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摘 要：作为测试技术基础课程的重要实践教学环节，课程设计是学生理论知识学习后一次全面、综合的实践。针对传统课程教学实践缺乏和创新能力培养的不足，采取多种举措进行教学改革探索与实践，使课程设计有效地培养学生实践创新能力。
关键词：测试技术基础 课程设计 实践创新能力 探索 实践
党的十八大报告强调：“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。”面对我国经济发展转型升级与国际科技竞争日益激烈的形势，培养既熟练掌握实践技能，又具有创新能力和意识的综合型专门人才，既是国家发展的需要，也符合世界工程领域的发展潮流。
测试技术基础是我校机电学院面向机电类专业本科生开设的一门重要的专业基础主干课[1]。教学内容涉及信号分析基础、传感器技术、测试信号的转换与调理、误差分析与处理、数字信号处理技术基础等多方面知识，具有理论性、综合性和实践性较强的特点。测试技术基础课程设计作为课程实践教学的重要环节，是对学生所学理论知识的一次综合性应用与实践训练。课程设计通过对典型光、机、电、计算机一体化系统及各部分接口电路设计，使学生掌握常见物理量数字化测量系统设计方法以及信号分析方法[2]。课程设计是培养学生实践创新能力的重要教学环节，正日益受到教育界的广泛关注和重视。
1 传统教学模式和课程设计中存在的问题
目前，由于多种原因，学生实践创新能力普遍偏弱，无法适应社会发展的需求。在传统教学过程中，课堂教学内容与实践联系较少，灌输式的教学方式，对理论知识的课堂教学比较重视，而忽视实践环节对理论知识学习的巩固和加强作用，使理论学习和实践能力培养脱节，同时，这也压制了学生的创新意识。另外，传统教学形式过于单一和枯燥，教学目标仍然是以应试为主，学生始终处于被动学习和被动接受状态，学习目标不明确，缺乏主观能动性，容易失去学习兴趣和动力，主动的实践创新意识欠缺，无法培养当前社会和用人单位亟须的具有实践创新能力的人才。总之，这种传统的教学方式忽视了对学生实践能力和创新能力的培养。
虽然实践性较强的课程普遍开设相应的课程设计，以培养学生的实践动手能力，但在课程设计过程中，学生的设计题目和内容均由教师指定，甚至有些课程设计的方案和电路图等均由教师提供，学生只是做简单的系统搭建工作，完成预定的功能。由于没有充分调动学生的主观能动性和创新热情，学生虽然实践动手能力得到了一定的锻炼，但对于课程设计的内容和培养目的并不是非常清楚，因此很难达到理想的教学效果，无法有效培养实践创新能力。
近年来，笔者通过测试技术基础课程建设和教学改革对课程设计进行了有益的探索，明确了培养学生实践创新能力的教学目标，并以此进行了课程软硬件建设，确定了相应的课程考查方法、教学过程等，力求培养学生实践创新能力，以满足社会对实践创新人才的需求。
2 课程设计教学改进措施
2.1 加强课程的软硬件平台建设
在课程建设中，建立了较为完善的测试技术基础实验教学平台，主要硬件包括传感器系统综合实验平台、NI ELVIS教学实验室虚拟仪器套件、数字示波器、函数发生器和直流稳压电源等。其中，传感器系统综合实验平台具有强大的传感器测试与实验功能，可以利用十余种不同类型的传感器，进行四十余种不同的测试实验，并且这些实验都是开放式的，可以根据具体需求，对实验进行更新扩充，丰富实验内容。ELVIS集成了常用的12种测试仪器的功能，其中包括示波器、数字万用表、函数发生器和伯德图分析仪等。该ELVIS系统还配置了LabVIEW软件，可用于二次系统开发，以实现快速简单的测量采集与显示[3]。
