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附件八:
编号
2004年度广东省高校精品课程
申 报 表
推 荐 学 校 五 邑 大 学
所 属 院 系 机 电 工 程
课 程 名 称 机 械 工 程 测 试 技 术
课程层次(本/专) 本 科
所属一级学科名称 机 械
所属二级学科名称 机 械 工 程 及 其 自 动 化
课 程 负 责 人 熊 焕 庭
申 报 日 期 2004-7-18
广东省教育厅 制
二ΟΟ四年七月十八日
填 写 要 求
一, 请严格按表中要求如实填写各项.
二, 申报表文本中外文名词第一次出现时,要写清全称和缩写,再次出现同一词时可以使用缩写.
三,请以word文档格式填写表中各栏目.
四,凡涉密内容不得填写,需要说明的,请在本表说明栏中注明.凡
有可能涉密和不宜大范围公开的内容,请在说明栏中注明.
1. 课程负责人[1]情况
1-1
基本信息
姓 名
熊焕庭
性别
男
出生年月
45. 2
最终学历
研究生
职称
教授
电 话
0750-3299383
学 位
工学硕士
职务
传 真
0750-3296180
所在院系
机电工程
E-mail
xht@wyu.edu.cn
通信地址(邮政编码)
江门市五邑大学77号信箱(529020)
1-2
教学概况
1,近5年来讲授的主要课程(含课程名称,课程类别,周学时;届数及学生总人数)(不超过5门)
机械工程测试技术:专业(技术)基础课,周学时4,5届,370人;
机械工程控制基础:专业(技术)基础课,周学时4,5届,370人;
现代设计方法:专业课,周学时4,5届,275人;
机械振动学:研究生,周学时4,2届,12人;
数字信号处理:研究生,周学时4,2届,12人.
2,承担的实践性教学(含实验,实习,课程设计,毕业论文,毕业设计的年限,学生总人数)
毕业设计,5届,共42人.
每年指导7-8名学生作课外科研课题.
3,主持的教学研究课题(含课题名称,来源,年限,本人所起作用)(不超过5项)
(1)本科教学的因材施教,分类培养.主持人.2000年6月校教学研究立项.
(2)机电测试与控制系列课程实践教学改革的研究.课题规划.2000年6月校教学研究立项.
(3)在专业基础课中加强学生数学应用能力的探索.主持人.2001年6月校教学研究立项.
(4)测试技术网上教学课件.课题计划,组织.2002年6月校教学研究立项.
4,作为第一署名人在国内外主要刊物上发表的教学相关论文
(1) "测试技术CAI:一个虚拟的现实环境和开放系统".华南地区工科高校CAI协作组第三届学术年会论文集.1999.7
(2) "给学生一个学习的虚拟现实环境".全国高校机械工程测试技术研究会年会论文.《振动,测试与诊断》2000.6
(3)"LabVIEW在测试技术CAI课件制作中的应用".华南地区高校CAI协作组2001年学术年会论文集,《教育技术研究》2001.7,广东省高等教育电教中心.
(4)"以CAI推动教学方法和教学内容的改革"."高教研究",五邑大学.2001.
(5)"加强建设,深化改革,努力推进素质教育"."高教研究",五邑大学.2001.
5,获得的教学表彰/奖励(含奖项名称,授予单位,署名次序,时间)
(1)地方院校"测试技术与信号处理"课程新体系创建与实践.五邑大学第八次校教学成果一等奖,排名1,2003年.
(2)测试技术CAI.五邑大学2001∽2002学年校教学改革一等奖,排名1,2001年11月.
(3)教学管理优秀奖.五邑大学.2001年.
1-3
学术研究
1,近5年来承担的学术研究课题(含课题名称,课题级别,来源,年限,本人所起作用)
(1)虚拟仪器技术及其在制造业的应用.江门市科技攻关项目.1999-2000.主持人.
(2)滚动轴承振动加速度及异音检测.企业委托.1999-2001.主持人.江门市2002年科学技术二等奖.
(3)EN125摩托车车架的开发研制.江门市科技攻关项目.2001-2002.主持人.
(4)摩托车路谱的实测与提取.企业委托.2002-2003.主持人.
(5)摩托车产品专业区信息及制造网.广东省摩托车产品专业区.2002-2004.主持人.
(6)振荡脉冲射流水下采矿提升的理论与试验.广东省自然科学基金.2002年.排名2.
(7)摩托车车架的优化设计方法.江门市科技攻关项目.2003-2004.主持人.
2,在国内外主要刊物上发表的学术论文;(含题目,刊物名称与级别,时间,署名次序)
(1)虚拟仪器的几个应用实例.五邑大学学报.1999.4.排名1.
(2)磨削颤振的单片机在线监控. 制造技术与机床,1999年8月.排名1.
(3)滚动轴承振动的虚拟检测仪.轴承, 2001年3月.排名2.
(4)齿轮径向综合误差的虚拟检测仪.新技术新工艺, 2001年6月.排名2.
(5)在LabVIEW中驱动数据采集卡的三种方法.电测与仪表,2001年8月.排名1.
(6)超磁致伸缩材料的磁致伸缩系数检测仪的研制.五邑大学学报.2003.3.排名1.
3,获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称,授予单位,署名次序,时间)
(1)中小型水轮机,发电机优化设计系统. 南宁市科技进步二等奖,1999年11月.排名1.
(2)滚动轴承振动加速度及异音检测.江门市2002年科学技术二等奖,2003年3月.排名1.
(3)滚动轴承振动的虚拟检测仪.江门市2001年至2002年度自然科学优秀学术论文一等奖.2003年11月.排名2.
(1)课程负责人指主持本门课程建设的主讲教师.
2. 教学队伍情况
2-1
人员构成(含外 聘教师)
姓名
性别
出生年月
职称
学科专业
在教学中承担的工作
刘经燕
女
1946.9
副教授
机械(本科)
本科教学,教材及补充讲义编写,指导青年教师
李绣峰
男
1965.4
副教授
机械(博士)
本,专科教学,实验设计,公选实验课
尹学军
女
1967.3
副教授
机械(硕士)
本科辅导,专科教学
康献民
男
1964.5
高级实验师
机械(本科)
实验教学,公选实验课
2-2
教学队伍整体情况
(概述教学队伍的知识结构,年龄结构,师资配置情况(含辅导教师或实验教师与学生的比例);主要成员的教学经历,年终考核成绩以及中青年教师培养计划与效果)
教学队伍中,两位老教师分别来自广西大学和华中科技大学,一直从事机电测控领域的教学及科研工作,都曾是全国高校机械工程测试技术研究会中南分会理事.
该课程组是一个教学,教研,教改,科研全面团结协作的队伍.
熊焕庭教授1968年毕业于西北工业大学飞机系,1981年毕业于重庆大学机一系(工学硕士),99-02年任五邑大学机电系系主任.作为机电学科和该课程的负责人,制定课程建设规划, 制定青年教师培养计划,7年来每年承担两个本科班级的课堂教学,规划并实践课程建设,带领课程组共同开创课程建设和科研新局面.
刘经燕副教授于1970年毕业于华中科技大学机械制造专业,留校任教.在杨叔子院士多年指导下从事测试技术,控制工程方面的教学工作,1992年调来我校.是该课程的骨干教师.
李绣峰副教授1985年毕业于上海交大机械制造专业,来五邑大学任教.2000年在华南理工大学获博士学位.一直从事机电测控方面的教学及科研工作.理论基础深厚,动手能力强.是该课程的骨干教师和今后的负责人.
尹学军副教授1994.7于华中理工大学机械制造专业(研究生)毕业后来我校任教,从事机电测控方面的教学及科研工作.尹学军于1999年由学校指定为该课程的主要培养对象(指导教师刘经燕),并正式签定培养合同和培养任务书,要求经培养能独立讲授一门技术基础课(测试技术)和一门专业课.已于2001年6月完成培养任务.2003年升为副教授.
康献民,分管课程实验,主讲虚拟仪器技术公选实验课.1997年,由系行政确定,熊焕庭教授负责长期指导康献民的理论学习,实验技能及科研能力.康献民已于2001年升为高级实验师.
课程设有2个必修实验项目和增选的多项实验项目,均是开放性实验.必修实验为单人作,增选实验为两人一组.
我校机电工程系每届有四个本科班(机械工程及其自动化专业),两个专科班,两个成教班(一本,一专)开设此课程.每届学生共280人左右.
5位成员5年的年终教学考核多为优秀.
2-3
教学改革与教学研究
近五年来教学队伍教研活动涉及的领域,提出的教改项目和措施,已经解决的问题和取得的教改成果;在国内外主要刊物上发表的教改教研论文(含题目,刊物名称与级别,时间,署名次序)(不超过十项)(不含第一署名人为课程负责人的成果);获得的教学研究表彰/奖励(含奖项名称,授予单位,时间,署名次序)(不超过五项)
在全国,特别是各重点高校深化教育改革的形势和压力下,广东省地方工科院校如何结合地区经济发展及人才培养需求,深化教育改革 带着同样的问题,1997年底,广东工业大学(五山区),深圳大学,湛江海洋大学,佛山科技学院,中山学院,五邑大学等高校教师聚会研讨地方高校机械类专业"测试技术"课程的改革方略.与会者认为,基于广东经济高速发展和地方工科院校的两个基本特点,基于该课程在机械类专业人才培养中的重要地位,广东地方高校应加强联系与交流,不断探索,努力创建地方院校该课程的新体系.鉴于五邑大学在该课程的师资和学科特色,各校一致推选五邑大学牵头,出版一本新教材,并以此全新的课程内容来带动教育观念,教学手段,培养模式的改革.
为此,本课题组以"地方院校测试技术与信号处理课程新体系创建与实践"为题校级立项开展了全面的探索.
目前可见的教学改革成果体现为:
1,课程的新体系已基本确立
它具有三大内涵.一是以重构的全新课程内容为课程体系的核心,二是以现代教育技术为支撑,三是专业技术基础课程向学科和工程实践进一步的渗透和延伸.该课程新体系的建设和实施,在本校学生中获得了好的评价,也大大推动了我校机械工程及其自动化专业改革的进程.
