机械测试技术课程教学探索

1引言

测试技术课程着眼于培养学生能正确地选用测试系统并掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能，为学生进一步学习、独立研究和处理工程测试技术问题打下坚实的基础。测试技术课程具有较强的理论性和实践性，应用范围很广。多年来学生学习效果普遍不太好，学生的知识应用能力、工程实践能力、创新能力明显不足。这些问题也反映出教师的授课方法存在一些问题，不能满足学生学习要求，急需改变。测试技术方面的科研项目，为丰富课程教学提供了很好的素材。科研项目融入教学能够调动学生学习主动性，其最大特点是真实性，给人以身临其境之感，易于学习和理解，同时能够集思广益。

2科研项目有机融入课堂教学

将科研项目有机融合到各章节中，发挥科研资源优势驱动教学，提高教学质量，收到良好的效果。下面以连铸结晶器振动位移测试、真空泵运行状态监测项目为例，论述融入课堂教学的方法。2.1连铸机结晶器振动位移测试项目融入教学。讲授传感器等章节时，适时引入结晶器振动测试实例。先通过视频、动画等方式说明液压缸与四连杆机构动作原理，再分组讨论结晶器运动规律，通过引导学生加强课程间的联系，使各知识互相贯通，提高学生综合专业知识的能力。教师归纳各种可行办法的优缺点，分析现场环境、位移测试范围、要求的测量精度，引导大家查阅传感器产品网站，讨论传感器主要技术指标对测量的影响，传感器安装时应注意的一些问题，并选择传感器规格型号。播放现场测量的视频及照片，带领学生阅读结晶器现场实际测试分析报告，讨论测试曲线波形，比较不同测试传感器的优缺点。解释不同拉速下振动曲线差异的原因，讲解该信号进行时域和频域分析的目的，最终得出测试结论等。通过振动曲线的时域频域分析，可以获取结晶器振动台的振动信息和工作状况，例如：垂直向振动位移振动波形与液压缸位移曲线误差多大？结晶器左右侧振动同步性如何？水平向振动幅值超出要求没有？再联系振动台驱动液压缸及连杆机构，说明振动台振动偏差产生的原因及解决措施。在组织科研项目实例教学中,充分运用多媒体教学手段,展示现场测试的照片、视频、产品说明书、传感器特性曲线、测试曲线、测试报告等资料，使学生全方位多角度感知实际测试工作，从而领会课程知识体系和知识要点，达到融会贯通的效果。2.2真空泵运行状态监测项目融入教学。测试技术课程涉及数学知识多，理论性强，工程意义难以理解，枯燥难学。如何解决这些问题？必须使课堂与测试技术案例相结合，与测试技术产品相结合，才能使测试技术理论与应用融会贯通。在此实例中使用了振动速度传感器、电涡流位移传感器及热电阻，涉及磁电式速度传感器结构原理、特点、应用场合，以及不同类型的机械设备其振动监测参数的不同约定。结合传感器产品，引导学生上网查阅速度传感器产品资料，同时让学生讨论电磁式速度传感器频响特性、输出信号幅值、测点选择、传感器安装等内容，使传感器原理与产品及应用对接。互动式讲授现场测试安装图、传感器产品技术指标、测试系统组成、真空泵运行波形曲线、振动烈度指标、功率谱分析等内容。科研项目融入课堂教学，增大课堂的信息量，使课堂面貌一新，激发了学生的学习热情，扩展了知识面，学生学有所用、理论联系实际，有利于学生完整、全面、系统地理解课程内容，学生能将零散的知识，在一个个实例中系统地领悟、理解和掌握。

3科研项目转化为工程应用型实验项目

测试技术是一门实践性很强的课程，我校该课程实验占总学时的30%，希望通过实验加强学生对课堂知识的理解和掌握，巩固已学到的理论知识，提高学生的实践能力和创新能力，因此必须抓好实验教学。3.1工程应用型实验项目组成。为了更真实地体现实际的现场测试工作，提升实验教学质量，探索开发了测试技术应用型实验项目，实验项目包含两部分：1）模拟连铸机结晶器振动位移测试；2）机械设备振动监测与报警。实验系统组成如图1所示。3.2模拟连铸机结晶器振动位移测试实验。实验项目第一部分用来模拟连铸机结晶器振动位移测试科研项目，实验由振动台、位移传感器、数据采集系统、信号分析软件等组成。为了比较不同类型传感器特点，提供电涡流、差动变压器式、激光三角式三种位移传感器。该实验与实际结晶器振动测试非常接近。实验前，明确实验任务：通过现有的传感器及仪器设备测试振动台的垂直振动位移曲线，分析位移峰峰值和频谱结构，分析振动台振动特性，撰写测试分析报告。实验时学生自己安装传感器，自己连接测试系统。要求按照工程测试报告规范撰写测试分析报告，报告内容包括：电磁振动台介绍、测试目的意义、传感器选择及安装、测试系统组成及原理、测试曲线及数据、测试结果时域分析频谱分析、振动台振动特性分析等。通过该实验学生能够真实体验实际测试，深刻感受测试的全过程，从传感器、调理器，到测试记录系统；从时域波形显示，到频谱分析，都能系统全面地学习测试技术知识。实验中教师做好引导工作，除答疑解惑外，要勤于观察，不断发现问题，及时提出问题，与学生进行互动。3.3机械设备振动监测与报警实验。该系统由一体化振动速度传感器、智能数字光柱显示报警仪等组成。通过调节振动台控制器旋钮改变振动台振动幅值，使振动监测报警仪振动及显示报警状态变化，模拟工厂设备振动监测过程。智能数字光柱显示报警仪的显示量程、报警阈值等可以方便设置，可实时显示的振动烈度幅值和报警状态，并且能够将报警信号变送输出，供其他控制器使用。工程应用型实验为学生提供测试过程真实体验和综合能力训练环境及条件，使学生能深刻领会振动测量意义、振动传感器技术参数、测量系统组成、信号调理显示记录仪器。提升学生的工程应用能力和实践能力。

4结语

科研项目融入教学使课堂内容丰富多彩、生动形象，测试技术教学和工程应用融为一体，激发学生学习兴趣和积极性，能够系统全面地领悟、理解和应用知识，提高学习效果。科研项目转化为工程应用型实验项目，能够模拟结晶器振动实际测试和机械设备振动监测报警，紧密联系工程实际，对于培养和提高学生的工程实践能力、分析解决问题能力和创新能力大有益处。

参考文献

[1]蒋玲莉,谭鸿创.面向应用型人才培养的“现代测试技术”课程案例教学[J].教育现代化,2018,5(39).

[2]胡开群,冯鑫.“机械工程测试技术”课程教学改革探讨与研究[J].科技视界,2017(11).

[3]张春艳,张立.以学生为中心教学方法改革的探究[J].传播力研究,2018,2(26).

[4]张敏杰.“以学生为中心”课堂教学模式的探讨[J].教育现代化,2018,5(38).

[5]孙小霞.基于慕课的“电子技术”翻转课堂教学实践与研究[J].现代信息科技,2018,2(12).

[6]杨绍兰,张新富.“兴趣主导、项目驱动式教学”推动应用型人才培养[J].高教学刊,2018(22).

[7]蒋玲莉,谭鸿创.面向应用型人才培养的“现代测试技术”课程案例教学[J].教育现代化,2018,5(39).

[8]曾娣平.机械工程测试技术课程教学改革探讨[J].当代教育理论与实践,2015(7).

作者:杨文志 单位:内蒙古科技大学机械工程学院