課題組自主研發(fā)了基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集模塊。該模塊具有8個模擬量輸入通道,能夠?qū)崿F(xiàn)16-bit分辨率A/D轉(zhuǎn)換器,采樣速率高達200 kS/s。該模塊采用總線供電,擁有設(shè)備狀態(tài)LED指示燈。
(5)信號分析軟件:課題組采用自主研發(fā)的信號分析軟件,該軟件采用Windows視窗風(fēng)格,界面友好,使用方便,能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測分析和離線數(shù)據(jù)分析。能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜分析、傳遞函數(shù)分析、互譜分析、互相關(guān)函數(shù)分析、包絡(luò)/倒頻譜分析等信號分析功能。軟件具有畫面設(shè)置、顯示設(shè)置、采樣參數(shù)設(shè)置、單位設(shè)置、跟蹤設(shè)置、放大器設(shè)置、預(yù)處理設(shè)置、濾波器設(shè)置、計算設(shè)置等模塊,方便使用者根據(jù)需要進行快速組合。該軟件已經(jīng)在工程應(yīng)用中驗證了其可靠性。
此外,課題組還搭建了振動測試平臺和動平衡測試平臺供實驗使用,這些儀器、軟件的應(yīng)用能夠開拓學(xué)生的視野,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更重要的是實驗系統(tǒng)能夠使學(xué)生更好地理解系統(tǒng)的概念,提高對知識的認(rèn)知程度。
3 實驗案例
綜合性實驗是針對學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的信號處理、測試技術(shù)和測試系統(tǒng)等內(nèi)容,通過實驗室使學(xué)生了解典型的機械工程測試系統(tǒng)的構(gòu)成以及各個環(huán)節(jié)所完成的工作?;诠こ虘?yīng)用的指導(dǎo)思想,該部分實驗設(shè)置了撓性接管自由振動測試和微小轉(zhuǎn)子不平衡量檢測。
3.1 撓性接管自由振動測試
自由振動測試是機械工程測試的基礎(chǔ),該部分實驗?zāi)茏寣W(xué)生了解激勵信號的產(chǎn)生、信號的采集、自由振動以及動態(tài)性能參數(shù)的計算。實驗裝置主要由激振器、加速度信號采集裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算機等組成(如圖1所示)。
實驗中,利用波形發(fā)生器產(chǎn)生振動譜信號,經(jīng)功率放大器,由激振器產(chǎn)生振動信號。加速度傳感器采集響應(yīng)信號,經(jīng)電荷放大器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進入計算機,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖3是通過信號分析軟件采集的自由振動信號。
通過撓性接管的自由振動測試實驗可以讓學(xué)生了解典型測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成部分。通過實驗理解測試系統(tǒng)的設(shè)備、安裝、調(diào)試;了解信號接口的類型與連接方法;了解激勵信號的產(chǎn)生方法。
3.2 微小轉(zhuǎn)子不平衡量檢測
轉(zhuǎn)子的不平衡是旋轉(zhuǎn)機械故障的主要誘因,為了提高旋轉(zhuǎn)機械的品質(zhì)就需要進行轉(zhuǎn)子的不平衡量檢測。該項實驗通過學(xué)生自己動手調(diào)試來完成對轉(zhuǎn)子的不平衡檢測,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)動手能力。圖4為微小轉(zhuǎn)子不平衡檢測實驗臺。
微小轉(zhuǎn)子不平衡檢測系統(tǒng)的實驗裝置由不平衡量檢測實驗臺、激光測振儀、光電式開關(guān)傳感器、采集系統(tǒng)和信號分析軟件構(gòu)成。實驗中,變頻調(diào)速電機通過帶動皮帶輪帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),利用激光測振儀測量振動的絕對速度信號,利用光電式開關(guān)傳感器測量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,傳感器信號通過數(shù)據(jù)采集裝置獲取。系統(tǒng)原理如圖5所示。圖6為不平衡量的計算界面。
通過該項實驗,學(xué)生能夠了解轉(zhuǎn)子不平衡檢測的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),激光測振儀和光電式開關(guān)傳感器的應(yīng)用方法,多路信號采集的觸發(fā)方法,不平衡量的計算。
4 結(jié)束語
機械工程測試的教學(xué)實驗選擇了當(dāng)前較為新式的測試儀器,讓學(xué)生了解不同測試儀器的特點和應(yīng)用方法。同時,以工程導(dǎo)向的實驗內(nèi)容,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了動手能力。通過教學(xué)實驗,更加有利于學(xué)生鞏固所學(xué)知識,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
參考文獻
[1] 劉春陽,郭 愛芳.測試技術(shù)教材建設(shè)與教學(xué)模式探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2012(17):54-56.