2,重构的全新课程内容和教育思想都充分体现在我校主编的"测试技术及应用"教材和"积分变换"补充讲义中.教材共28万字,比重点高校的统编教材少近20万字,内容精炼,技术新颖,知识面广,适用目前40余学时的教学安排.教材由华南理工大学出版社出版,受省内外一些地方院校好评,2001年7月-2004年1月已三次印刷,95%以上是兄第院校使用.杨叔子院士为教材出版作序,肯定了"该书既包含了他们(作者)教学工作的宝贵经验,亦包含了他们丰硕的科研成果."教材主审阮世勋教授认为"…是我所见过的同类内容的一本最好的教材." 使用院校认为"该教材与目前其它教材相比,内容丰富,结构合理,难度把握较为恰当,对测试技术的要点,重点把握得很准,知识面也较广."
3,体现课堂教学方法和手段改革的 "测试技术"CAI于2000年定稿,定稿版容量为300M.该CAI课件以新教材为基础,但内容更丰富,并有大量的仿真实验,既可用于课堂讲授,又可让学生复习及自学,并可作多种实验仿真.该课件也出售给了深圳大学,广西大学,云南农大 ,华中农大,电子科技大学,上海航空工业高专等高校.各使用院校给也予以较高评价.如电子科技大学徐利梅副教授认为"该CAI与教材结合紧密,难度由浅入深,表达方式生动易懂,动画播放流畅,为教学工作减轻了不小负担,同时也有助于学生在课堂上对知识的理解.CAI清晰的结构,丰富的内容,还有让学生参与动手的实践部份,让他们对测试技术产生了极大的兴趣,使得他们在学习中由原来的被动接受,变成主动积极吸收.这些对传统教学来说都无疑是一个很大的进步."
4,"测试技术及应用"学习网已运行一年余.设有课程及教师介绍,教学大纲,网络课件,作业辅导,虚拟仪器仿真实验,实验室现有的科研实验设备及仪器,资料及软件下载等模块,引导学生自主学习.
5,基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力
课程组在"测试技术及应用"学习网站中开设了实验教学专栏,有实验教学要求,仪器设备库,仿真实验,资料及软件下载等模块.网上提供了十多个实验项目供学生选择.学生在独立理解实验目的和要求后,网上查询并选用实验室现有的仪器设备,自主设计实验,向实验室提出申请(选一个实验项目),按申请的实验时间及内容,学生领取实验装置,独立安装,完成实验.指导教师只对实验设计作审查,对过程进行观察,对实验结果作评定.
基于互联网资源的开放性实验教学培养了学生的自学能力,自主拓展知识的能力和动手能力,建立了新型的学与教的关系.该实验教学模式正在本校其它实验教学中推广.
6,传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸,较好处理了拓宽基础,拓宽专业口径,全面推进素质教育与加强能力和技能培养的关系
作为一门重要的技术基础课,我们没有将它只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.从专业培养目标出发,在授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.将重要技术基础课的传统课程体系向学科和工程实践进一步渗透和延伸,在加强学生专业能力培养中发挥了较好的作用.
7,不含第一署名人为课程负责人的教改教研论文及奖励
(1)《测试技术与信号处理》课程的改革与实践."高教研究",五邑大学.2001.刘经燕,熊焕庭.
(2)机电测控类课程中"积分变换"的教改与探索."高教研究",五邑大学.2003.刘经燕,熊焕庭.
(3)基于LabVIEW的磁体表磁分布虚拟测试系统.江门市2001年至2002年度自然科学优秀学术论文二等奖.2003年11月.尹学军.
3. 课程描述
3-1 课程发展的主要历史沿革
"文革"前,国各高校机械类专业尚未设置"测试技术"课程.
在制造业自动化快速发展和机电结构动态品质的高要求下,我国各高校机械类专业在70年代末至80年代初陆续开出"测试技术"课程.先后出版了一些试用教材,如"机械制造中测试技术"(黄长艺,卢文祥编)等.1985年该课程被确认为机械类专业重要的技术基础课.大多数院校均使用黄长艺等主编的统编教材"机械工程测试技术基础".20余年来,测试技术作为机械类专业重要的技术基础,均被各院校列为机械类本科教学的主干课程.在当前国内一些重点高校进行的"面向21世纪教学内容和课程体系改革"中,该课程仍是重点加强的环节之一.
据了解,国外大学也很重视这门课程,如美国麻省理工学院的"测试与仪表",美国伯明翰大学的"工程测试与仪表",日本东京都工业大学的"机械量测试技术"和"物理信息工学",前苏联的"非电量测试技术"等.
"测试技术"是综合运用多学科原理和技术,也直接为各专业学科服务的一门技术基础课程.课程涉及知识面广,与力学,电磁学,光学,声学,材料学,核物理,微电子学,工程数学,数据处理理论与方法,控制工程和现代计算机技术密切相关;课程内容更新快,随传感器技术,计算机技术,信息技术和材料学科的发展而不断更新;课程实践性强,是机械类学生培养科学实验能力的重要一环.各工科院校,都把该课程作为机械工程与信息技术结合的重要环节.
五邑大学自1986年创办机电工程系以来,一直将机械工程测试技术作为机械类专业必修的专业基础课.用黄长艺,严普强主编的"机械工程测试技术基础" 为教材."积分变换"是"测试技术"课的先修课.
1997年以来,五邑大学机电工程系调整为只设一个 "机械工程及其自动化" 引导性专业,在该专业下分机电测试与控制,机械设计及其自动化,制冷空调设备设计制造及自动化三个方向. "测试技术"仍定为三个方向都必修的专业技术基础课,但教学计划中取消了先修的"积分变换"课.按新的培养方案,我们遵循拓宽基础,加强能力培养的基本要求,紧密结合当前科技发展和地方院校特点,对该课程的教学内容,教学手段,因材施教,加强能力培养等全方面进行探索,构建课程新体系,经五年多的实践,已取得了明显成效.
教学内容(含课程内容体系结构;教学内容组织方式与目的;实践性教学的设计思想与效果)
课程体系具有三大内涵.一是以重构的全新课程内容为课程体系的核心,二是以现代教育技术为支撑,三是专业技术基础课程向学科和工程实践进一步的渗透和延伸.
按课程体系,该课程(主要对本科)分两个阶段.第一阶段面向机械工程及自动化专业全体学生.按工科院校 "测试技术"教学大纲的要求,通过46学时的授课及实验环节以实现.第二阶段则面向选择机电测控方向的学生,因材施教,进一步加强能力和技能培养,主要在最后一学年实施.
(一)第一阶段
面向机械工程及自动化专业全体学生.
1,课堂教学40学时,课内外学时比例1:1.5.
教材: 课程组主编.《测试技术及应用》,华南理工大学出版社.
讲义:课程组编写. 《积分变换》,五邑大学教材科.
辅助媒体:课程组编制.《测试技术CAI》,课堂授课及学生自学.
课程组编制.《测试技术及应用》学习网,课堂教学补充.
软件:美国NI公司.LabVIEW6.0.
主要参考书:
1.黄长艺等.《机械工程测试技术基础》,机械工业出版社
2.卢文祥.《工程测试与信息处理》,华中理工大学出版社
3.施文康等.《测试技术》,上海交通大学出版社
4.周生同.《机械工程测试技术》,北京理工大学出版社
5.王光铨等.《机械工程测量系统原理与装置》,机械工业出版社
课程组进行了广泛调研,比较了国内8种同类教材和近十所院校的教学大纲,经三年教学实践和大的修改,基本确定了重构的课程内容,这是课程体系的核心. 重构的课程内容与传统的课程内容相比,有如下主要优点和特点:
(1)适应当前科学技术发展
以拓宽技术基础,适应当前科学技术发展为标准.对目前已明显被淘汰的技术及装置,如光线示波器,模拟信号分析仪等均舍弃;对正被先进技术取代的技术及装置,如笔式记录仪等只作简要的回顾性介绍;在信号获取中,不局限于用传感器获取信息的传统方法,还介绍了利用激光,超声波,核辐射,声发射等技术获取信息的新方法;对近年来的新技术,新发展,新应用,如无纸记录仪,数字信号处理和虚拟仪器技术等,尽量给予增添.
(2)教学安排符合由感性上升到理性的认知规律
目前传统的教材和教学是先介绍信号及测试系统的基本理论.学生一开始就学理论,学数学,感到抽象,难,不易理解基本理论的物理意义.新的教学新安排是先介绍具体的各类测试手段,再进一步提升到信号分析的理论和方法.对应用技术,在介绍其应用的过程中阐明其物理意义,再进行数学描述及分析,更适合地方院校学生的认知.
(3)结合地方院校学生特点,将工程数学知识融于工程应用背景中,着重应用
数字信号处理已是当代测试技术的主流,这必将给课程带来相应的数学要求.对这些数学知识和新技术,一是不能回避,二是要立足于应用.
积分变换是本课程重要的数学基础,传统安排是先开积分变换数学课.单独学数学,较抽象,成了地方院校学生学习的难点.我们将积分变换的主要内容以共10学时左右分别融于控制工程及测试技术课程,由课程的技术需求而引入,重在应用.这样安排,数学工具的工程应用背景强,学生易于理解,也有利于提高学生在技术基础课中的数学应用能力.
对信号数字化,DFT,FFT,数字滤波等数字信号处理技术,因已有相应的多类软件或仪器,我们要求学生以能用软件包或仪器来处理工程信号为目的,以合理选择参数获得正确的分析处理结果为主要内容,来介绍这些新技术的基本原理和基本概念.重在应用,更符合地方院校学生的培养要求.
(4)体现五邑大学的学科特色
测试分析仪已发展到微机化仪器,个人仪器和虚拟仪器的新阶段.我校在虚拟仪器的应用方面起步早,成果较多,是我校机电工程学科的主要特色之一,教材中给予了充分体现,在测试分析仪器一章中专门介绍了基于LabVIEW软件开发平台的虚拟仪器技术.
