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[摘 要] 结合测试技术课程内容特点与多年的课程教学实践，针对该课程教学中存在的问题，提出了一种以项目案例为主线的测试技术课程教学模式。阐述了该模式的设计思路，并以实例说明了该模式的应用。教学实践表明：该教学模式有效的提高了学生的学习兴趣，强化了学生发现问题、解决问题的能动性，也培养了学生以工程项目为核心的思维方式、研究意识、团队协作精神以及实践动手能力，不仅有利于教学目标的实现，也为工程应用型人才培养打下了扎实的基础。
[关键词] 项目案例；工程应用；测试技术；教学模式
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2013）03-0095-03
0 引言
测试技术是用来检测和处理各种信息的一门综合技术，在科学研究、工业生产、医疗卫生、文化教育、国防等各个领域都起着重要的作用[1]。因此，《测试技术》被定为我国高校机电工程类专业的专业基础课[2]。云南农业大学《测试技术》课程的前身是20世纪80年代为农业机械化本科专业开设的《农机测试技术》，目前面向农机、机制、工业、电气、车辆、热动6个本科专业和农业机械化、农村电气、能源工程3个硕士专业开课。在信息技术快速发展的背景下，为培养适应现代化建设需要的具有创新精神和工程应用能力的高素质应用型人才，要求学生通过本课程的学习，掌握测试系统的设计和分析方法，能够针对各专业领域中的工程问题选用合适的传感器，构建完整的测试系统，并能对测试系统的性能进行分析，对测得的数据进行处理，具有从测量信号中解读测量信息的能力。
1 课程内容特点与教学中存在的问题
1.1 测试技术课程内容特点
测试技术是一门涉及传感器技术、数据处理、仪器仪表、计算机技术等多学科和技术的新兴综合性学科[2]。测试技术课程内容主要包括信号分析、测试系统静动态响应特性、常用传感器、信号调理、记录及存储仪器、测量误差分析及数据处理、典型非电参量的测量、自动测试系统（ATS）等内容。测试技术课程理论性较强，也比较抽象，涉及《电工技术》、《电子技术》、《概率论与数理统计》、《控制工程基础》、《大学物理》、《材料力学》等课程知识内容[3]。同时该课程也是一门实践性很强的课程，要求学生能够针对特定的测试任务进行测试系统的设计、实现、调试和测试，并对测试结果进行分析评价。通过本课程的学习，可以使学生初步具有利用测试技术基础知识和技能来分析、解决工程实际问题的能力，为今后学习《机电一体化技术》、《数控技术基础》、《汽车电子控制技术》、《电气控制系统》等课程以及毕业设计打下坚实的基础。
1.2 课程教学中存在的问题
在测试技术的教学过程中，过去有学生反映测试技术应用及发展部分空洞，传感器部分没有实物对象、枯燥无味、很神秘，信号分析理论部分深奥难懂、书本内容串不起来、学了知识不会应用等。造成以上问题的原因，与课程原有教学模式有直接的关系。以前的课堂教学侧重理论知识讲授，课堂信息量少且单调，少量的实践性环节也是根据教学内容开设的验证性实验。教学活动的基本模式是以教师为主导的传授式教学，教师讲，学生听，教学过程中学生的参与以及师生间、学生间的互动很少，导致学生对课程作用认识不足，影响教学效果。
上述问题说明，原有的测试技术课程教学模式已经不能满足现代机电工程类专业教育发展的需求，主要体现在以下几个方面：（1）随着信息技术的快速发展，新技术、新仪器设备不断涌现，课程内容显得有些陈旧和呆板，与工程项目上的应用有较大差距；（2）新教学计划的制定使课程总学时越来越少，而新内容则越来越多；（3）课程面向多个专业的学生开课，如果教师仍以书本教材为主进行传授式教学，教学内容较难与测试技术的专业应用相符合，导致学生对课程作用认识不足；（4）按传统的教学方法，课程内容相对来说比较分散、杂乱，不利于学生发现问题、解决问题能力的培养，也难以建立以工程项目为核心的思维方式，学生所学知识停留在书本上，应用能力和创新能力不强。为解决这些问题，作者借鉴Project Based-Learning （PBL）、Querying Based- Learning （QBL）等国外高校的教学思想，提出以项目案例为主线的测试技术教学模式。