[2] 韓建海,馬偉.機械工程測試技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新性教學(xué);機械工程測試技術(shù);理論教學(xué);實踐教學(xué)
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)46-0056-03
創(chuàng)新性教學(xué),相對傳統(tǒng)教學(xué)而言,是一種新的教學(xué)模式。它要求教師在繼承傳統(tǒng)教學(xué)中有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)方法的同時,又要敢于打破傳統(tǒng)教學(xué)中不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)方法[1]?!督逃筷P(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》中明確提出,要推動人才培養(yǎng)機制改革,健全寓教于研的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,以高水平科學(xué)研究支撐高質(zhì)量人才培養(yǎng)。如何在人才培養(yǎng)體系中建立創(chuàng)新模式,在教學(xué)環(huán)節(jié)中實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的提升目標(biāo),成為教學(xué)改革的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式是以教師為中心,學(xué)生處于被動消極學(xué)習(xí)狀態(tài),教學(xué)手段刻板,一些涵蓋豐富專業(yè)特點和專業(yè)知識的課程,沒有用到現(xiàn)代的教學(xué)方法中,教師只講其工作原理,卻很少講其作用,以至于所學(xué)知識難以致用,學(xué)生對專業(yè)課程越來越?jīng)]有興趣,其結(jié)果是等到畢業(yè)時卻不知自己所學(xué)所用何處[2,3]。哈爾濱理工大學(xué)機械電子工程專業(yè),在原有大機械培養(yǎng)背景下,為適應(yīng)現(xiàn)代機械系統(tǒng)自動化程度的不斷提高、測試技術(shù)在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛的需求下,機械工程測試技術(shù)這門課受到越來越多的重視,但是該門課程的教學(xué)方式仍然存在著上述教學(xué)缺陷,為了改變現(xiàn)狀,對機械工程測試技術(shù)這門課程進行了教學(xué)改革與創(chuàng)新。
一、機械工程測試技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀分析
隨著新技術(shù)、新裝備的不斷發(fā)展,越來越要求學(xué)生具有較高的測控技術(shù)理論與實踐能力。機械工程測試技術(shù)是機械類專業(yè)重要的平臺課程,其特點是多學(xué)科交叉、理論和實踐緊密結(jié)合的課程。該課程教學(xué)的好壞,是實現(xiàn)高級機電專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。因此關(guān)于機械工程測試技術(shù)課程的教學(xué)方法的研究,越來越得到教學(xué)一線老師的重視[4]。與機械工程測試相關(guān)的系列課程的教學(xué)內(nèi)容包括單片機原理與應(yīng)用、機器人基礎(chǔ)、微機接口技術(shù)等多門課程。傳統(tǒng)的機械工程測試技術(shù)課程,以課堂講授為主,從基礎(chǔ)的信號分類開始,講解信號的頻譜分析方法、測試系統(tǒng)特性、傳感器、信號的采集及處理,在這過程中學(xué)生利用一些實驗裝置進行同頻檢測與頻譜分析、電橋性能比較及振動測量實驗。這種教學(xué)形式看似是理論和實踐結(jié)合,互相驗證,但在實際教學(xué)過程中并不理想。主要原因在于實驗均屬于驗證性實驗,而該課程則要培養(yǎng)具有設(shè)計和實踐能力的人才,因此目前這種傳統(tǒng)教學(xué)方法很難讓學(xué)生具有實際設(shè)計與操作能力。
二、面向機械工程測試的創(chuàng)新性教學(xué)的內(nèi)容和形式