2,实验教学6学时
传感器原理必选实验,课堂学时2;"机械量测试"设计性实验,课堂学时4 .
采用基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力.
课程组在"测试技术及应用"学习网站中开设了实验教学专栏,有实验教学要求,仪器设备库,仿真实验,资料及软件下载等模块.网上提供了十多个实验项目供学生选择.学生在独立理解实验目的和要求后,网上查询并选用实验室现有的仪器设备,自主设计实验,向实验室提出申请(选一个实验项目),按申请的实验时间及内容,学生领取实验装置,独立安装,完成实验.指导教师只对实验设计作审查,对过程进行观察,对实验结果作评定.
基于互联网资源的开放性实验教学培养了学生的自学能力,自主拓展知识的能力和动手能力,建立了新型的学与教的关系.该实验教学模式正在本校其它实验教学中推广.
(二)第二阶段
传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸
从跟综调查看,我系学生毕业后从事机电测试与控制的占1/3左右.因此,对"测试技术与信号处理"这一门重要的技术基础课,不能只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.这主要在第四学年实施,是传统课程体系的补充和延伸.
1,增选开放性实验项目
实验室为学生提供了十多个创新性开放实验.基本的实验教学要求是只选一个实验项目.但引导,鼓励部份学生可根据自身兴趣增选创新性开放实验项目.其工作可记入第二课堂学分.
2,虚拟仪器技术公选实验课
基于PC机的,个性化的虚拟仪器技术代表着当今测控技术的最新方向,美国NI公司的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW已在国内外测控界占主导地位,这是一个功能十分广泛的图形化编程平台,学生在课程中只能有一个初步的了解.我们在四年级学生中开设了虚拟仪器技术公选实验课(36学时).学生在学习软件的同时,进一步掌握PC机内插数据采集卡的驱动,数据采集,虚拟仪器与可编程控制器之间的信号交换与控制,多种典型测控案例等,使学生机电测试与控制的能力和技能进一步加强.
3,学生课外科研课题
我们以课外科研课题小组的形式组织有兴趣和余力的学生.这几年,每年均有20余名学生承担或参加科研课题,如滚动轴承振动的虚拟检测仪,滚动轴承寿命,可靠性试验的微计算机系统,磁性元件自动分检生产线,粉末冶金材料软磁检测仪,齿轮径向综合误差的虚拟检测仪等.该环节的实施,使部分同学在毕业设计前已具有一定的工程实践能力.
4,测试与控制类的毕业设计课题
毕业设计中,我们与专业教研室的其它教师,每届均提出10余个以测试技术与信号处理为主的,涉及工程,科研及实验室建设的实际题目供学生选取.经实际项目的锻炼,同学们多可取得一定的成果,如向工厂提交有价值的试验研究报告,与教师共同发表科研论文,实验室项目得以实施,科研成果为企业所采用,获奖等.大多数同学的工程实践能力进一步加强,部分同学也有所创新.
这样的教学内容及安排,特别是基于互联网资源的开放性实验教学,增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生课外科研课题,结合工程实践的毕业设计,取得了好的效果:
2004年初,学校教务处,设备处要求"各校级实验中心,院系实验室,参照测试技术及应用学习网站,依据各自实验教学的具体情况,开设实验教学网站,积极进行教学形式,内容和方法的改革,…" .
如虚拟仪器技术公选实验课,已于02年,03年开出二次,报名学生占全专业学生的60%以上,限于实验室条件,每次只能批准35名.
学生梁星辉说,"我感到这种只提要求,只有少量提示,其它全要靠自己独立思考,自己在网上或别的参考书中找资料,自己设计,自己领取传感器和仪器,自己组合成测试分析系统,来完成实验要求的方法很新鲜.不像以往别的实验课,只要按实验指导书一步步做就行了,自己可以不多想.这种实验方式对培养我自学能力,独立思考,动手能力都有很大帮助.据我了解,愿意学习的同学都感到很有新意,很欢迎." .如参加学生科研课题"齿轮径向综合误差的虚拟检测仪"的学生陈杏仪说,"我要感谢这次课外科研课题,它给了我们一次学习与动手的机会.我的独立工作能力,解决问题的能力都有了一定的提高,更学到了很多实用的东西."
使用我们教材和测试技术CAI的部份兄弟院校对课程内容体系结构;教学内容组织方式也给予了高的评价(见3-5).
教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
教材:用我们自己主编的"测试技术及应用"教材.补充讲义"积分变换".
该教材和补充讲义充分体现了我们重构的课程内容和教育思想.和目前国内多数新编同类教材相比,新教材较好的体现了上述特点,而且篇幅少,精炼,只28万字,比重点高校的统编教材少近20万字,适用于地方工科院校的课程教学.该教材出版后,受省内外一些院校好评并被采用,2001年7月,2002年年7月,2004年1月三次印刷,95%以上是兄第院校使用,是华南理工大学出版社销路较好的一本专业技术基础课教材.
课堂授课及学生自学媒体:课程组编制的《测试技术CAI》.
该CAI课件经过三次大的修改,于2002年定稿,定稿版容量为300M.
该CAI课件以新教材为基础,但内容更丰富.既可用于课堂讲授,又可挎贝给学生,让学生复习,自学,扩充知识.
从四届学生看,该CAI课件取得了较好的效果.该课件也出售给了电子科技大学(成都),广西大学,深圳大学,华中农业大学,云南农业大学,上海航空工业高专等省内外高校.在国内该门课程中,属较好的一个课件.
CAI使用院校也给予了高的评价.
扩充性资料:"测试技术及应用"学习网站,设有课程及教师介绍,教学大纲,课堂教学网络课件,作业辅导,虚拟仪器仿真实验,实验室现有的科研实验设备及仪器,资料及软件下载等模块,测试技术相关厂商网站链接等模块.引导学生自主学习.
课程实验:采用基于互联网资源的开放性实验教学.分必修和增选项目,共20余项,由学生选取.
测试技术综合实验室已拥有计80多万,220多台套固定资产的仪器设备.采用开放性实验,能满足本科生一人一台套的实验教学需要.
虚拟仪器技术公选实验课,用LabVIEW教程及"测试技术及应用"学习网上的"虚拟仪器及数字信号分析实验"教程.
"测试技术及应用"学习网已于2003年8月正式运行,04年6月首次更新.现有课程及教师介绍,课堂教学网络课件,实验教学,仪器设备,仿真实验,作业辅导,资料下载,测试技术相关厂商网站链接等模块.该网站尚需进一步实践和完善,今后仍将定期更新.
3-4 教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;现代教育技术应用与教学改革)
(一)以现代教育技术为支持,深入进行教学方法和手段改革,建立学与教的新关系
1,以CAI为课堂教学手段改革的重点
CAI作为一种高科技和全新的教学手段,极大地促进着传统教育模式的变革,推动着教育现代化的进程.因此,在教学内容改革的同时,以CAI为课堂教学手段改革的重点,以一个可供讲授,自学,实验的CAI课件,为学生创建一个学习的虚拟现实环境.
该CAI课件经过三次大的修改,于2002年定稿,定稿版容量为300M.
该CAI课件以新教材为基础,但内容更丰富.既可用于课堂讲授,又可让学生复习,自学,扩充知识.
该CAI以动画表现形式为主,帮助学生直观的理解教材中的一些基本原理.学生在这种虚拟现实环境中如身临其境,书本上的那些抽象的理论可以看得见,摸得着,易接受.如光栅位移测量,学生总觉得抽象,再加上辩向,细分,学生更难以接受.在CAI课件中,用较多的动画,形象生动的表达了光栅将物体的移动转换成脉冲信号的全过程.又如周期信号的Fourier级数,用信号的图形迭加来表示,能帮助学生理解其离散频谱.
该CAI重视学生参与,让他们自己动手操作,在实践中学习,发现和寻找规律.如信号调制,如只用数学公式来说明其工作原理,对机械类学生是相对困难的,也不易讲清楚.但让学生自己动手设置,观察各种调制,解调过程,体会它们之间的区别,学习效率高,印象深刻.该CAI中还有多种实验仿真.
与教材比,CAI内容更丰富.对于那些较重要但因学时有限不能讲授的内容,如电桥及其特性等,让学生在CAI中自己学习.CAI比教材也易更新.
从四届学生看,该CAI课件取得了较好的效果.该课件也出售给了电子科技大学(成都),广西大学,深圳大学,华中农业大学,云南农业大学,上海航空工业高专等省内外高校.在国内该门课程中,属较好的一个课件.
2,以互联网资源引导学生自主学习
课题组在校园网上建立了"测试技术及应用"学习网站,设有课程及教师介绍,教学大纲,网络课件,作业辅导,虚拟仪器仿真实验,实验室现有的科研实验设备及仪器,资料及软件下载等模块,引导学生自主学习.
(二)基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力
教学实验是学生理解有关理论基础,培养学生动手能力和独立思考能力的重要环节.课程组在"测试技术及应用"学习网站中开设了实验教学专栏,有实验教学要求,仪器设备库,仿真实验,资料及软件下载等模块.网上提供了十多个实验项目供学生选择.学生在独立理解实验目的和要求后,网上查询并选用实验室现有的仪器设备,自主设计实验,向实验室提出申请(选一个实验项目),按申请的实验时间及内容,学生领取实验装置,独立安装,完成实验.指导教师只对实验设计作审查,对过程进行观察,对实验结果作评定.
基于互联网资源的开放性实验教学培养了学生的自学能力,自主拓展知识的能力和动手能力,建立了新型的学与教的关系.该实验教学模式正在本校其它实验教学中推广.
(三)传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸
从跟综调查看,我系学生毕业后从事机电测试与控制的占1/3左右.因此,对"测试技术与信号处理"这一门重要的技术基础课,不能只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.这主要在第四学年实施,是传统课程体系的补充和延伸.