这些软硬件平台建设，一方面，为学生提供了完善的实验条件，增强学生对课程教学内容和知识点的感性认识，另一方面，为学生课程设计过程中软硬件的设计和调试提供了开放而良好的训练平台。
经过近十年的不断探索和努力，测试技术基础已经成为校精品课程，并依托校园网络教学平台，采用信息技术建立了学生学习和教师交流互动的课程教学网络平台。这些都为学生的课程设计提供了良好的学习条件。
2.2 加强工程案例教学
在课堂教学过程中，通过案例教学，加强学生对课程内容的理解，激发学生的学习兴趣，有助于将所学的知识应用于课程设计。例如：在案例教学中，用光电传感器组成光幕，将其应用于锻压机床安全区域的入侵报警，引起学生的浓厚兴趣，并激起了学生的热烈讨论。在此基础上，有学生将光电传感器应用于液位报警、教室自习学生的计数等，起到了良好的案例教学效果。
2.3 加强学生选题的指导
在课程涵盖内容范围内，鼓励学生自主选择课程设计内容。作为范例，教师会提供四十多个采用不同传感器测量物理量、化学量等非电量的课程设计题目，供学生参考，启发学生自主选题。
同时，在学生课程设计选题之前，教师会将往届学生完成的优秀课程设计实例向学生进行详细讲解和分析。这些课程设计实例反映出学生具有良好的实践创新意识和能力，让学生了解到这些优秀课程设计的目的、内容、最终成果形式和具体要求等，着重介绍这些优秀课程设计的选题是如何从生活中提炼出来的，给学生提供较为清晰的指导和借鉴。
鼓励学生从日常生活和学习中发现问题，积极思考和相互讨论，提炼与课程教学内容相关的选题，使他们对测试技术基础课程设计产生浓厚的兴趣，调动他们的主观能动性，最大限度地激发学生的学习兴趣和实践创新意识，培养实践创新能力。
引导学生通过查阅资料，包括教材、期刊和网络等，初步确定课程设计方案和预期目标，通过与同学和教师讨论，进行充分的选题和可行性论证，确定课程设计最终方案及目标。
这一环节有效地启发了学生的自主实践创新意识，为课程设计的展开开启了良好的开端，并奠定了较为扎实的基础。 2.4 加强学生课程设计的过程指导和管理
在学生进行课程设计的过程中，不可避免地会遇到各种问题和困难。教师应及时与学生沟通，积极鼓励和有效启发，并提供必要的指导等，使学生克服畏难心理，勇于实践创新。
对于学生遇到的技术问题，教师会通过面对面的指导或推荐相关教材，积极帮助学生解决问题。
同时，定期了解学生课程设计进展情况，加强过程管理，建立过程监督和管理制度，将学生的日常表现、进度安排列入学生课程设计的期末成绩考核指标，督促学生按照预期目标进行课程设计，最终完成课程设计全部软硬件设计。
2.5 鼓励学生跨课程综合运用知识点
本科学生在学习测试技术基础课程和进行课程设计时，同时兼修多门实践性较强的课程，如机械设计和单片机等方面的知识，并且测试技术基础教学大纲也具有多学科知识交叉和融合的特点。因此，在课程设计过程中，教师鼓励学生将跨课程多知识点应用于课程设计中。如有些学生构建基于单片机的传感器检测系统；有些学生采用传感器测试系统控制机械设计课程中开发的机械系统运动等。这种做法可以有效地促使学生对本专业各课程知识点的融合和灵活运用，提高实践创新能力。
2.6 完善课程设计的考核方式
课程设计的考核不仅是提交书面报告，考核方式应更加多样。在课程设计结题时，首先进行现场演示，即学生需要对开发的测试系统包括软硬件的功能进行演示，在确定实现预定的功能之后，方能进行答辩陈述。在答辩环节，学生需要采用幻灯片的形式向教师讲解选题背景、硬件电路和软件框图等。除此之外，考核内容还着重考虑以下几方面：选题的来源和创新性、难易程度；完成课题过程中的分工和日常表现；课程设计报告的撰写等。在课程设计之前，要把课程设计的考核方式告知学生，使学生自觉约束自己，力图能全面考核学生的实践创新意识和能力。