現(xiàn)代教育的大方向是越來越注重理論與實踐的結(jié)合,尤其到了大三以上的年級,開始進行專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)?!稒C械工程測試技術(shù)》是機械類專業(yè)大三學(xué)生必修的專業(yè)平臺課,這對大四一些專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到承前啟后的作用,因此對該課程的教學(xué)創(chuàng)新有其獨到的特點。首先,任課老師應(yīng)具有寬廣的知識面,即應(yīng)具有測試、信號分析與處理、控制理論與實踐,并了解一定的機械設(shè)計及制造方面的知識。同時,還應(yīng)與時俱進,了解最新的測控手段和發(fā)展趨勢,這是講授該課程老師所具備的基本能力。其次,要靈活運用現(xiàn)代教學(xué)手段,以便課堂上能夠生動地將理論聯(lián)系到實際應(yīng)用。最后,在該課程的學(xué)習(xí)過程中應(yīng)盡量賦予學(xué)生學(xué)以致用的思想。面向工程測試的創(chuàng)新性教學(xué)包括理論教學(xué)、實踐教學(xué)和考核方式的創(chuàng)新。通過對課程主要內(nèi)容的細(xì)致分析和研究,并根據(jù)系統(tǒng)組成模塊對課程章節(jié)內(nèi)容按照信號在測試系統(tǒng)中的傳輸順序?qū)⒄麄€內(nèi)容貫穿起來,從而使學(xué)生建立完整的測試系統(tǒng)概念。傳統(tǒng)的理論教學(xué)過程中,往往是先教后學(xué),即課堂教學(xué)在先,學(xué)生復(fù)習(xí)、體驗知識在后。這種形式會出現(xiàn)學(xué)生應(yīng)付了事和互相抄襲現(xiàn)象。為了改變這種現(xiàn)狀,創(chuàng)新理論教學(xué)環(huán)節(jié)強調(diào)學(xué)生要提前學(xué)習(xí),梳理問題意識、確定研究課題、查閱相關(guān)資料、論證研究方法和可行性等,這種學(xué)習(xí)方式是學(xué)生對知識進行自我構(gòu)建的過程,使教與學(xué)的關(guān)系發(fā)生深刻變化,真正實現(xiàn)“以人為本,因材施教”的教學(xué)思想。創(chuàng)新性教學(xué)方法是建立在教學(xué)思想和教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上,以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的新型教學(xué)思想和教學(xué)模式能充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主觀能動性。在創(chuàng)新性教學(xué)方法引導(dǎo)下,課程理論教學(xué)過程采用啟發(fā)式講授、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法。在使用課程教材時,不應(yīng)只單純的把“教材”看成“教材”,而更多的是把它當(dāng)成“課材”。教學(xué)中不應(yīng)該過多的把教材當(dāng)作教學(xué)活動的主體,應(yīng)盡量以教材為基礎(chǔ)加大課外知識的引入。所以,這就要求教師應(yīng)該博覽群書,走在知識的前沿,給學(xué)生提供最新的信息與技術(shù)。在進行理論教學(xué)期間,充分利用現(xiàn)代多媒體技術(shù),將工程應(yīng)用案例與虛擬實驗技術(shù)引入到課堂。例如教師在講解緒論這一章中,播放一些應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)、軍事、航天等方面的測控技術(shù),讓學(xué)生了解該門課程的應(yīng)用范圍與前景,使學(xué)生產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)興趣。在實踐教學(xué)創(chuàng)新方面,為提高教學(xué)內(nèi)容的針對性,同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,采用以虛擬儀器為平臺的創(chuàng)新性教學(xué),改變過分注重學(xué)習(xí)知識的科學(xué)性和完整性而忽視實踐性和創(chuàng)新性現(xiàn)象。虛擬儀器技術(shù)是今后儀器儀表、測試控制研究與發(fā)展的方向。發(fā)展現(xiàn)代科技,儀器儀表技術(shù)是重要的基礎(chǔ),虛擬儀器為我們實施創(chuàng)新教育提供了一個具有可操作性的實踐平臺[5]。根據(jù)課程特點,以虛擬儀器為平臺,以創(chuàng)新為思想,設(shè)置項目任務(wù),讓學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中完成理論知識的學(xué)習(xí)[6]。創(chuàng)新性教學(xué)特點在于把培養(yǎng)學(xué)生的能動性和創(chuàng)新能力放在首位,注重培養(yǎng)其獨立分析問題和解決問題的能力。在課程考核方面,不應(yīng)以最終的期末試卷作為考核的基本標(biāo)準(zhǔn),而是與平時的創(chuàng)新實踐結(jié)合起來。由于本課程的創(chuàng)新教學(xué)尚處于初步實施階段,在這期間,主要以培養(yǎng)創(chuàng)新團隊為主,創(chuàng)新團隊的成員所參加的各種創(chuàng)新實踐活動也做為最終課程考核的一部分,并占有比其他同學(xué)多20%的平時成績比例。這種激勵機制將激發(fā)同學(xué)們參加創(chuàng)新學(xué)習(xí)的積極性,加快學(xué)生們的實踐與動手能力的培養(yǎng)。