1,增选开放性实验项目
实验室为学生提供了十多个创新性开放实验.基本的实验教学要求是只选一个实验项目.但引导,鼓励部份学生可根据自身兴趣增选创新性开放实验项目.其工作可记入第二课堂学分.
2,虚拟仪器技术公选实验课
基于PC机的,个性化的虚拟仪器技术代表着当今测控技术的最新方向,美国NI公司的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW已在国内外测控界占主导地位,这是一个功能十分广泛的图形化编程平台,学生在课程中只能有一个初步的了解.我们在四年级学生中开设了虚拟仪器技术公选实验课(36学时).学生在学习软件的同时,进一步掌握PC机内插数据采集卡的驱动,数据采集,虚拟仪器与可编程控制器之间的信号交换与控制,多种典型测控案例等,使学生机电测试与控制的能力和技能进一步加强.
该公选实验课已于02年,03年开出二次,报名学生占全专业学生的60%以上,限于实验室条件,每次只能批准35名.
3,学生课外科研课题
我们以课外科研课题小组的形式组织有兴趣和余力的学生.这几年,每年均有20余名学生承担或参加科研课题,如滚动轴承振动的虚拟检测仪,滚动轴承寿命,可靠性试验的微计算机系统,磁性元件自动分检生产线,粉末冶金材料软磁检测仪,齿轮径向综合误差的虚拟检测仪等.该环节的实施,使部分同学在毕业设计前已具有一定的工程实践能力.
4,测试与控制类的毕业设计课题
毕业设计中,我们与专业教研室的其它教师,每届均提出10余个以测试技术与信号处理为主的,涉及工程,科研及实验室建设的实际题目供学生选取.经实际项目的锻炼,同学们多可取得一定的成果,如向工厂提交有价值的试验研究报告,与教师共同发表科研论文,实验室项目得以实施,科研成果为企业所采用,获奖等.大多数同学的工程实践能力进一步加强,部分同学也有所创新.
教学效果(含校内同事举证评价,校外专家评价及有关声誉的说明;近三年学生的评价结果;课堂教学录像资料评价)
杨叔子院士为教材出版作序,肯定了"该书既包含了他们(作者)教学工作的宝贵经验,亦包含了他们丰硕的科研成果".
教材各使用院校给予了较高评价.
如教材主审之一,佛山科技学院阮世勋教授认为"与以前常见的课本相比,该教材在课程体系安排上有所创新,更加符合学生认知规律;内容取舍更加合理;更加紧跟和反映现代测试新技术;更加强调课程的工程应用意义,注重学生工程应用能力的培养.因而,是我所见过的同类内容的一本最好的教材.".
云南农业大学王清元教授认为"教材内容反映了近年来的新技术,新发展,新应用.章节安排顺序合理,便于讲授.教材中实际应用例子和作业例子较多较详细,每章留下的作业份量适中.学生在学习中认为思路清晰,插图清楚,系统性好.工程应用背景强,易于理解."
华中农业大学李小昱教授认为"该节材重构了教学内容,符合学生的认知和学习规律,与传统的课程内容相比,融入了近年科技发展的新技术,新方法,并将知识点作了调整,以利学生的学习."
电子科技大学(成都)徐利梅副教授认为"该教材与目前其它教材相比,内容丰富,结构合理,难度把握较为恰当,对测试技术的要点,重点把握得很准,知识面也较广.该教材也受到了学生的一致好评… ".
华南理工大学出版社认为"该教材内容新颖,精练,章节安排合理,颇具特色.在我社出版的各专业技术基础课教材中,是一本销路较好的教材.
CAI课件各使用院校给也予了较高评价.
如电子科技大学(成都)徐利梅副教授认为"该CAI与教材结合紧密,难度由浅入深,表达方式生动易懂,动画播放流畅,为教学工作减轻了不小负担,同时也有助于学生在课堂上对知识的理解.CAI清晰的结构,丰富的内容,还有让学生参与动手的实践部份,让他们对测试技术产生了极大的兴趣,使得他们在学习中由原来的被动接受,变成主动积极吸收.这些对传统教学来说都无疑是一个很大的进步."
如云南农业大学王清元教授认为"测试技术CAI课件的使用有效解决了课时少的问题,而且直观,明了,方便,尤其是动画部分效果更好….现已不把诸如传感器等实物搬到教室去了."
体现实验教学改革的"基于互联网资源的开放性实验模式"正在本校其它课程实验教学中推广.
最近才和一些兄第院校有些联系,他们对教材和CAI都有高的评价,并迫切期望能进入我们的"测试技术及应用"学习网站,进一步共同探讨和实践.
近三年学生对该门课程的评教分均在90分以上.
更具体的校内外专家评价及学生评价请见:
http://www.wyu.edu.cn/stations/csjsweb/ 中的"课程参评"部分.
4. 自我评价
4-1 本课程的主要特色(不超过三项)
本课程体系的三大内涵就是其主要特色.
1,教学内容新,紧跟现代测试技术的发展潮流,较好体现了该学科的新进展,教学安排也更符合认知规律
上世纪90年代以来,测试技术和装置经历了由模拟式向数字式飞跃发展的过程.目前数字信号处理,数字装置,微机式测试分析仪已较为普及.我们的教学内容能适应当前科学技术的发展.
教学安排按感性认识到理性认识上升的认知规律,在内容安排上先介绍实际工程中的基本测试环节和测试系统,再进一步提升到理论,以循序渐进的方法进行教学.这与当前大多数教材一开始就介绍有关信号及测试系统的基本理论和数学推导,再介绍有关测试的具体技术相比,完全不同.
我们将积分变换的主要内容以共10学时左右分别融于控制工程及测试技术课程,由课程的技术需求而引入,重在应用.这样安排,数学工具的工程应用背景强,学生易于理解,也有利于提高学生在技术基础课中的数学应用能力.
根据地方院校学生的特点,在教学内容也中较好处理了学生数学基础与科技发展的之间的矛盾.对已是当代测试技术的主流的数字信号处理和计算机技术,一不回避,二是立足于应用.
这些特点,取得了好的效果,也得到了校内,校外专家的肯定.
2,以现代教育技术为支持,建立学与教的新关系
以CAI为课堂教学手段改革的重点.正如使用院校所述:"该CAI与教材结合紧密,难度由浅入深,表达方式生动易懂,动画播放流畅,为教学工作减轻了不小负担,同时也有助于学生在课堂上对知识的理解.CAI清晰的结构,丰富的内容,还有让学生参与动手的实践部份,让他们对测试技术产生了极大的兴趣,使得他们在学习中由原来的被动接受,变成主动积极吸收.这些对传统教学来说都无疑是一个很大的进步.","测试技术CAI课件的使用有效解决了课时少的问题,而且直观,明了,方便,尤其是动画部分效果更好…".
以互联网资源引导学生自主学习和拓宽知识.
基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力.
3,传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸,较好处理了拓宽基础,拓宽专业口径,全面推进素质教育与加强能力和技能培养的关系
作为一门重要的技术基础课,我们没有将它只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.从专业培养目标出发,在授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.将重要技术基础课的传统课程体系向学科和工程实践进一步渗透和延伸,在加强学生专业能力培养中发挥了较好的作用.
4-2 本课程在国内外同类课程中的地位
同是机械类的本科教育,重点院校与一般院校的培养定位是有差异的.我们认为,本课程与国内一般院校,以至部分重点院校同类课程相比,处于先进的地位.其理由是:
据出版社的发行估计,国内有十所以上院校选用了我们的教材.
全国高校机械工程测试技术研究会组织的,2000年版的统编新教材中,所新增的,体现该学科新进展的内容,如虚拟仪器技术,自动测试系统等,我们也在教学中体现.
全国高校机械工程测试技术研究会2000年年会上,我们的测试技术CAI获得好评.据了解,类同的CAI和测试技术教学学习网在国内高校中尚不多见.
据了解,将测试技术课程体系补充及延伸,因材施教,加强部分学生能力及技能培养,在专业技术课中体现和发挥学校自身学科特色的课程体系建设,在国内高校中也尚不多见.
4-3 目前本课程还存在的不足之处
1,测试技术是一门实践性很强的课程,这几年实验设备有所加强,已规划出一些增设实验项目,但效果尚需实践.
2,"测试技术及应用"学习网工程录像素材少,工程实例的资源少,还需完善和补充.
3,原计划测试技术CAI配合教材出版,未完成.该CAI尚需多媒体制作的专业人员包装和进一步完善,要方便各使用院校根据各自的情况编辑,删减,添加.4,学术研究及教学研究水平不高,国内知名度尚不够高.
5. 课程建设规划
5-1 本课程的建设目标,步骤,课程资源上网计划等
1,在教学实践中进一步完善新的教学体系.
2,进一步完善"测试技术及应用"学习网,在2-3年内,力争成为国内高校一个有一定知名度的课程学习网站.
3,修定并再版"测试技术及应用"教材,配以测试技术CAI光盘出版.
4,引进或培养一名在该学科有高学术水平的中青年教师.
5-2 本课程已经上网的资源名称列表
http://www.wyu.edu.cn/stations/csjsweb/ "测试技术及应用"学习网,现有:
课程及教师介绍,教学大纲;
2,网上教学 可指导学生在网上学习课程;
3,虚拟仪器仿真实验 目前有数字滤波,自谱与自相关分析仪,互相关分析仪,FFT分析,随机信号分析,双通道动态信号分析仪,此部分应较多的增加;
4,开放性实验的必修和增选实验项目,实验指导 由学生查阅选择;
5,实验设备及仪器 列出了实验室可供学生教学实验选用的全部资源,每样设备及仪器均有性能指标和使用说明,并附有照片,由学生查阅,选用;
6,资料及软件下载 LabVIEW,测试技术CAI,公选实验课教程,仪器说明书,教师和学生的相关论文,习题解答参考等供学生下载;
7,与测试技术相关的主要网站链接 供学生了解学科和技术的当前发展.