2 以项目案例为主线的测试技术课程教学 模式
2.1 教学模式的设计思路
根据测试技术的主要教学内容与教学目标，将教师承担、参与的科研和工程项目中与测试技术有关的成果内容整理成教学案例，应用在课程的理论教学过程中。这些项目案例就产生在学生身边，由上课教师直接参与完成，教师讲的时候更为详细、具体、真实，学生听的时候更有亲切的参与感，有的项目成果还可在实验室进行使用和学习。以这些项目案例为平台，更好的进行师生之间有关测试技术和测试设备方面的交流，促进学生学习理论知识和实践动手能力的主动性和积极性。
在提高了学生的学习兴趣和主观能动性后，通过开设实验课，给学生提供实践动手的机会，解决学生“做什么、怎么做、能不能做好”的问题。所开设的实验项目要紧密结合测试技术主要内容，具有确定的测试任务和工程项目性质，又能让学生在教学计划内能够完成，具有可以长期实施的可扩展性和可操作性。实验项目不能仅仅是验证性或演示性的，应该是具有设计性、系统性、综合性的实作实验。
2.2 以项目案例为主线的理论教学体系及应用
测试技术课程理论教学32学时，教学计划内实验8学时，总学时数为40学时。书本教材选用近期出版的21世纪高等学校机电类专业规划教材，电子教材使用自己采编的电子课件，在理论教学过程中以电子课件为主、书本教材为辅。
课程理论教学内容及学时分配为：绪论（2学时）、信号分析基础（8学时）、传感器测量原理（8学时）、测试系统特性（4学时）、信号调理技术（2学时）、数字信号处理（2学时）、自动化测试系统（4学时）、虚拟仪器技术（2学时）。 在理论教学过程中，任课教师将自己承担或参与的科研和工程项目、学位论文中与测试技术相关的内容整理成项目案例并进行系统的介绍和讲解，所选项目案例可根据学生专业进行调整。
以绪论这一章为例，农机专业的学生选择“1KS-22型双轴开沟机工作性能测试”或“植烟地土壤深松机研制开发应用”案例，车辆工程专业的学生选择“基于USB数据采集的车辆试验系统研究”案例，电气工程及其自动化专业的学生选择“温室气候中温湿度智能控制系统研究”案例，机械设计及其制造专业学生选择“更新四冲程内燃机能量转换机构的理论研究与试验”案例。这些项目案例重点讲解项目概况、所用的仪器设备和技术、项目实施中的难点和关键技术，以引导学生将测试技术和所学专业进行联系，提高学生对课程作用的认可度。
2.3 拟工程项目化的实践教学体系及应用
根据实验室现有设备和条件，并考虑学生专业和人数，以及长期实施的可操作性等因素，确定以弹性体的应力应变测试为项目，进行测试技术拟工程化项目的系统性实作训练。课程教学计划内开设的实验项目及学时分配为：应变式测力传感器的设计制作（2学时）、应力应变的静态测试实验（2学时）、应力应变的动态测试实验（2学时）、应力应变的计算机测试实验（2学时）。实验教材采用自编的《测试技术实验指导书》。
实验项目由指导老师提供不同型号的应变计等电子元器件、各种不同材料和结构的弹性体等辅助材料以及相应的测试仪器设备，学生每4人为1个项目小组，设计、构建和实现给定项目的测试系统。弹性体的材料、结构和应变计由学生自主选择，并进行相应的传感器设计制作。学生要在规定的教学时间内，分别完成应变式测力传感器的设计制作、应力应变的静态和动态测试，以及基于计算机测试系统的应力应变测试任务。这4个实验项目相互关联、相互验证，具有综合性、设计性和实作性的特点，形成了一个小型的、拟工程化的测试项目。在教学计划外，学生可访问课程的网络虚拟实验室，自主选择信号分析、信号处理、虚拟仪器设计、远程测控等实验项目进行模拟训练。对于选择并完成网络虚拟实验项目、提交了实验结果和实验报告的学生，任课老师会在课程考核成绩上予以加分。