三、面向機械工程測試技術(shù)課程創(chuàng)新性教學(xué)的實踐
教師講授機械工程測試技術(shù)課程過程中,在講授完第二章傅里葉變換的基本理論后,就可以給學(xué)生提出運用創(chuàng)新思想設(shè)計一套虛擬測試系統(tǒng)實現(xiàn)各種物理量的測量,這種測試系統(tǒng)內(nèi)容涵蓋教學(xué)目標(biāo)的主要知識點,并具有循序漸進的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律。因為實際生活與工程中,物理量是多種多樣的。在老師的指引下,學(xué)生自主研究,自主管理,團結(jié)合作,開發(fā)出基于虛擬儀器平臺上的各種形式的測試系統(tǒng),真正實現(xiàn)理論與實踐的良好結(jié)合。針對當(dāng)前機械工程測試技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題和不足,首先給出以下一些創(chuàng)新性教學(xué)策略:
1.課程講解中充分利用多媒體技術(shù)。和傳統(tǒng)板書式教學(xué)相比,多媒體技術(shù)具有傳統(tǒng)板書式教學(xué)無法比擬的信息量。多媒體教學(xué)設(shè)計配合多感官學(xué)習(xí),能大大提高教學(xué)密度[7]。工程測試技術(shù)是實踐性很強的課程,因此,課堂上正確使用多媒體技術(shù),能夠創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,引導(dǎo)學(xué)生進入工程應(yīng)用的意境,達到學(xué)有所用的境地。將多媒體技術(shù)具體應(yīng)用于機械工程測試技術(shù)課程的主要使用方法總結(jié)如下:①工程資料累積法,任課老師將與課程相關(guān)的科研與工程應(yīng)用范例等資料以多媒體的形式儲存在電腦中,并鏈接于相應(yīng)的課件中,教學(xué)時根據(jù)需要播放相關(guān)的內(nèi)容。②原理過程分部展現(xiàn)法,課程中很多復(fù)雜的原理過程,如相關(guān)的測控電路,由于機械類學(xué)生對電類課程不能很好地理解和應(yīng)用,這時可利用多媒體技術(shù),將復(fù)雜的原理過程分步展示,從傳感器拾取信號的過程開始,經(jīng)過調(diào)理電路,調(diào)理電路如何調(diào)理微弱的傳感器信號,然后用何種形式顯示出來等,這些過程通過多媒體形象地展示出來,即能幫助學(xué)生理解復(fù)雜的原理,又能激發(fā)學(xué)習(xí)動機。③動態(tài)控速展示法,教材中有許多靜態(tài)圖形圖像,但實際上,這些靜態(tài)圖形圖像在測試工程中大多數(shù)都是運動變化的,為了揭示這種實質(zhì)上具有動態(tài)特性的圖形圖像的內(nèi)涵,要使其動態(tài)化(二維或三維動畫或圖像變換),并利用播放過程中的速度控制以及定格技巧,全面深入地揭示測試原理。
2.利用“任務(wù)驅(qū)動”激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。機械工程測試是當(dāng)今最活躍的前沿學(xué)科之一,在教學(xué)過程中,不僅要使學(xué)生了解本學(xué)科的最新發(fā)展,重要的是要學(xué)生學(xué)會利用所學(xué)知識實現(xiàn)各種現(xiàn)實功能,這才是大學(xué)教育的本質(zhì)。在講授理論知識的過程中,設(shè)置一些測試設(shè)計任務(wù),讓學(xué)生在動手實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,在老師的引導(dǎo)下,最后解決問題。這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變成主動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率,很好地培養(yǎng)學(xué)生自主探索和創(chuàng)新能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,建立創(chuàng)新團隊。為了能夠真正實施基于虛擬儀器平臺的創(chuàng)新實踐教學(xué),首先要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。具體的操作方法是,組建創(chuàng)新實踐團隊,以團隊帶動全體。創(chuàng)新團隊通過參加創(chuàng)新實驗、創(chuàng)新大賽等,以興趣為導(dǎo)向,學(xué)習(xí)相關(guān)理論,對所涉及領(lǐng)域有較深入的認(rèn)識和全面的了解,并開發(fā)出與所學(xué)課程相關(guān)的虛擬實驗平臺。