6. 说明栏
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2004年度广东省高校精品课程
申 报 表
推 荐 学 校 五 邑 大 学
所 属 院 系 机 电 工 程
课 程 名 称 机 械 工 程 测 试 技 术
课程层次(本/专) 本 科
所属一级学科名称 机 械
所属二级学科名称 机 械 工 程 及 其 自 动 化
课 程 负 责 人 熊 焕 庭
申 报 日 期 2004-7-18
广东省教育厅 制
二ΟΟ四年七月十八日
填 写 要 求
一, 请严格按表中要求如实填写各项.
二, 申报表文本中外文名词第一次出现时,要写清全称和缩写,再次出现同一词时可以使用缩写.
三,请以word文档格式填写表中各栏目.
四,凡涉密内容不得填写,需要说明的,请在本表说明栏中注明.凡
有可能涉密和不宜大范围公开的内容,请在说明栏中注明.
1. 课程负责人[1]情况
1-1
基本信息
姓 名
熊焕庭
性别
男
出生年月
45. 2
最终学历
研究生
职称
教授
电 话
0750-3299383
学 位
工学硕士
职务
传 真
0750-3296180
所在院系
机电工程
xht@wyu.edu.cn
通信地址(邮政编码)
江门市五邑大学77号信箱(529020)
1-2
教学概况
1,近5年来讲授的主要课程(含课程名称,课程类别,周学时;届数及学生总人数)(不超过5门)
机械工程测试技术:专业(技术)基础课,周学时4,5届,370人;
机械工程控制基础:专业(技术)基础课,周学时4,5届,370人;
现代设计方法:专业课,周学时4,5届,275人;
机械振动学:研究生,周学时4,2届,12人;
数字信号处理:研究生,周学时4,2届,12人.
2,承担的实践性教学(含实验,实习,课程设计,毕业论文,毕业设计的年限,学生总人数)
毕业设计,5届,共42人.
每年指导7-8名学生作课外科研课题.
3,主持的教学研究课题(含课题名称,来源,年限,本人所起作用)(不超过5项)
(1)本科教学的因材施教,分类培养.主持人.2000年6月校教学研究立项.
(2)机电测试与控制系列课程实践教学改革的研究.课题规划.2000年6月校教学研究立项.
(3)在专业基础课中加强学生数学应用能力的探索.主持人.2001年6月校教学研究立项.
(4)测试技术网上教学课件.课题计划,组织.2002年6月校教学研究立项.
4,作为第一署名人在国内外主要刊物上发表的教学相关论文
(1) "测试技术CAI:一个虚拟的现实环境和开放系统".华南地区工科高校CAI协作组第三届学术年会论文集.1999.7
(2) "给学生一个学习的虚拟现实环境".全国高校机械工程测试技术研究会年会论文.《振动,测试与诊断》2000.6
(3)"LabVIEW在测试技术CAI课件制作中的应用".华南地区高校CAI协作组2001年学术年会论文集,《教育技术研究》2001.7,广东省高等教育电教中心.
(4)"以CAI推动教学方法和教学内容的改革"."高教研究",五邑大学.2001.
(5)"加强建设,深化改革,努力推进素质教育"."高教研究",五邑大学.2001.
5,获得的教学表彰/奖励(含奖项名称,授予单位,署名次序,时间)
(1)地方院校"测试技术与信号处理"课程新体系创建与实践.五邑大学第八次校教学成果一等奖,排名1,2003年.
(2)测试技术CAI.五邑大学2001∽2002学年校教学改革一等奖,排名1,2001年11月.
(3)教学管理优秀奖.五邑大学.2001年.
1-3
学术研究
1,近5年来承担的学术研究课题(含课题名称,课题级别,来源,年限,本人所起作用)
(1)虚拟仪器技术及其在制造业的应用.江门市科技攻关项目.1999-2000.主持人.
(2)滚动轴承振动加速度及异音检测.企业委托.1999-2001.主持人.江门市2002年科学技术二等奖.
(3)EN125摩托车车架的开发研制.江门市科技攻关项目.2001-2002.主持人.
(4)摩托车路谱的实测与提取.企业委托.2002-2003.主持人.
(5)摩托车产品专业区信息及制造网.广东省摩托车产品专业区.2002-2004.主持人.
(6)振荡脉冲射流水下采矿提升的理论与试验.广东省自然科学基金.2002年.排名2.
(7)摩托车车架的优化设计方法.江门市科技攻关项目.2003-2004.主持人.
2,在国内外主要刊物上发表的学术论文;(含题目,刊物名称与级别,时间,署名次序)
(1)虚拟仪器的几个应用实例.五邑大学学报.1999.4.排名1.
(2)磨削颤振的单片机在线监控. 制造技术与机床,1999年8月.排名1.
(3)滚动轴承振动的虚拟检测仪.轴承, 2001年3月.排名2.
(4)齿轮径向综合误差的虚拟检测仪.新技术新工艺, 2001年6月.排名2.
(5)在LabVIEW中驱动数据采集卡的三种方法.电测与仪表,2001年8月.排名1.
(6)超磁致伸缩材料的磁致伸缩系数检测仪的研制.五邑大学学报.2003.3.排名1.
3,获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称,授予单位,署名次序,时间)
(1)中小型水轮机,发电机优化设计系统. 南宁市科技进步二等奖,1999年11月.排名1.
(2)滚动轴承振动加速度及异音检测.江门市2002年科学技术二等奖,2003年3月.排名1.
(3)滚动轴承振动的虚拟检测仪.江门市2001年至2002年度自然科学优秀学术论文一等奖.2003年11月.排名2.
(1)课程负责人指主持本门课程建设的主讲教师.
2. 教学队伍情况
2-1
人员构成(含外 聘教师)
姓名
性别
出生年月
职称
学科专业
在教学中承担的工作
刘经燕
女
1946.9
副教授
机械(本科)
本科教学,教材及补充讲义编写,指导青年教师
李绣峰
男
1965.4
副教授
机械(博士)
本,专科教学,实验设计,公选实验课
尹学军
女
1967.3
副教授
机械(硕士)
本科辅导,专科教学
康献民
男
1964.5
高级实验师
机械(本科)
实验教学,公选实验课
2-2
教学队伍整体情况
(概述教学队伍的知识结构,年龄结构,师资配置情况(含辅导教师或实验教师与学生的比例);主要成员的教学经历,年终考核成绩以及中青年教师培养计划与效果)
教学队伍中,两位老教师分别来自广西大学和华中科技大学,一直从事机电测控领域的教学及科研工作,都曾是全国高校机械工程测试技术研究会中南分会理事.
该课程组是一个教学,教研,教改,科研全面团结协作的队伍.
熊焕庭教授1968年毕业于西北工业大学飞机系,1981年毕业于重庆大学机一系(工学硕士),99-02年任五邑大学机电系系主任.作为机电学科和该课程的负责人,制定课程建设规划, 制定青年教师培养计划,7年来每年承担两个本科班级的课堂教学,规划并实践课程建设,带领课程组共同开创课程建设和科研新局面.
刘经燕副教授于1970年毕业于华中科技大学机械制造专业,留校任教.在杨叔子院士多年指导下从事测试技术,控制工程方面的教学工作,1992年调来我校.是该课程的骨干教师.
李绣峰副教授1985年毕业于上海交大机械制造专业,来五邑大学任教.2000年在华南理工大学获博士学位.一直从事机电测控方面的教学及科研工作.理论基础深厚,动手能力强.是该课程的骨干教师和今后的负责人.
尹学军副教授1994.7于华中理工大学机械制造专业(研究生)毕业后来我校任教,从事机电测控方面的教学及科研工作.尹学军于1999年由学校指定为该课程的主要培养对象(指导教师刘经燕),并正式签定培养合同和培养任务书,要求经培养能独立讲授一门技术基础课(测试技术)和一门专业课.已于2001年6月完成培养任务.2003年升为副教授.
康献民,分管课程实验,主讲虚拟仪器技术公选实验课.1997年,由系行政确定,熊焕庭教授负责长期指导康献民的理论学习,实验技能及科研能力.康献民已于2001年升为高级实验师.
课程设有2个必修实验项目和增选的多项实验项目,均是开放性实验.必修实验为单人作,增选实验为两人一组.
我校机电工程系每届有四个本科班(机械工程及其自动化专业),两个专科班,两个成教班(一本,一专)开设此课程.每届学生共280人左右.
5位成员5年的年终教学考核多为优秀.
2-3
教学改革与教学研究
近五年来教学队伍教研活动涉及的领域,提出的教改项目和措施,已经解决的问题和取得的教改成果;在国内外主要刊物上发表的教改教研论文(含题目,刊物名称与级别,时间,署名次序)(不超过十项)(不含第一署名人为课程负责人的成果);获得的教学研究表彰/奖励(含奖项名称,授予单位,时间,署名次序)(不超过五项)
在全国,特别是各重点高校深化教育改革的形势和压力下,广东省地方工科院校如何结合地区经济发展及人才培养需求,深化教育改革 带着同样的问题,1997年底,广东工业大学(五山区),深圳大学,湛江海洋大学,佛山科技学院,中山学院,五邑大学等高校教师聚会研讨地方高校机械类专业"测试技术"课程的改革方略.与会者认为,基于广东经济高速发展和地方工科院校的两个基本特点,基于该课程在机械类专业人才培养中的重要地位,广东地方高校应加强联系与交流,不断探索,努力创建地方院校该课程的新体系.鉴于五邑大学在该课程的师资和学科特色,各校一致推选五邑大学牵头,出版一本新教材,并以此全新的课程内容来带动教育观念,教学手段,培养模式的改革.
为此,本课题组以"地方院校测试技术与信号处理课程新体系创建与实践"为题校级立项开展了全面的探索.
目前可见的教学改革成果体现为:
1,课程的新体系已基本确立
它具有三大内涵.一是以重构的全新课程内容为课程体系的核心,二是以现代教育技术为支撑,三是专业技术基础课程向学科和工程实践进一步的渗透和延伸.该课程新体系的建设和实施,在本校学生中获得了好的评价,也大大推动了我校机械工程及其自动化专业改革的进程.