3 测试技术基础课程设计改革与探索的成效
近几年来，我校通过对测试技术基础课程设计教学目的、软硬件建设和教学环节等方面的改革与探索，取得了预期的教学效果。
所有修学测试技术基础课程的学生均能不同程度地完成课程设计的要求，有效地培养了他们的实践创新能力。通过课程设计，许多学生将课程实践理论知识变成看得见摸得着的硬件系统，并能实现预定的测试功能，既掌握了理论知识，又加深了对课堂理论知识的理解。许多在课程设计中表现优秀的学生，在课程考试中同样表现优异。
有的学生在课程设计报告中总结，在课程设计过程中，通过自己选题，自己设计方案，自己完成，感觉非常有助于提高自己的实践创新能力，也非常喜欢这种教学和培养方式。许多学生在遇到困难时，通过和同学团结协作，在教师和同学的帮助下，最终完成课程设计，觉得对实践创新深有体会，增加了未来在实践过程中克服困难的勇气和信心。
4 结束语
课程设计既巩固了课程相关理论知识，同时使学生将理论知识与实际应用相结合，有效地培养了学生的实践创新能力。
社会和用人单位也十分重视学生在校期间的课程实践情况，并将实践创新能力列入评价学生工作能力的重要指标。
多年来的测试技术基础课程设计实践表明，通过以上课程设计教学模式改革与实践，可有效培养学生实践创新能力，深受学生的欢迎和好评。目前，通过积极引导和强化课程管理，所有修学测试技术基础课程的学生均能完成课程设计的要求。许多学生通过课程设计，提升了学习兴趣和实践的信心，对所学课程有了更深刻的理解，取得了良好的教学效果。
参考文献
[1]焦敬品，何存富.机电类专业《测量技术基础》课程教学模式研究[J].中国现代教育装备，2007（3）：13-14.
[2]焦敬品，刘增华，何存富.测量技术基础课程实践教学改革探索[J].中国现代教育装备，2009（3）：64-65.
[3]什么是NI ELVIS？[EB/OL].http：//www.ni.com/white-paper/8599/zhs.
关键词：测试技术基础 课程设计 实践创新能力 探索 实践
党的十八大报告强调：“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。”面对我国经济发展转型升级与国际科技竞争日益激烈的形势，培养既熟练掌握实践技能，又具有创新能力和意识的综合型专门人才，既是国家发展的需要，也符合世界工程领域的发展潮流。
测试技术基础是我校机电学院面向机电类专业本科生开设的一门重要的专业基础主干课[1]。教学内容涉及信号分析基础、传感器技术、测试信号的转换与调理、误差分析与处理、数字信号处理技术基础等多方面知识，具有理论性、综合性和实践性较强的特点。测试技术基础课程设计作为课程实践教学的重要环节，是对学生所学理论知识的一次综合性应用与实践训练。课程设计通过对典型光、机、电、计算机一体化系统及各部分接口电路设计，使学生掌握常见物理量数字化测量系统设计方法以及信号分析方法[2]。课程设计是培养学生实践创新能力的重要教学环节，正日益受到教育界的广泛关注和重视。
1 传统教学模式和课程设计中存在的问题
目前，由于多种原因，学生实践创新能力普遍偏弱，无法适应社会发展的需求。在传统教学过程中，课堂教学内容与实践联系较少，灌输式的教学方式，对理论知识的课堂教学比较重视，而忽视实践环节对理论知识学习的巩固和加强作用，使理论学习和实践能力培养脱节，同时，这也压制了学生的创新意识。另外，传统教学形式过于单一和枯燥，教学目标仍然是以应试为主，学生始终处于被动学习和被动接受状态，学习目标不明确，缺乏主观能动性，容易失去学习兴趣和动力，主动的实践创新意识欠缺，无法培养当前社会和用人单位亟须的具有实践创新能力的人才。总之，这种传统的教学方式忽视了对学生实践能力和创新能力的培养。