3 以项目案例为主线的教学模式的实践与 效果
基于该教学模式，云南农业大学工程技术学院在教学手段和教学内容表现形式上也进行了三项改革。第一，采编了课程的多媒体课件。用多媒体来丰富课程内容和表现形式，并加入了大量项目案例的图片、数据资料，使过去因没有实物对象（如传感器部分）而抽象难学的内容变得具体、形象；第二，建设了测试技术网上虚拟实验室，构造了信号分析和模拟测试实验环境。学生可以通过大量模拟仿真实验，使深奥的理论变得生动、易懂；第三，改革了课程考核标准，强调实践动手能力和独立思考能力的考核。课程期末卷面考核占60%，实验考核占30%，课堂讨论占10%。
3.1 该教学模式的实践情况
项目案例为主线的教学模式从2005年9月开始，契机是教学团队为科研项目“1KS-22型双轴开沟机设计研究”进行田间试验，并对开沟机消耗功率等性能指标进行测试，工作完成后，将测试情况在课堂进行讲解，获得学生欢迎。到2008年9月形成固定的教学模式，到目前为止，整理并应用了教学团队教师科研和工程项目、学位论文转换得来的理论教学项目案例12项，收集整理了其它案例25项，具有丰富多彩的图片资料、详实的数据信息。目前，该模式已面向2006～2010级农业机械及其自动化等6个本科专业约1200人进行了现代测试技术课程理论和实验教学，面向2010～2012级农业机械化工程等3个硕士专业56人开设了《现代工程测试技术》课程理论和实验教学。
3.2 教学模式的实践效果
教学实践表明，以项目案例为主线的测试技术教学模式，有效的提高了学生学习的积极性，促进了学生的学习自主性，达到了较好的教学效果。主要表现在以下几个方面。首先，测试技术理论教学中的项目案例来源于学生认识、了解的任课教师，也与学生所学专业相关，学生有亲切感和真实感，从而可以真切的理解测试技术的重要性和应用前景。同时，也让学生了解了测试项目和工程的一般流程，加强了学生学习的积极性、目的性。
其次，在教学计划内的实验项目具有连续性和系统性，组合起来就是一个小型的工程项目，为培养具有创新精神的工程应用型人才打下扎实的基础。由于每组学生设计制作的传感器是不同的，测试对象也不同，避免了学生应付实验、相互抄袭实验报告的情况。通过该系列实验操作的训练，一方面打破了以往认为学生测试技术是“高科技”、“深奥”、“枯燥”、“难学”的印象，形成了“我也可以做一个传感器，我也可以系统的完成一个有确定测试目标的测试任务”的成就感；另一方面，在实作中遇到的问题或是“失败”的测试结果（部分学生的测试结果达不到实际测试工作的要求），使学生明白：要成功的完成一项测试任务需要系统的学习测试技术的理论知识，更需要耐心细致的实践操作。
再次，在教学计划外，课程的网络虚拟实验室给学生提供了一个不定时、不定实验场地、不定实验人数要求的模拟训练环境。该实验室不受实验设备台套数、实验时间、学生人数等客观实验教学条件的限制，有效缓解了实验学生人数多与实验台套数少、学生需要实践训练的时间多与安排的实验学时少等矛盾。
最后，2008～2012届，共有30名本科毕业生、6名硕士毕业生的毕业论文在实验室完成或在教学团队协助下完成，其中有4篇本科学位论文被评为校级优秀本科毕业论文。
4 结束语
以促进学生学习主观能动性，培养学生以工程项目为核心的思维和工作方式，提高学生动手能力为目标，教学团队提出并实践了以项目案例为主线的测试技术教学模式。该教学模式在课堂上运用具有实际工程应用背景的项目案例来激发学生的学习兴趣，课后学生则通过完成拟工程项目化的综合性实验来验证所学知识和技能，将枯燥的公式推导和解题过程变为有趣的学习过程。教学实践表明，该模式能较好的激发学生的学习兴趣，为实现培养工程应用型大学生的目标打下了坚实的基础，取得了较好的教学效果。
参考文献
[1]熊诗波，黄长艺.机械工程测试技术基础（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2011：3-8.