2,重构的全新课程内容和教育思想都充分体现在我校主编的"测试技术及应用"教材和"积分变换"补充讲义中.教材共28万字,比重点高校的统编教材少近20万字,内容精炼,技术新颖,知识面广,适用目前40余学时的教学安排.教材由华南理工大学出版社出版,受省内外一些地方院校好评,2001年7月-2004年1月已三次印刷,95%以上是兄第院校使用.杨叔子院士为教材出版作序,肯定了"该书既包含了他们(作者)教学工作的宝贵经验,亦包含了他们丰硕的科研成果."教材主审阮世勋教授认为"…是我所见过的同类内容的一本最好的教材." 使用院校认为"该教材与目前其它教材相比,内容丰富,结构合理,难度把握较为恰当,对测试技术的要点,重点把握得很准,知识面也较广."
3,体现课堂教学方法和手段改革的 "测试技术"CAI于2000年定稿,定稿版容量为300M.该CAI课件以新教材为基础,但内容更丰富,并有大量的仿真实验,既可用于课堂讲授,又可让学生复习及自学,并可作多种实验仿真.该课件也出售给了深圳大学,广西大学,云南农大 ,华中农大,电子科技大学,上海航空工业高专等高校.各使用院校给也予以较高评价.如电子科技大学徐利梅副教授认为"该CAI与教材结合紧密,难度由浅入深,表达方式生动易懂,动画播放流畅,为教学工作减轻了不小负担,同时也有助于学生在课堂上对知识的理解.CAI清晰的结构,丰富的内容,还有让学生参与动手的实践部份,让他们对测试技术产生了极大的兴趣,使得他们在学习中由原来的被动接受,变成主动积极吸收.这些对传统教学来说都无疑是一个很大的进步."
4,"测试技术及应用"学习网已运行一年余.设有课程及教师介绍,教学大纲,网络课件,作业辅导,虚拟仪器仿真实验,实验室现有的科研实验设备及仪器,资料及软件下载等模块,引导学生自主学习.
5,基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力
课程组在"测试技术及应用"学习网站中开设了实验教学专栏,有实验教学要求,仪器设备库,仿真实验,资料及软件下载等模块.网上提供了十多个实验项目供学生选择.学生在独立理解实验目的和要求后,网上查询并选用实验室现有的仪器设备,自主设计实验,向实验室提出申请(选一个实验项目),按申请的实验时间及内容,学生领取实验装置,独立安装,完成实验.指导教师只对实验设计作审查,对过程进行观察,对实验结果作评定.
基于互联网资源的开放性实验教学培养了学生的自学能力,自主拓展知识的能力和动手能力,建立了新型的学与教的关系.该实验教学模式正在本校其它实验教学中推广.
6,传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸,较好处理了拓宽基础,拓宽专业口径,全面推进素质教育与加强能力和技能培养的关系
作为一门重要的技术基础课,我们没有将它只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.从专业培养目标出发,在授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.将重要技术基础课的传统课程体系向学科和工程实践进一步渗透和延伸,在加强学生专业能力培养中发挥了较好的作用.
7,不含第一署名人为课程负责人的教改教研论文及奖励
(1)《测试技术与信号处理》课程的改革与实践."高教研究",五邑大学.2001.刘经燕,熊焕庭.
(2)机电测控类课程中"积分变换"的教改与探索."高教研究",五邑大学.2003.刘经燕,熊焕庭.
(3)基于LabVIEW的磁体表磁分布虚拟测试系统.江门市2001年至2002年度自然科学优秀学术论文二等奖.2003年11月.尹学军.
3. 课程描述
3-1 课程发展的主要历史沿革
"文革"前,国各高校机械类专业尚未设置"测试技术"课程.
在制造业自动化快速发展和机电结构动态品质的高要求下,我国各高校机械类专业在70年代末至80年代初陆续开出"测试技术"课程.先后出版了一些试用教材,如"机械制造中测试技术"(黄长艺,卢文祥编)等.1985年该课程被确认为机械类专业重要的技术基础课.大多数院校均使用黄长艺等主编的统编教材"机械工程测试技术基础".20余年来,测试技术作为机械类专业重要的技术基础,均被各院校列为机械类本科教学的主干课程.在当前国内一些重点高校进行的"面向21世纪教学内容和课程体系改革"中,该课程仍是重点加强的环节之一.
据了解,国外大学也很重视这门课程,如美国麻省理工学院的"测试与仪表",美国伯明翰大学的"工程测试与仪表",日本东京都工业大学的"机械量测试技术"和"物理信息工学",前苏联的"非电量测试技术"等.
"测试技术"是综合运用多学科原理和技术,也直接为各专业学科服务的一门技术基础课程.课程涉及知识面广,与力学,电磁学,光学,声学,材料学,核物理,微电子学,工程数学,数据处理理论与方法,控制工程和现代计算机技术密切相关;课程内容更新快,随传感器技术,计算机技术,信息技术和材料学科的发展而不断更新;课程实践性强,是机械类学生培养科学实验能力的重要一环.各工科院校,都把该课程作为机械工程与信息技术结合的重要环节.
五邑大学自1986年创办机电工程系以来,一直将机械工程测试技术作为机械类专业必修的专业基础课.用黄长艺,严普强主编的"机械工程测试技术基础" 为教材."积分变换"是"测试技术"课的先修课.
1997年以来,五邑大学机电工程系调整为只设一个 "机械工程及其自动化" 引导性专业,在该专业下分机电测试与控制,机械设计及其自动化,制冷空调设备设计制造及自动化三个方向. "测试技术"仍定为三个方向都必修的专业技术基础课,但教学计划中取消了先修的"积分变换"课.按新的培养方案,我们遵循拓宽基础,加强能力培养的基本要求,紧密结合当前科技发展和地方院校特点,对该课程的教学内容,教学手段,因材施教,加强能力培养等全方面进行探索,构建课程新体系,经五年多的实践,已取得了明显成效.
教学内容(含课程内容体系结构;教学内容组织方式与目的;实践性教学的设计思想与效果)
课程体系具有三大内涵.一是以重构的全新课程内容为课程体系的核心,二是以现代教育技术为支撑,三是专业技术基础课程向学科和工程实践进一步的渗透和延伸.
按课程体系,该课程(主要对本科)分两个阶段.第一阶段面向机械工程及自动化专业全体学生.按工科院校 "测试技术"教学大纲的要求,通过46学时的授课及实验环节以实现.第二阶段则面向选择机电测控方向的学生,因材施教,进一步加强能力和技能培养,主要在最后一学年实施.
(一)第一阶段
面向机械工程及自动化专业全体学生.
1,课堂教学40学时,课内外学时比例1:1.5.
教材: 课程组主编.《测试技术及应用》,华南理工大学出版社.
讲义:课程组编写. 《积分变换》,五邑大学教材科.
辅助媒体:课程组编制.《测试技术CAI》,课堂授课及学生自学.
课程组编制.《测试技术及应用》学习网,课堂教学补充.
软件:美国NI公司.LabVIEW6.0.
主要参考书:
1.黄长艺等.《机械工程测试技术基础》,机械工业出版社
2.卢文祥.《工程测试与信息处理》,华中理工大学出版社
3.施文康等.《测试技术》,上海交通大学出版社
4.周生同.《机械工程测试技术》,北京理工大学出版社
5.王光铨等.《机械工程测量系统原理与装置》,机械工业出版社
课程组进行了广泛调研,比较了国内8种同类教材和近十所院校的教学大纲,经三年教学实践和大的修改,基本确定了重构的课程内容,这是课程体系的核心. 重构的课程内容与传统的课程内容相比,有如下主要优点和特点:
(1)适应当前科学技术发展
以拓宽技术基础,适应当前科学技术发展为标准.对目前已明显被淘汰的技术及装置,如光线示波器,模拟信号分析仪等均舍弃;对正被先进技术取代的技术及装置,如笔式记录仪等只作简要的回顾性介绍;在信号获取中,不局限于用传感器获取信息的传统方法,还介绍了利用激光,超声波,核辐射,声发射等技术获取信息的新方法;对近年来的新技术,新发展,新应用,如无纸记录仪,数字信号处理和虚拟仪器技术等,尽量给予增添.
(2)教学安排符合由感性上升到理性的认知规律
目前传统的教材和教学是先介绍信号及测试系统的基本理论.学生一开始就学理论,学数学,感到抽象,难,不易理解基本理论的物理意义.新的教学新安排是先介绍具体的各类测试手段,再进一步提升到信号分析的理论和方法.对应用技术,在介绍其应用的过程中阐明其物理意义,再进行数学描述及分析,更适合地方院校学生的认知.
(3)结合地方院校学生特点,将工程数学知识融于工程应用背景中,着重应用
数字信号处理已是当代测试技术的主流,这必将给课程带来相应的数学要求.对这些数学知识和新技术,一是不能回避,二是要立足于应用.
积分变换是本课程重要的数学基础,传统安排是先开积分变换数学课.单独学数学,较抽象,成了地方院校学生学习的难点.我们将积分变换的主要内容以共10学时左右分别融于控制工程及测试技术课程,由课程的技术需求而引入,重在应用.这样安排,数学工具的工程应用背景强,学生易于理解,也有利于提高学生在技术基础课中的数学应用能力.
对信号数字化,DFT,FFT,数字滤波等数字信号处理技术,因已有相应的多类软件或仪器,我们要求学生以能用软件包或仪器来处理工程信号为目的,以合理选择参数获得正确的分析处理结果为主要内容,来介绍这些新技术的基本原理和基本概念.重在应用,更符合地方院校学生的培养要求.
(4)体现五邑大学的学科特色
测试分析仪已发展到微机化仪器,个人仪器和虚拟仪器的新阶段.我校在虚拟仪器的应用方面起步早,成果较多,是我校机电工程学科的主要特色之一,教材中给予了充分体现,在测试分析仪器一章中专门介绍了基于LabVIEW软件开发平台的虚拟仪器技术.
2,实验教学6学时
传感器原理必选实验,课堂学时2;"机械量测试"设计性实验,课堂学时4 .
