摘要：為適應(yīng)新工科專業(yè)建設(shè)和改革，需加強(qiáng)課程教學(xué)改革，提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐動手能力，達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)認(rèn)證要求；課程實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)新工科學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)是課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)。文章針對機(jī)械工程測試技術(shù)課程，探索實(shí)踐教學(xué)方法和教學(xué)模式，作為加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的專業(yè)課程改革突破點(diǎn)，結(jié)果表明改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法可提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，是新工科專業(yè)課程建設(shè)的著重點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：創(chuàng)新設(shè)計(jì)；實(shí)踐教學(xué)模式；測試技術(shù)課程；教學(xué)改革

　　一、概述

　　目前，機(jī)械工程測試技術(shù)課程教學(xué)仍側(cè)重測試基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)，在實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的教育和動手能力訓(xùn)練方面有待提高[1]。隨著本科教育教學(xué)改革持續(xù)、深入推進(jìn)，加強(qiáng)新工科學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)已成為高等教育改革發(fā)展的新方向。根據(jù)機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案修訂和專業(yè)認(rèn)證需求[2]，機(jī)械工程測試技術(shù)課程教研組完成了機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目，并獲得該課程教改立項(xiàng)資助，課題著重教學(xué)內(nèi)容、課程體系、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面的綜合改革，現(xiàn)已完成課程創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方法研究。通過已完成并實(shí)施的課程實(shí)踐教學(xué)新方法，明顯激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和創(chuàng)新能力，實(shí)際動手能力有顯著提高。

　　二、基于創(chuàng)新設(shè)計(jì)的課程實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)

　　（一）機(jī)電創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)平臺

　　創(chuàng)新設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)是基于創(chuàng)新設(shè)計(jì)的測試技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)室需提供良好的開放實(shí)驗(yàn)條件。通過增加課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)，滿足綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)要求，學(xué)生有充分的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析[3，4]。機(jī)械工程測試技術(shù)教研組充分利用機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室資源，提高師資隊(duì)伍教學(xué)、科研能力，培養(yǎng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，交流教學(xué)方法，做到經(jīng)驗(yàn)分享，發(fā)掘新方法。機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)臺有：單片機(jī)和可編程綜合實(shí)驗(yàn)臺、三維數(shù)控平臺、電機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)臺、三聯(lián)電梯群控實(shí)驗(yàn)臺、光學(xué)測試平臺、超聲測試實(shí)驗(yàn)臺，如圖1所示。能開設(shè)機(jī)電控制、驅(qū)動、測試等多門課程綜合實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。課程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生整合現(xiàn)有設(shè)備，設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)；在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。各實(shí)驗(yàn)臺主要開設(shè)的綜合性、創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下：

　　1.單片機(jī)可編程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置可完成測試系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)裝置集單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板、專業(yè)仿真器、可編程控制器、通信編程器、模擬控制實(shí)驗(yàn)板、實(shí)物于一體，可直觀地進(jìn)行單片機(jī)原理及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)、多個(gè)PLC實(shí)際應(yīng)用的模擬實(shí)驗(yàn)及實(shí)物實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也為高層次的設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)提供良好的條件。本裝置結(jié)合教學(xué)要求，設(shè)計(jì)了單片機(jī)和可編程控制器課程中最具典型性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適合各高等院校開設(shè)的“單片機(jī)原理及接口技術(shù)”、“單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)”、“可編程控制器技術(shù)”、“可編程控制器及其應(yīng)用”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

　　2.三維數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺該實(shí)驗(yàn)臺為主軸帶光柵的開放式可重組龍門三維機(jī)電綜合工作臺，可完成位置、速度等三坐標(biāo)運(yùn)動控制參數(shù)綜合測試、開發(fā)實(shí)驗(yàn)。采用工業(yè)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有開放式可重組龍門固定式三維平臺機(jī)械本體，實(shí)現(xiàn)可重組三維運(yùn)動平臺和通用四軸閉環(huán)控制系統(tǒng)的運(yùn)動控制；提供VC、Vb、C#、Delphi、Matlab及Labview等主流高級編程環(huán)境的接口庫，方便進(jìn)行機(jī)電和控制等方面的實(shí)驗(yàn)，可使用開放式高級語言采集位置和速度信號，實(shí)現(xiàn)位置和速度的全閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制和開環(huán)控制，顯示位置和速度曲線。