[2]赵华，吕德永.“基于问题”的测试技术课程教学方法探索与实践[J].高教论坛，2011，（3）：82-84.
[3]王清元，卢贵忠，赵玉清.《现代测试技术》教学方法的探讨[J].云南农业教学研究，2005，（6）：28-29.
[关键词] 项目案例；工程应用；测试技术；教学模式
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2013）03-0095-03
0 引言
测试技术是用来检测和处理各种信息的一门综合技术，在科学研究、工业生产、医疗卫生、文化教育、国防等各个领域都起着重要的作用[1]。因此，《测试技术》被定为我国高校机电工程类专业的专业基础课[2]。云南农业大学《测试技术》课程的前身是20世纪80年代为农业机械化本科专业开设的《农机测试技术》，目前面向农机、机制、工业、电气、车辆、热动6个本科专业和农业机械化、农村电气、能源工程3个硕士专业开课。在信息技术快速发展的背景下，为培养适应现代化建设需要的具有创新精神和工程应用能力的高素质应用型人才，要求学生通过本课程的学习，掌握测试系统的设计和分析方法，能够针对各专业领域中的工程问题选用合适的传感器，构建完整的测试系统，并能对测试系统的性能进行分析，对测得的数据进行处理，具有从测量信号中解读测量信息的能力。
1 课程内容特点与教学中存在的问题
1.1 测试技术课程内容特点
测试技术是一门涉及传感器技术、数据处理、仪器仪表、计算机技术等多学科和技术的新兴综合性学科[2]。测试技术课程内容主要包括信号分析、测试系统静动态响应特性、常用传感器、信号调理、记录及存储仪器、测量误差分析及数据处理、典型非电参量的测量、自动测试系统（ATS）等内容。测试技术课程理论性较强，也比较抽象，涉及《电工技术》、《电子技术》、《概率论与数理统计》、《控制工程基础》、《大学物理》、《材料力学》等课程知识内容[3]。同时该课程也是一门实践性很强的课程，要求学生能够针对特定的测试任务进行测试系统的设计、实现、调试和测试，并对测试结果进行分析评价。通过本课程的学习，可以使学生初步具有利用测试技术基础知识和技能来分析、解决工程实际问题的能力，为今后学习《机电一体化技术》、《数控技术基础》、《汽车电子控制技术》、《电气控制系统》等课程以及毕业设计打下坚实的基础。
1.2 课程教学中存在的问题
在测试技术的教学过程中，过去有学生反映测试技术应用及发展部分空洞，传感器部分没有实物对象、枯燥无味、很神秘，信号分析理论部分深奥难懂、书本内容串不起来、学了知识不会应用等。造成以上问题的原因，与课程原有教学模式有直接的关系。以前的课堂教学侧重理论知识讲授，课堂信息量少且单调，少量的实践性环节也是根据教学内容开设的验证性实验。教学活动的基本模式是以教师为主导的传授式教学，教师讲，学生听，教学过程中学生的参与以及师生间、学生间的互动很少，导致学生对课程作用认识不足，影响教学效果。
上述问题说明，原有的测试技术课程教学模式已经不能满足现代机电工程类专业教育发展的需求，主要体现在以下几个方面：（1）随着信息技术的快速发展，新技术、新仪器设备不断涌现，课程内容显得有些陈旧和呆板，与工程项目上的应用有较大差距；（2）新教学计划的制定使课程总学时越来越少，而新内容则越来越多；（3）课程面向多个专业的学生开课，如果教师仍以书本教材为主进行传授式教学，教学内容较难与测试技术的专业应用相符合，导致学生对课程作用认识不足；（4）按传统的教学方法，课程内容相对来说比较分散、杂乱，不利于学生发现问题、解决问题能力的培养，也难以建立以工程项目为核心的思维方式，学生所学知识停留在书本上，应用能力和创新能力不强。为解决这些问题，作者借鉴Project Based-Learning （PBL）、Querying Based- Learning （QBL）等国外高校的教学思想，提出以项目案例为主线的测试技术教学模式。