虽然实践性较强的课程普遍开设相应的课程设计，以培养学生的实践动手能力，但在课程设计过程中，学生的设计题目和内容均由教师指定，甚至有些课程设计的方案和电路图等均由教师提供，学生只是做简单的系统搭建工作，完成预定的功能。由于没有充分调动学生的主观能动性和创新热情，学生虽然实践动手能力得到了一定的锻炼，但对于课程设计的内容和培养目的并不是非常清楚，因此很难达到理想的教学效果，无法有效培养实践创新能力。
近年来，笔者通过测试技术基础课程建设和教学改革对课程设计进行了有益的探索，明确了培养学生实践创新能力的教学目标，并以此进行了课程软硬件建设，确定了相应的课程考查方法、教学过程等，力求培养学生实践创新能力，以满足社会对实践创新人才的需求。
2 课程设计教学改进措施
2.1 加强课程的软硬件平台建设
在课程建设中，建立了较为完善的测试技术基础实验教学平台，主要硬件包括传感器系统综合实验平台、NI ELVIS教学实验室虚拟仪器套件、数字示波器、函数发生器和直流稳压电源等。其中，传感器系统综合实验平台具有强大的传感器测试与实验功能，可以利用十余种不同类型的传感器，进行四十余种不同的测试实验，并且这些实验都是开放式的，可以根据具体需求，对实验进行更新扩充，丰富实验内容。ELVIS集成了常用的12种测试仪器的功能，其中包括示波器、数字万用表、函数发生器和伯德图分析仪等。该ELVIS系统还配置了LabVIEW软件，可用于二次系统开发，以实现快速简单的测量采集与显示[3]。
这些软硬件平台建设，一方面，为学生提供了完善的实验条件，增强学生对课程教学内容和知识点的感性认识，另一方面，为学生课程设计过程中软硬件的设计和调试提供了开放而良好的训练平台。
经过近十年的不断探索和努力，测试技术基础已经成为校精品课程，并依托校园网络教学平台，采用信息技术建立了学生学习和教师交流互动的课程教学网络平台。这些都为学生的课程设计提供了良好的学习条件。
2.2 加强工程案例教学
在课堂教学过程中，通过案例教学，加强学生对课程内容的理解，激发学生的学习兴趣，有助于将所学的知识应用于课程设计。例如：在案例教学中，用光电传感器组成光幕，将其应用于锻压机床安全区域的入侵报警，引起学生的浓厚兴趣，并激起了学生的热烈讨论。在此基础上，有学生将光电传感器应用于液位报警、教室自习学生的计数等，起到了良好的案例教学效果。
2.3 加强学生选题的指导
在课程涵盖内容范围内，鼓励学生自主选择课程设计内容。作为范例，教师会提供四十多个采用不同传感器测量物理量、化学量等非电量的课程设计题目，供学生参考，启发学生自主选题。
同时，在学生课程设计选题之前，教师会将往届学生完成的优秀课程设计实例向学生进行详细讲解和分析。这些课程设计实例反映出学生具有良好的实践创新意识和能力，让学生了解到这些优秀课程设计的目的、内容、最终成果形式和具体要求等，着重介绍这些优秀课程设计的选题是如何从生活中提炼出来的，给学生提供较为清晰的指导和借鉴。
鼓励学生从日常生活和学习中发现问题，积极思考和相互讨论，提炼与课程教学内容相关的选题，使他们对测试技术基础课程设计产生浓厚的兴趣，调动他们的主观能动性，最大限度地激发学生的学习兴趣和实践创新意识，培养实践创新能力。
引导学生通过查阅资料，包括教材、期刊和网络等，初步确定课程设计方案和预期目标，通过与同学和教师讨论，进行充分的选题和可行性论证，确定课程设计最终方案及目标。
这一环节有效地启发了学生的自主实践创新意识，为课程设计的展开开启了良好的开端，并奠定了较为扎实的基础。 2.4 加强学生课程设计的过程指导和管理