在此基礎(chǔ)上,帶動大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,在虛擬實驗平臺的基礎(chǔ)上,根據(jù)所學(xué)知識,進一步開發(fā)出與課程相關(guān)的實驗系統(tǒng),如各種物理量的虛擬測量系統(tǒng)等。在學(xué)習(xí)和創(chuàng)新期間,要培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)探索與創(chuàng)新的能力,鼓勵學(xué)生在網(wǎng)上建立自主學(xué)習(xí)網(wǎng)頁,幫助其他學(xué)生也加入創(chuàng)新興趣小組來。這一活動不僅可以讓學(xué)生所學(xué)知識有“用武之地”,幫助他們提高創(chuàng)新實踐能力,而且這些能力對他們今后的工作和生活也具有很大的幫助。
四、以虛擬儀器為平臺面向工程測試技術(shù)課程的創(chuàng)新性實踐教學(xué)的實現(xiàn)
基于上述創(chuàng)新性教學(xué)策略與思想,機械工程測試技術(shù)的教學(xué)中,理論和實踐教學(xué)均引入引入了創(chuàng)新性教學(xué)策略與方法。在理論上,課程講解多與工程實踐相結(jié)合。實踐教學(xué)上,組織有一定學(xué)習(xí)積極性的同學(xué)組建創(chuàng)新實驗小組,目的是以點帶面。在進行創(chuàng)新性實踐教學(xué)過程中做出如下創(chuàng)新實踐教學(xué)設(shè)計:
1.布置設(shè)計任務(wù)。開發(fā)與課程相關(guān)的基礎(chǔ)虛擬實驗平臺,該平臺包含信號發(fā)生與處理、濾波、頻譜分析功能,此信號發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波,并具有兩個信道。其次在此基礎(chǔ)上開發(fā)出虛擬噪聲信號分析測量系統(tǒng),利用電腦自帶的聲音采集系統(tǒng),作為虛擬噪聲信號的輸入,在試驗平臺上可以看到信號的幅值和頻率的變化,實現(xiàn)噪聲識別。
2.知識準(zhǔn)備與引導(dǎo)。在老師的引導(dǎo)與建議下,學(xué)習(xí)Labview軟件,學(xué)習(xí)各種頻譜分析方法,了解各種窗函數(shù)原理、各種濾波器的原理,并學(xué)習(xí)如何應(yīng)用Labview設(shè)置窗函數(shù)與濾波器。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計聲音采集與信號分析虛擬測量系統(tǒng),應(yīng)用所學(xué)習(xí)的幅值域與頻譜分析方法對聲音信號進行分析。
3.項目實施。經(jīng)過學(xué)習(xí),認(rèn)真設(shè)計后,完成的信號發(fā)生器與虛擬噪聲測試系統(tǒng)如圖1和圖2所示,其中,圖1是同學(xué)們開發(fā)的虛擬信號發(fā)生系統(tǒng),該信號發(fā)生系統(tǒng)可以產(chǎn)生正弦信號、三角波信號、方波信號,同時可實現(xiàn)濾波、幅值譜和功率譜分析。圖2是虛擬噪聲測試實驗系統(tǒng),該實驗系統(tǒng)可以模擬噪聲的產(chǎn)生,進行噪聲監(jiān)測,利用電腦自帶的聲卡,通過麥克風(fēng)模擬噪聲,對噪聲處理后,可以得到噪聲產(chǎn)生的頻率、幅值和相位。從處理結(jié)果可以看到濾波前后的波形變化,這樣直觀地、感性地、綜合地將所學(xué)知識融會貫通。[7]
根據(jù)創(chuàng)新性教學(xué)策略與方法應(yīng)用于機械工程測試技術(shù)這門課程實踐表明,學(xué)生對該教學(xué)方式給予認(rèn)同,一致認(rèn)為這種形式的教學(xué)模式讓他們對課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了更大的興趣,能夠幫助他們更好地學(xué)習(xí),更好地掌握測試技術(shù)基礎(chǔ)理論和實際設(shè)計能力。針對機械工程測試技術(shù)課程的創(chuàng)新性教學(xué)的要求,任課老師應(yīng)具有豐富的理論和實踐知識,要不斷地提高創(chuàng)新教育素養(yǎng),教師的角色要從知識的重述者和傳遞者,轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和協(xié)作者,教學(xué)方法要變復(fù)制型為創(chuàng)造型,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生獲取知識的效率和效果。
參考文獻:
[1]段華洽,王朔柏.深化教學(xué)改革創(chuàng)新教學(xué)模式——高校本科課堂教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].中國大學(xué)教學(xué),2009,(4):35-37.