2 以项目案例为主线的测试技术课程教学 模式
2.1 教学模式的设计思路
根据测试技术的主要教学内容与教学目标，将教师承担、参与的科研和工程项目中与测试技术有关的成果内容整理成教学案例，应用在课程的理论教学过程中。这些项目案例就产生在学生身边，由上课教师直接参与完成，教师讲的时候更为详细、具体、真实，学生听的时候更有亲切的参与感，有的项目成果还可在实验室进行使用和学习。以这些项目案例为平台，更好的进行师生之间有关测试技术和测试设备方面的交流，促进学生学习理论知识和实践动手能力的主动性和积极性。
在提高了学生的学习兴趣和主观能动性后，通过开设实验课，给学生提供实践动手的机会，解决学生“做什么、怎么做、能不能做好”的问题。所开设的实验项目要紧密结合测试技术主要内容，具有确定的测试任务和工程项目性质，又能让学生在教学计划内能够完成，具有可以长期实施的可扩展性和可操作性。实验项目不能仅仅是验证性或演示性的，应该是具有设计性、系统性、综合性的实作实验。
2.2 以项目案例为主线的理论教学体系及应用
测试技术课程理论教学32学时，教学计划内实验8学时，总学时数为40学时。书本教材选用近期出版的21世纪高等学校机电类专业规划教材，电子教材使用自己采编的电子课件，在理论教学过程中以电子课件为主、书本教材为辅。
课程理论教学内容及学时分配为：绪论（2学时）、信号分析基础（8学时）、传感器测量原理（8学时）、测试系统特性（4学时）、信号调理技术（2学时）、数字信号处理（2学时）、自动化测试系统（4学时）、虚拟仪器技术（2学时）。 在理论教学过程中，任课教师将自己承担或参与的科研和工程项目、学位论文中与测试技术相关的内容整理成项目案例并进行系统的介绍和讲解，所选项目案例可根据学生专业进行调整。
以绪论这一章为例，农机专业的学生选择“1KS-22型双轴开沟机工作性能测试”或“植烟地土壤深松机研制开发应用”案例，车辆工程专业的学生选择“基于USB数据采集的车辆试验系统研究”案例，电气工程及其自动化专业的学生选择“温室气候中温湿度智能控制系统研究”案例，机械设计及其制造专业学生选择“更新四冲程内燃机能量转换机构的理论研究与试验”案例。这些项目案例重点讲解项目概况、所用的仪器设备和技术、项目实施中的难点和关键技术，以引导学生将测试技术和所学专业进行联系，提高学生对课程作用的认可度。
2.3 拟工程项目化的实践教学体系及应用
根据实验室现有设备和条件，并考虑学生专业和人数，以及长期实施的可操作性等因素，确定以弹性体的应力应变测试为项目，进行测试技术拟工程化项目的系统性实作训练。课程教学计划内开设的实验项目及学时分配为：应变式测力传感器的设计制作（2学时）、应力应变的静态测试实验（2学时）、应力应变的动态测试实验（2学时）、应力应变的计算机测试实验（2学时）。实验教材采用自编的《测试技术实验指导书》。
实验项目由指导老师提供不同型号的应变计等电子元器件、各种不同材料和结构的弹性体等辅助材料以及相应的测试仪器设备，学生每4人为1个项目小组，设计、构建和实现给定项目的测试系统。弹性体的材料、结构和应变计由学生自主选择，并进行相应的传感器设计制作。学生要在规定的教学时间内，分别完成应变式测力传感器的设计制作、应力应变的静态和动态测试，以及基于计算机测试系统的应力应变测试任务。这4个实验项目相互关联、相互验证，具有综合性、设计性和实作性的特点，形成了一个小型的、拟工程化的测试项目。在教学计划外，学生可访问课程的网络虚拟实验室，自主选择信号分析、信号处理、虚拟仪器设计、远程测控等实验项目进行模拟训练。对于选择并完成网络虚拟实验项目、提交了实验结果和实验报告的学生，任课老师会在课程考核成绩上予以加分。
3 以项目案例为主线的教学模式的实践与 效果