在学生进行课程设计的过程中，不可避免地会遇到各种问题和困难。教师应及时与学生沟通，积极鼓励和有效启发，并提供必要的指导等，使学生克服畏难心理，勇于实践创新。
对于学生遇到的技术问题，教师会通过面对面的指导或推荐相关教材，积极帮助学生解决问题。
同时，定期了解学生课程设计进展情况，加强过程管理，建立过程监督和管理制度，将学生的日常表现、进度安排列入学生课程设计的期末成绩考核指标，督促学生按照预期目标进行课程设计，最终完成课程设计全部软硬件设计。
2.5 鼓励学生跨课程综合运用知识点
本科学生在学习测试技术基础课程和进行课程设计时，同时兼修多门实践性较强的课程，如机械设计和单片机等方面的知识，并且测试技术基础教学大纲也具有多学科知识交叉和融合的特点。因此，在课程设计过程中，教师鼓励学生将跨课程多知识点应用于课程设计中。如有些学生构建基于单片机的传感器检测系统；有些学生采用传感器测试系统控制机械设计课程中开发的机械系统运动等。这种做法可以有效地促使学生对本专业各课程知识点的融合和灵活运用，提高实践创新能力。
2.6 完善课程设计的考核方式
课程设计的考核不仅是提交书面报告，考核方式应更加多样。在课程设计结题时，首先进行现场演示，即学生需要对开发的测试系统包括软硬件的功能进行演示，在确定实现预定的功能之后，方能进行答辩陈述。在答辩环节，学生需要采用幻灯片的形式向教师讲解选题背景、硬件电路和软件框图等。除此之外，考核内容还着重考虑以下几方面：选题的来源和创新性、难易程度；完成课题过程中的分工和日常表现；课程设计报告的撰写等。在课程设计之前，要把课程设计的考核方式告知学生，使学生自觉约束自己，力图能全面考核学生的实践创新意识和能力。
3 测试技术基础课程设计改革与探索的成效
近几年来，我校通过对测试技术基础课程设计教学目的、软硬件建设和教学环节等方面的改革与探索，取得了预期的教学效果。
所有修学测试技术基础课程的学生均能不同程度地完成课程设计的要求，有效地培养了他们的实践创新能力。通过课程设计，许多学生将课程实践理论知识变成看得见摸得着的硬件系统，并能实现预定的测试功能，既掌握了理论知识，又加深了对课堂理论知识的理解。许多在课程设计中表现优秀的学生，在课程考试中同样表现优异。
有的学生在课程设计报告中总结，在课程设计过程中，通过自己选题，自己设计方案，自己完成，感觉非常有助于提高自己的实践创新能力，也非常喜欢这种教学和培养方式。许多学生在遇到困难时，通过和同学团结协作，在教师和同学的帮助下，最终完成课程设计，觉得对实践创新深有体会，增加了未来在实践过程中克服困难的勇气和信心。
4 结束语
课程设计既巩固了课程相关理论知识，同时使学生将理论知识与实际应用相结合，有效地培养了学生的实践创新能力。
社会和用人单位也十分重视学生在校期间的课程实践情况，并将实践创新能力列入评价学生工作能力的重要指标。
多年来的测试技术基础课程设计实践表明，通过以上课程设计教学模式改革与实践，可有效培养学生实践创新能力，深受学生的欢迎和好评。目前，通过积极引导和强化课程管理，所有修学测试技术基础课程的学生均能完成课程设计的要求。许多学生通过课程设计，提升了学习兴趣和实践的信心，对所学课程有了更深刻的理解，取得了良好的教学效果。
参考文献
[1]焦敬品，何存富.机电类专业《测量技术基础》课程教学模式研究[J].中国现代教育装备，2007（3）：13-14.
[2]焦敬品，刘增华，何存富.测量技术基础课程实践教学改革探索[J].中国现代教育装备，2009（3）：64-65.
[3]什么是NI ELVIS？[EB/OL].http：//www.ni.com/white-paper/8599/zhs.