[2]上官劍.創(chuàng)新教育中的“加”與“減”[J].湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報,2010,(1):28-30.
[3]陳金國.工科類大學(xué)生創(chuàng)新教學(xué)實踐[J].實驗室研究與探索,2010,9(3):95-97.
[4]張鳳生,王海峰,孫忠義,李智,楊倩.機械工程測試技術(shù)課程教學(xué)改革與實踐[J].教學(xué)研究,2012,35(1):92-94.
[5]賈文華.基于虛擬實驗平臺建設(shè)的大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目的建設(shè)與探索[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2013,(2):25.
[6]喬玉晶,魏建宇,謝迪,張鶴銳.基于虛擬儀器的測試技術(shù)實驗平臺開發(fā)[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用,2012,31(8):75-77.
[7]張軍征,樊文芳.模擬軟件促進科學(xué)課程探究學(xué)習(xí)的作用分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2012,(4):34-39.
關(guān)鍵詞:虛擬仿真技術(shù);機械工程;實驗教學(xué)
1虛擬仿真技術(shù)給機械工程實驗教學(xué)帶來的改進
就目前來看,我國在機械工程實驗教學(xué)中尚存在許多突出問題,這些問題的產(chǎn)生給機械工程教學(xué)的質(zhì)量及效率造成了很大制約,尤其是在實驗基地建設(shè)方面存在較大的能力局限性,這無法滿足學(xué)生在學(xué)習(xí)機械工程時的動手操作能力培養(yǎng),更無法加深學(xué)生對機械工程知識的理解與運用。部分院校為了節(jié)約開支,減少設(shè)備在使用過程中發(fā)生損壞或故障的幾率,常常在對學(xué)生進行實踐培訓(xùn)時是以講座和參觀為主要形式的,這也造成學(xué)生缺乏實踐操作機會,從而導(dǎo)致學(xué)生缺乏機械設(shè)備的操作經(jīng)驗,難以有效勝任機械工程的相關(guān)崗位操作??茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,使越來越多的新技術(shù)、新手段被應(yīng)用于機械工程領(lǐng)域,機械工程教學(xué)方法及教學(xué)理念也得以快速更新,計算機技術(shù)在機械工程實驗教學(xué)中也發(fā)揮出越來越重要的作用。目前大部分高校都采用CAD機房來進行機械工程實驗教學(xué),并通過虛擬仿真技術(shù)的引進來持續(xù)改進與更新教學(xué)實驗設(shè)備。通過虛擬仿真技術(shù),可有效減少設(shè)備儀器在實驗教學(xué)過程的故障與損壞幾率,同時也能幫助學(xué)生利用虛擬仿真技術(shù)來進行靈活的實踐與操作,使學(xué)生能夠按照自己的想法利用虛擬仿真技術(shù)來設(shè)計出滿意的機械工程作品,進而加深了學(xué)生對機械工程知識理解與運用能力的同時,也能充分發(fā)揮其學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新精神,使機械工程在實驗教學(xué)中能夠?qū)Σ糠盅b置設(shè)備實施傳動性能實驗、減速器裝配實驗以及數(shù)控加工仿真實驗,進而使機械工程專業(yè)在教學(xué)過程中的質(zhì)量與效率得到極大提升。
2機械工程實驗教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的主要應(yīng)用
2.1帶傳動性能測試實驗中的應(yīng)用
在機械工程實驗教學(xué)中,對工程履帶類部件所具有的傳動性能進行測試是其重要組成部分,通過對傳動帶在運行過程中的傳動性能進行測試,可幫助學(xué)生對帶在傳動過程中所產(chǎn)生的打滑與彈性滑動現(xiàn)象進行直觀的觀察,進而更加科學(xué)的分析機電設(shè)備的最佳承載力,通過分析這些數(shù)據(jù),可使帶動控制問題得到有效解決。在對機械工程中的帶傳動性能進行測試時,還需要應(yīng)用到電動機、發(fā)電機、傳感器、光電測速裝置以及轉(zhuǎn)矩力測桿等設(shè)備,采用這些設(shè)備可實現(xiàn)人工測試,不過這種測試方法需要花費過高的人力與物力成本。而通過虛擬仿真技術(shù),則能夠使學(xué)生在計算機中設(shè)計帶傳動性能測試系統(tǒng),從而不需要使用上述設(shè)備,學(xué)生也可隨時隨地的來測試帶傳動性能,既節(jié)約了大量成本,又顯著提高了機械工程的實驗教學(xué)質(zhì)量及效率。