基于该教学模式，云南农业大学工程技术学院在教学手段和教学内容表现形式上也进行了三项改革。第一，采编了课程的多媒体课件。用多媒体来丰富课程内容和表现形式，并加入了大量项目案例的图片、数据资料，使过去因没有实物对象（如传感器部分）而抽象难学的内容变得具体、形象；第二，建设了测试技术网上虚拟实验室，构造了信号分析和模拟测试实验环境。学生可以通过大量模拟仿真实验，使深奥的理论变得生动、易懂；第三，改革了课程考核标准，强调实践动手能力和独立思考能力的考核。课程期末卷面考核占60%，实验考核占30%，课堂讨论占10%。
3.1 该教学模式的实践情况
项目案例为主线的教学模式从2005年9月开始，契机是教学团队为科研项目“1KS-22型双轴开沟机设计研究”进行田间试验，并对开沟机消耗功率等性能指标进行测试，工作完成后，将测试情况在课堂进行讲解，获得学生欢迎。到2008年9月形成固定的教学模式，到目前为止，整理并应用了教学团队教师科研和工程项目、学位论文转换得来的理论教学项目案例12项，收集整理了其它案例25项，具有丰富多彩的图片资料、详实的数据信息。目前，该模式已面向2006～2010级农业机械及其自动化等6个本科专业约1200人进行了现代测试技术课程理论和实验教学，面向2010～2012级农业机械化工程等3个硕士专业56人开设了《现代工程测试技术》课程理论和实验教学。
3.2 教学模式的实践效果
教学实践表明，以项目案例为主线的测试技术教学模式，有效的提高了学生学习的积极性，促进了学生的学习自主性，达到了较好的教学效果。主要表现在以下几个方面。首先，测试技术理论教学中的项目案例来源于学生认识、了解的任课教师，也与学生所学专业相关，学生有亲切感和真实感，从而可以真切的理解测试技术的重要性和应用前景。同时，也让学生了解了测试项目和工程的一般流程，加强了学生学习的积极性、目的性。
其次，在教学计划内的实验项目具有连续性和系统性，组合起来就是一个小型的工程项目，为培养具有创新精神的工程应用型人才打下扎实的基础。由于每组学生设计制作的传感器是不同的，测试对象也不同，避免了学生应付实验、相互抄袭实验报告的情况。通过该系列实验操作的训练，一方面打破了以往认为学生测试技术是“高科技”、“深奥”、“枯燥”、“难学”的印象，形成了“我也可以做一个传感器，我也可以系统的完成一个有确定测试目标的测试任务”的成就感；另一方面，在实作中遇到的问题或是“失败”的测试结果（部分学生的测试结果达不到实际测试工作的要求），使学生明白：要成功的完成一项测试任务需要系统的学习测试技术的理论知识，更需要耐心细致的实践操作。
再次，在教学计划外，课程的网络虚拟实验室给学生提供了一个不定时、不定实验场地、不定实验人数要求的模拟训练环境。该实验室不受实验设备台套数、实验时间、学生人数等客观实验教学条件的限制，有效缓解了实验学生人数多与实验台套数少、学生需要实践训练的时间多与安排的实验学时少等矛盾。
最后，2008～2012届，共有30名本科毕业生、6名硕士毕业生的毕业论文在实验室完成或在教学团队协助下完成，其中有4篇本科学位论文被评为校级优秀本科毕业论文。
4 结束语
以促进学生学习主观能动性，培养学生以工程项目为核心的思维和工作方式，提高学生动手能力为目标，教学团队提出并实践了以项目案例为主线的测试技术教学模式。该教学模式在课堂上运用具有实际工程应用背景的项目案例来激发学生的学习兴趣，课后学生则通过完成拟工程项目化的综合性实验来验证所学知识和技能，将枯燥的公式推导和解题过程变为有趣的学习过程。教学实践表明，该模式能较好的激发学生的学习兴趣，为实现培养工程应用型大学生的目标打下了坚实的基础，取得了较好的教学效果。
参考文献
[1]熊诗波，黄长艺.机械工程测试技术基础（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2011：3-8.
[2]赵华，吕德永.“基于问题”的测试技术课程教学方法探索与实践[J].高教论坛，2011，（3）：82-84.
[3]王清元，卢贵忠，赵玉清.《现代测试技术》教学方法的探讨[J].云南农业教学研究，2005，（6）：28-29.