采用基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力.
课程组在"测试技术及应用"学习网站中开设了实验教学专栏,有实验教学要求,仪器设备库,仿真实验,资料及软件下载等模块.网上提供了十多个实验项目供学生选择.学生在独立理解实验目的和要求后,网上查询并选用实验室现有的仪器设备,自主设计实验,向实验室提出申请(选一个实验项目),按申请的实验时间及内容,学生领取实验装置,独立安装,完成实验.指导教师只对实验设计作审查,对过程进行观察,对实验结果作评定.
基于互联网资源的开放性实验教学培养了学生的自学能力,自主拓展知识的能力和动手能力,建立了新型的学与教的关系.该实验教学模式正在本校其它实验教学中推广.
(二)第二阶段
传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸
从跟综调查看,我系学生毕业后从事机电测试与控制的占1/3左右.因此,对"测试技术与信号处理"这一门重要的技术基础课,不能只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.这主要在第四学年实施,是传统课程体系的补充和延伸.
1,增选开放性实验项目
实验室为学生提供了十多个创新性开放实验.基本的实验教学要求是只选一个实验项目.但引导,鼓励部份学生可根据自身兴趣增选创新性开放实验项目.其工作可记入第二课堂学分.
2,虚拟仪器技术公选实验课
基于PC机的,个性化的虚拟仪器技术代表着当今测控技术的最新方向,美国NI公司的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW已在国内外测控界占主导地位,这是一个功能十分广泛的图形化编程平台,学生在课程中只能有一个初步的了解.我们在四年级学生中开设了虚拟仪器技术公选实验课(36学时).学生在学习软件的同时,进一步掌握PC机内插数据采集卡的驱动,数据采集,虚拟仪器与可编程控制器之间的信号交换与控制,多种典型测控案例等,使学生机电测试与控制的能力和技能进一步加强.
3,学生课外科研课题
我们以课外科研课题小组的形式组织有兴趣和余力的学生.这几年,每年均有20余名学生承担或参加科研课题,如滚动轴承振动的虚拟检测仪,滚动轴承寿命,可靠性试验的微计算机系统,磁性元件自动分检生产线,粉末冶金材料软磁检测仪,齿轮径向综合误差的虚拟检测仪等.该环节的实施,使部分同学在毕业设计前已具有一定的工程实践能力.
4,测试与控制类的毕业设计课题
毕业设计中,我们与专业教研室的其它教师,每届均提出10余个以测试技术与信号处理为主的,涉及工程,科研及实验室建设的实际题目供学生选取.经实际项目的锻炼,同学们多可取得一定的成果,如向工厂提交有价值的试验研究报告,与教师共同发表科研论文,实验室项目得以实施,科研成果为企业所采用,获奖等.大多数同学的工程实践能力进一步加强,部分同学也有所创新.
这样的教学内容及安排,特别是基于互联网资源的开放性实验教学,增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生课外科研课题,结合工程实践的毕业设计,取得了好的效果:
2004年初,学校教务处,设备处要求"各校级实验中心,院系实验室,参照测试技术及应用学习网站,依据各自实验教学的具体情况,开设实验教学网站,积极进行教学形式,内容和方法的改革,…" .
如虚拟仪器技术公选实验课,已于02年,03年开出二次,报名学生占全专业学生的60%以上,限于实验室条件,每次只能批准35名.
学生梁星辉说,"我感到这种只提要求,只有少量提示,其它全要靠自己独立思考,自己在网上或别的参考书中找资料,自己设计,自己领取传感器和仪器,自己组合成测试分析系统,来完成实验要求的方法很新鲜.不像以往别的实验课,只要按实验指导书一步步做就行了,自己可以不多想.这种实验方式对培养我自学能力,独立思考,动手能力都有很大帮助.据我了解,愿意学习的同学都感到很有新意,很欢迎." .如参加学生科研课题"齿轮径向综合误差的虚拟检测仪"的学生陈杏仪说,"我要感谢这次课外科研课题,它给了我们一次学习与动手的机会.我的独立工作能力,解决问题的能力都有了一定的提高,更学到了很多实用的东西."
使用我们教材和测试技术CAI的部份兄弟院校对课程内容体系结构;教学内容组织方式也给予了高的评价(见3-5).
教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
教材:用我们自己主编的"测试技术及应用"教材.补充讲义"积分变换".
该教材和补充讲义充分体现了我们重构的课程内容和教育思想.和目前国内多数新编同类教材相比,新教材较好的体现了上述特点,而且篇幅少,精炼,只28万字,比重点高校的统编教材少近20万字,适用于地方工科院校的课程教学.该教材出版后,受省内外一些院校好评并被采用,2001年7月,2002年年7月,2004年1月三次印刷,95%以上是兄第院校使用,是华南理工大学出版社销路较好的一本专业技术基础课教材.
课堂授课及学生自学媒体:课程组编制的《测试技术CAI》.
该CAI课件经过三次大的修改,于2002年定稿,定稿版容量为300M.
该CAI课件以新教材为基础,但内容更丰富.既可用于课堂讲授,又可挎贝给学生,让学生复习,自学,扩充知识.
从四届学生看,该CAI课件取得了较好的效果.该课件也出售给了电子科技大学(成都),广西大学,深圳大学,华中农业大学,云南农业大学,上海航空工业高专等省内外高校.在国内该门课程中,属较好的一个课件.
CAI使用院校也给予了高的评价.
扩充性资料:"测试技术及应用"学习网站,设有课程及教师介绍,教学大纲,课堂教学网络课件,作业辅导,虚拟仪器仿真实验,实验室现有的科研实验设备及仪器,资料及软件下载等模块,测试技术相关厂商网站链接等模块.引导学生自主学习.
课程实验:采用基于互联网资源的开放性实验教学.分必修和增选项目,共20余项,由学生选取.
测试技术综合实验室已拥有计80多万,220多台套固定资产的仪器设备.采用开放性实验,能满足本科生一人一台套的实验教学需要.
虚拟仪器技术公选实验课,用LabVIEW教程及"测试技术及应用"学习网上的"虚拟仪器及数字信号分析实验"教程.
"测试技术及应用"学习网已于2003年8月正式运行,04年6月首次更新.现有课程及教师介绍,课堂教学网络课件,实验教学,仪器设备,仿真实验,作业辅导,资料下载,测试技术相关厂商网站链接等模块.该网站尚需进一步实践和完善,今后仍将定期更新.
3-4 教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;现代教育技术应用与教学改革)
(一)以现代教育技术为支持,深入进行教学方法和手段改革,建立学与教的新关系
1,以CAI为课堂教学手段改革的重点
CAI作为一种高科技和全新的教学手段,极大地促进着传统教育模式的变革,推动着教育现代化的进程.因此,在教学内容改革的同时,以CAI为课堂教学手段改革的重点,以一个可供讲授,自学,实验的CAI课件,为学生创建一个学习的虚拟现实环境.
该CAI课件经过三次大的修改,于2002年定稿,定稿版容量为300M.
该CAI课件以新教材为基础,但内容更丰富.既可用于课堂讲授,又可让学生复习,自学,扩充知识.
该CAI以动画表现形式为主,帮助学生直观的理解教材中的一些基本原理.学生在这种虚拟现实环境中如身临其境,书本上的那些抽象的理论可以看得见,摸得着,易接受.如光栅位移测量,学生总觉得抽象,再加上辩向,细分,学生更难以接受.在CAI课件中,用较多的动画,形象生动的表达了光栅将物体的移动转换成脉冲信号的全过程.又如周期信号的Fourier级数,用信号的图形迭加来表示,能帮助学生理解其离散频谱.
该CAI重视学生参与,让他们自己动手操作,在实践中学习,发现和寻找规律.如信号调制,如只用数学公式来说明其工作原理,对机械类学生是相对困难的,也不易讲清楚.但让学生自己动手设置,观察各种调制,解调过程,体会它们之间的区别,学习效率高,印象深刻.该CAI中还有多种实验仿真.
与教材比,CAI内容更丰富.对于那些较重要但因学时有限不能讲授的内容,如电桥及其特性等,让学生在CAI中自己学习.CAI比教材也易更新.
从四届学生看,该CAI课件取得了较好的效果.该课件也出售给了电子科技大学(成都),广西大学,深圳大学,华中农业大学,云南农业大学,上海航空工业高专等省内外高校.在国内该门课程中,属较好的一个课件.
2,以互联网资源引导学生自主学习
课题组在校园网上建立了"测试技术及应用"学习网站,设有课程及教师介绍,教学大纲,网络课件,作业辅导,虚拟仪器仿真实验,实验室现有的科研实验设备及仪器,资料及软件下载等模块,引导学生自主学习.
(二)基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力
教学实验是学生理解有关理论基础,培养学生动手能力和独立思考能力的重要环节.课程组在"测试技术及应用"学习网站中开设了实验教学专栏,有实验教学要求,仪器设备库,仿真实验,资料及软件下载等模块.网上提供了十多个实验项目供学生选择.学生在独立理解实验目的和要求后,网上查询并选用实验室现有的仪器设备,自主设计实验,向实验室提出申请(选一个实验项目),按申请的实验时间及内容,学生领取实验装置,独立安装,完成实验.指导教师只对实验设计作审查,对过程进行观察,对实验结果作评定.
基于互联网资源的开放性实验教学培养了学生的自学能力,自主拓展知识的能力和动手能力,建立了新型的学与教的关系.该实验教学模式正在本校其它实验教学中推广.
(三)传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸
从跟综调查看,我系学生毕业后从事机电测试与控制的占1/3左右.因此,对"测试技术与信号处理"这一门重要的技术基础课,不能只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.这主要在第四学年实施,是传统课程体系的补充和延伸.
1,增选开放性实验项目
实验室为学生提供了十多个创新性开放实验.基本的实验教学要求是只选一个实验项目.但引导,鼓励部份学生可根据自身兴趣增选创新性开放实验项目.其工作可记入第二课堂学分.