2.2減速器裝配實驗教學(xué)中的應(yīng)用
在機械工程中經(jīng)常需要應(yīng)用到減速器,其同樣也是機械設(shè)計中最為基礎(chǔ)的一個項目。在對減速器進行裝配實驗教學(xué)中,往往都會通過實物的方式來取代減速器進行教學(xué),不過這種實驗教學(xué)方法往往會增加學(xué)生對實驗操作的理解難度,難以取得較為理想的實驗教學(xué)效果。而通過虛擬仿真技術(shù),則可使學(xué)生在計算機界面中對減速器模型進行直觀的觀察,并按照相應(yīng)的裝配過程來對減速器模擬模型進行裝配操作,從而使減速器的結(jié)構(gòu)講解變得更加直觀、具體。
2.3數(shù)控加工仿真實驗教學(xué)中的應(yīng)用
在我國工業(yè)制造領(lǐng)域中,數(shù)字加工技術(shù)無疑是其核心技術(shù)之一,其在推動我國現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著巨大作用。對于數(shù)字加工技術(shù)來說,其實現(xiàn)了機械加工與微電子技術(shù)的結(jié)合運用。在機械工程實驗教學(xué)中,便常常需要應(yīng)用到數(shù)控加工技術(shù)來對數(shù)控機床進行靈活的操作,不過考慮到數(shù)控機床在實際應(yīng)用過程中會出現(xiàn)較高的維護成本,而且數(shù)控機床的種類多樣,學(xué)生只能接觸到幾種常見的設(shè)備運作形式,同時在實際使用數(shù)控機床時往往需要進行復(fù)雜的程序設(shè)置,這勢必難以滿足不同學(xué)生對實踐操作的需要,再加上實驗操作的復(fù)雜性,使學(xué)生在實踐教學(xué)中很難取得較為理想的學(xué)習(xí)成果。而利用虛擬仿真技術(shù),則可使不同學(xué)生參與到具體的實踐項目當(dāng)中去,使學(xué)生能夠接觸、熟悉和掌握不同種類的數(shù)控機床,并利用這些數(shù)控機床來設(shè)計出相應(yīng)的機械工程產(chǎn)品,從而使學(xué)生能夠更加系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和掌握數(shù)控機床的具體加工流程。
3機械工程虛擬教學(xué)實驗室的建設(shè)構(gòu)思
在機械工程實驗教學(xué)中,可以虛擬仿真技術(shù)為核心,建設(shè)機械工程專業(yè)的虛擬教學(xué)實驗室,在應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)時,需要確保專業(yè)知識與實踐任務(wù)及目標(biāo)進行統(tǒng)一,在此基礎(chǔ)上對實驗室中各種設(shè)備的穩(wěn)定性進行深入研究。此外,在設(shè)計虛擬仿真系統(tǒng)框架時,應(yīng)以滿足該專業(yè)不同學(xué)生的實踐需要為宗旨,確保虛擬仿真實驗?zāi)軌颢@得準(zhǔn)確的結(jié)果,使學(xué)生能夠更好的鞏固與掌握專業(yè)知識,在仿真計算時,需要對機械工程實驗的相關(guān)系數(shù)進行觀察。最后,需要設(shè)計對應(yīng)的仿真器,利用虛擬仿真器來對以往實驗中的實物進行代替,以此有效簡化實驗流程,通過USB接入到虛擬演示平臺中,確保虛擬演示平臺能夠?qū)Ψ抡嫘盘栠M行實時接收,并利用PWM模塊將特定頻率的方波發(fā)送至ECU之中,以此對機械設(shè)備的工作原理進行仿真模擬。在虛擬教學(xué)實驗中,還需要應(yīng)用到相應(yīng)的計算機軟件,并對應(yīng)用模塊進行編緝,同時利用3Dmax等建模工具,以此實現(xiàn)對實驗項目的虛擬操作。
Abstract: Based on the resource sharing of mechanical undergraduate teaching, this paper analyzes the background and conditions of building teaching resource database of mechanical engineering, and develops the building goal under network environment, then gives the classification and collection methods of teaching resources, and discusses the process of building mechanical engineering resource database from the repository architecture, development environment, data entry and management.