2,虚拟仪器技术公选实验课
基于PC机的,个性化的虚拟仪器技术代表着当今测控技术的最新方向,美国NI公司的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW已在国内外测控界占主导地位,这是一个功能十分广泛的图形化编程平台,学生在课程中只能有一个初步的了解.我们在四年级学生中开设了虚拟仪器技术公选实验课(36学时).学生在学习软件的同时,进一步掌握PC机内插数据采集卡的驱动,数据采集,虚拟仪器与可编程控制器之间的信号交换与控制,多种典型测控案例等,使学生机电测试与控制的能力和技能进一步加强.
该公选实验课已于02年,03年开出二次,报名学生占全专业学生的60%以上,限于实验室条件,每次只能批准35名.
3,学生课外科研课题
我们以课外科研课题小组的形式组织有兴趣和余力的学生.这几年,每年均有20余名学生承担或参加科研课题,如滚动轴承振动的虚拟检测仪,滚动轴承寿命,可靠性试验的微计算机系统,磁性元件自动分检生产线,粉末冶金材料软磁检测仪,齿轮径向综合误差的虚拟检测仪等.该环节的实施,使部分同学在毕业设计前已具有一定的工程实践能力.
4,测试与控制类的毕业设计课题
毕业设计中,我们与专业教研室的其它教师,每届均提出10余个以测试技术与信号处理为主的,涉及工程,科研及实验室建设的实际题目供学生选取.经实际项目的锻炼,同学们多可取得一定的成果,如向工厂提交有价值的试验研究报告,与教师共同发表科研论文,实验室项目得以实施,科研成果为企业所采用,获奖等.大多数同学的工程实践能力进一步加强,部分同学也有所创新.
教学效果(含校内同事举证评价,校外专家评价及有关声誉的说明;近三年学生的评价结果;课堂教学录像资料评价)
杨叔子院士为教材出版作序,肯定了"该书既包含了他们(作者)教学工作的宝贵经验,亦包含了他们丰硕的科研成果".
教材各使用院校给予了较高评价.
如教材主审之一,佛山科技学院阮世勋教授认为"与以前常见的课本相比,该教材在课程体系安排上有所创新,更加符合学生认知规律;内容取舍更加合理;更加紧跟和反映现代测试新技术;更加强调课程的工程应用意义,注重学生工程应用能力的培养.因而,是我所见过的同类内容的一本最好的教材.".
云南农业大学王清元教授认为"教材内容反映了近年来的新技术,新发展,新应用.章节安排顺序合理,便于讲授.教材中实际应用例子和作业例子较多较详细,每章留下的作业份量适中.学生在学习中认为思路清晰,插图清楚,系统性好.工程应用背景强,易于理解."
华中农业大学李小昱教授认为"该节材重构了教学内容,符合学生的认知和学习规律,与传统的课程内容相比,融入了近年科技发展的新技术,新方法,并将知识点作了调整,以利学生的学习."
电子科技大学(成都)徐利梅副教授认为"该教材与目前其它教材相比,内容丰富,结构合理,难度把握较为恰当,对测试技术的要点,重点把握得很准,知识面也较广.该教材也受到了学生的一致好评… ".
华南理工大学出版社认为"该教材内容新颖,精练,章节安排合理,颇具特色.在我社出版的各专业技术基础课教材中,是一本销路较好的教材.
CAI课件各使用院校给也予了较高评价.
如电子科技大学(成都)徐利梅副教授认为"该CAI与教材结合紧密,难度由浅入深,表达方式生动易懂,动画播放流畅,为教学工作减轻了不小负担,同时也有助于学生在课堂上对知识的理解.CAI清晰的结构,丰富的内容,还有让学生参与动手的实践部份,让他们对测试技术产生了极大的兴趣,使得他们在学习中由原来的被动接受,变成主动积极吸收.这些对传统教学来说都无疑是一个很大的进步."
如云南农业大学王清元教授认为"测试技术CAI课件的使用有效解决了课时少的问题,而且直观,明了,方便,尤其是动画部分效果更好….现已不把诸如传感器等实物搬到教室去了."
体现实验教学改革的"基于互联网资源的开放性实验模式"正在本校其它课程实验教学中推广.
最近才和一些兄第院校有些联系,他们对教材和CAI都有高的评价,并迫切期望能进入我们的"测试技术及应用"学习网站,进一步共同探讨和实践.
近三年学生对该门课程的评教分均在90分以上.
更具体的校内外专家评价及学生评价请见:
http://www.wyu.edu.cn/stations/csjsweb/ 中的"课程参评"部分.
4. 自我评价
4-1 本课程的主要特色(不超过三项)
本课程体系的三大内涵就是其主要特色.
1,教学内容新,紧跟现代测试技术的发展潮流,较好体现了该学科的新进展,教学安排也更符合认知规律
上世纪90年代以来,测试技术和装置经历了由模拟式向数字式飞跃发展的过程.目前数字信号处理,数字装置,微机式测试分析仪已较为普及.我们的教学内容能适应当前科学技术的发展.
教学安排按感性认识到理性认识上升的认知规律,在内容安排上先介绍实际工程中的基本测试环节和测试系统,再进一步提升到理论,以循序渐进的方法进行教学.这与当前大多数教材一开始就介绍有关信号及测试系统的基本理论和数学推导,再介绍有关测试的具体技术相比,完全不同.
我们将积分变换的主要内容以共10学时左右分别融于控制工程及测试技术课程,由课程的技术需求而引入,重在应用.这样安排,数学工具的工程应用背景强,学生易于理解,也有利于提高学生在技术基础课中的数学应用能力.
根据地方院校学生的特点,在教学内容也中较好处理了学生数学基础与科技发展的之间的矛盾.对已是当代测试技术的主流的数字信号处理和计算机技术,一不回避,二是立足于应用.
这些特点,取得了好的效果,也得到了校内,校外专家的肯定.
2,以现代教育技术为支持,建立学与教的新关系
以CAI为课堂教学手段改革的重点.正如使用院校所述:"该CAI与教材结合紧密,难度由浅入深,表达方式生动易懂,动画播放流畅,为教学工作减轻了不小负担,同时也有助于学生在课堂上对知识的理解.CAI清晰的结构,丰富的内容,还有让学生参与动手的实践部份,让他们对测试技术产生了极大的兴趣,使得他们在学习中由原来的被动接受,变成主动积极吸收.这些对传统教学来说都无疑是一个很大的进步.","测试技术CAI课件的使用有效解决了课时少的问题,而且直观,明了,方便,尤其是动画部分效果更好…".
以互联网资源引导学生自主学习和拓宽知识.
基于互联网资源的开放性实验教学,加强学生求知能力和动手能力.
3,传统的课程教学向学科和工程实践进一步渗透和延伸,较好处理了拓宽基础,拓宽专业口径,全面推进素质教育与加强能力和技能培养的关系
作为一门重要的技术基础课,我们没有将它只限制在传统教学大纲要求的授课及实验环节内.从专业培养目标出发,在授课完成后,我们以增选开放性实验项目,虚拟仪器技术公选实验课,学生科研课题,毕业设计四个环节,对部分学生更多引导,发挥学生潜能,进一步加强他们测试与控制能力的培养.将重要技术基础课的传统课程体系向学科和工程实践进一步渗透和延伸,在加强学生专业能力培养中发挥了较好的作用.
4-2 本课程在国内外同类课程中的地位
同是机械类的本科教育,重点院校与一般院校的培养定位是有差异的.我们认为,本课程与国内一般院校,以至部分重点院校同类课程相比,处于先进的地位.其理由是:
据出版社的发行估计,国内有十所以上院校选用了我们的教材.
全国高校机械工程测试技术研究会组织的,2000年版的统编新教材中,所新增的,体现该学科新进展的内容,如虚拟仪器技术,自动测试系统等,我们也在教学中体现.
全国高校机械工程测试技术研究会2000年年会上,我们的测试技术CAI获得好评.据了解,类同的CAI和测试技术教学学习网在国内高校中尚不多见.
据了解,将测试技术课程体系补充及延伸,因材施教,加强部分学生能力及技能培养,在专业技术课中体现和发挥学校自身学科特色的课程体系建设,在国内高校中也尚不多见.
4-3 目前本课程还存在的不足之处
1,测试技术是一门实践性很强的课程,这几年实验设备有所加强,已规划出一些增设实验项目,但效果尚需实践.
2,"测试技术及应用"学习网工程录像素材少,工程实例的资源少,还需完善和补充.
3,原计划测试技术CAI配合教材出版,未完成.该CAI尚需多媒体制作的专业人员包装和进一步完善,要方便各使用院校根据各自的情况编辑,删减,添加.4,学术研究及教学研究水平不高,国内知名度尚不够高.
5. 课程建设规划
5-1 本课程的建设目标,步骤,课程资源上网计划等
1,在教学实践中进一步完善新的教学体系.
2,进一步完善"测试技术及应用"学习网,在2-3年内,力争成为国内高校一个有一定知名度的课程学习网站.
3,修定并再版"测试技术及应用"教材,配以测试技术CAI光盘出版.
4,引进或培养一名在该学科有高学术水平的中青年教师.
5-2 本课程已经上网的资源名称列表
http://www.wyu.edu.cn/stations/csjsweb/ "测试技术及应用"学习网,现有:
课程及教师介绍,教学大纲;
2,网上教学 可指导学生在网上学习课程;
3,虚拟仪器仿真实验 目前有数字滤波,自谱与自相关分析仪,互相关分析仪,FFT分析,随机信号分析,双通道动态信号分析仪,此部分应较多的增加;
4,开放性实验的必修和增选实验项目,实验指导 由学生查阅选择;
5,实验设备及仪器 列出了实验室可供学生教学实验选用的全部资源,每样设备及仪器均有性能指标和使用说明,并附有照片,由学生查阅,选用;
6,资料及软件下载 LabVIEW,测试技术CAI,公选实验课教程,仪器说明书,教师和学生的相关论文,习题解答参考等供学生下载;
7,与测试技术相关的主要网站链接 供学生了解学科和技术的当前发展.
6. 说明栏
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