關(guān)鍵詞: 本科教學(xué);教學(xué)資源;建設(shè)
Key words: undergraduate teaching;teaching resources;building
中圖分類號:G642;TP315 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)14-0181-02
0 引言
隨著機械工程系列課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容改革的不斷深入,實踐性教學(xué)內(nèi)容改革的不斷加強,專業(yè)重心在降低、知識起點在提高、高新技術(shù)含量在增加,工科學(xué)生的工程意識、創(chuàng)新意識和綜合創(chuàng)造能力的培養(yǎng)已經(jīng)成為工科院校的首選目標(biāo)。針對上述目標(biāo),如何構(gòu)建一個面向機電學(xué)院師生、以機械工程系列課程為基點的開放式教學(xué)資源庫,是加強學(xué)生綜合訓(xùn)練和動手能力的培養(yǎng),提高教學(xué)管理過程中亟待解決的問題。
1 機械工程教學(xué)資源的分類與收集
按我校機械工程課群或課程設(shè)置,教學(xué)資源可分為工程力學(xué)資源、工程制圖資源、機械CAD/CAM資源、機械制造工程學(xué)資源等。每一類具體教學(xué)資源可通過資源標(biāo)號、資源名稱、資源所用語言,對教學(xué)資源進行編碼,以便教學(xué)資源的計算機輔助管理。其中機械工程教學(xué)資源庫的總體建設(shè)思路為:
①總體方案設(shè)計;②教學(xué)資源收集、整理;③教學(xué)資源分類與編碼;④系統(tǒng)分析與設(shè)計;⑤系統(tǒng)開發(fā)與測試;⑥系統(tǒng)安裝與部署;⑦資源描述與添加;⑧資源庫運行與維護。
2 機械工程教學(xué)資源庫的開發(fā)
2.1 體系結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)四層B/S結(jié)構(gòu),即用戶界面層、請求接受層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)存儲層,其中業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)用戶管理、資源查詢、資源修改、資源下載、資源上傳和資源分類管理等操作
2.2 開發(fā)環(huán)境 機械工程資源庫采用基于Web的J2EE體系,以Java、JSP程序語言開發(fā),JBuilder X和Dreamweaver
MX為開發(fā)環(huán)境,J2EE服務(wù)器采用Tomcat4.1.24,操作系統(tǒng)采用Windows2000 Server,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用MySQL。
2.3 資料的錄入與管理 資源庫建設(shè)初期,所有資源可由專門維護人員按資源類型進行收集、整理,然后按照機械工程課程的分類標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)教學(xué)資源類管理。資源庫建立完成后,為機械工程相關(guān)課程的老師分配用戶名和密碼,老師據(jù)此通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程教學(xué)資源的上傳、下載、修改等操作,以實現(xiàn)教學(xué)資源庫的擴充。資源庫建設(shè)過程中,首先添加機械CAD/CAM教學(xué)資源數(shù)據(jù)測試,并進行相應(yīng)修改和完善。然后添加機械制造工程學(xué)、機電學(xué)院生產(chǎn)實習(xí)等教學(xué)資源進一步測試和完善,最后實現(xiàn)面向機電學(xué)院師生、以機械工程系列課程的教學(xué)資源庫的構(gòu)建。
3 結(jié)論
通過建立機械工程教學(xué)資源庫,較好地解決了教學(xué)資源分散、凌亂、重復(fù)等問題,可提高教師的備課效率,加強同行之間的交流和課程之間的滲透。由于該項工作是一個系統(tǒng)工程,需要根據(jù)機械學(xué)科的發(fā)展,及時調(diào)整和補充教學(xué)資源,并由專人進行后期的建設(shè)和維護。機械工程教學(xué)資源庫的建設(shè)與實踐(11JGY03)的實施能夠有效推動我校網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)環(huán)境下的教學(xué)模式改革,并支持機械類綜合型生產(chǎn)實習(xí)模式的探索與研究(10JGY04)和機械制造工程學(xué)中工程素質(zhì)培養(yǎng)(090202)的深入。
參考文獻:
[1]許歡.基于XML的教學(xué)資源庫系統(tǒng)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù),2011,7(3):580-582.
機械加工 機械工程倫理 機械制造 機械畢業(yè) 機械安全論文 機械導(dǎo)論論文 機械基礎(chǔ)論文 機械結(jié)構(gòu)論文 機械原理論文 機械控制論文 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