　　3.電機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)臺該實(shí)驗(yàn)臺為運(yùn)動控制與電機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)及故障診斷平臺（機(jī)電一體化技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)平臺）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可完成機(jī)械振動、軸端位移、主軸不對中及軸承磨損等故障參數(shù)的綜合測試，電機(jī)控制及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析�？蓪�(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)與運(yùn)動控制和故障診斷綜合實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)平臺包含典型傳感器技術(shù)、交流電機(jī)控制、運(yùn)動控制器、計(jì)算機(jī)控制、數(shù)控系統(tǒng)等課程實(shí)驗(yàn)，故障診斷實(shí)驗(yàn)包含典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)故障診斷與分析實(shí)驗(yàn)。

　　4.三聯(lián)電梯群控實(shí)驗(yàn)臺六層三聯(lián)群控電梯模型為透明仿真教學(xué)電梯，具有自動平層、自動開門關(guān)門、順向響應(yīng)轎廂內(nèi)外呼梯信號、直駛、電梯安全運(yùn)行保護(hù)以及電梯急停、慢上、慢下、照明、風(fēng)扇等功能；模型軟硬件均采用開放式結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行測試、控制系統(tǒng)的二次開發(fā)研究，實(shí)現(xiàn)群控電梯（統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯）、并聯(lián)控制電梯（2-3臺電梯的控制線路并聯(lián)，進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕）、集選控制電梯、信號控制電梯等。

　　5.機(jī)電系統(tǒng)測控技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)平臺雙噴頭噴墨打印沉積系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)及噴頭系統(tǒng)等組成。通過檢測微滴運(yùn)動參數(shù)，精確控制微滴穩(wěn)定噴射及基板精確運(yùn)動的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)功能材料在基板精確沉積制造，完成如：柔性導(dǎo)電線路、微傳感器、薄膜太陽能電池、半導(dǎo)體器件的快速成型制造。變頻張力控制教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)具備傳感檢測技術(shù)、人機(jī)交互、電機(jī)拖動、PID控制、自動傳輸、電氣調(diào)試等技術(shù)應(yīng)用，通過對卷繞系統(tǒng)中收放卷裝置的張力控制，線速度、膜厚和卷徑等變量算法研究，重點(diǎn)突出變頻器模擬量方式對三相電機(jī)的調(diào)速與控制、收放卷張力恒定等項(xiàng)目，包含PLC、HMI、變頻器配線、控制和通訊功能的綜合實(shí)訓(xùn)；整個(gè)動態(tài)過程能保證收卷、放卷過程的平穩(wěn)性，不論是大卷、小卷、加速、減速、激活、停車都能保證張力的恒定。數(shù)字微鏡器件（DMD）為數(shù)字微鏡空間光調(diào)制器套件，結(jié)合DMD高性能芯片組，能為學(xué)生提供FPGA可編程應(yīng)用開發(fā)平臺，學(xué)生可開發(fā)定制應(yīng)用，該投影套件系統(tǒng)也為高層次綜合設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)提供良好條件。便攜式超聲波探傷儀具有B掃描（成像）以及全程連續(xù)動態(tài)實(shí)時(shí)記錄檢測回波數(shù)據(jù)便攜式超聲波探傷儀，能夠快速便捷、無損傷、精確地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷如裂紋、焊縫、氣孔、砂眼、夾雜、折疊等的檢測、定位、評估及診斷。

　�。ǘ�）結(jié)合研究課題，開設(shè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

　　利用機(jī)電創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備，結(jié)合科研課題，在光學(xué)檢測、微滴噴射成型技術(shù)、機(jī)器視覺、高速主軸可靠性分析等領(lǐng)域的測試方法，引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。與工程訓(xùn)練中心合作，探討開放實(shí)驗(yàn)室管理方案，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主管理實(shí)驗(yàn)，全天開放實(shí)驗(yàn)室，提高學(xué)生動手實(shí)踐、培養(yǎng)創(chuàng)新思維，參與課題研究，培養(yǎng)科研分析、寫作論文、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力，真正掌握、領(lǐng)會測試技術(shù)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容。加強(qiáng)競賽競爭力，通過課程探討競賽培訓(xùn)方法，課程學(xué)習(xí)使學(xué)生具備參加國家級大賽能力，機(jī)械類專業(yè)可參加全國機(jī)器人大賽、機(jī)械創(chuàng)新大賽、工程訓(xùn)練能力競賽和電子大賽等國家級競賽；通過競賽，總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn)，分析與課程教學(xué)的結(jié)合點(diǎn)，教學(xué)方法改革切入點(diǎn)，改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生應(yīng)掌握知識點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)。結(jié)合研究課題，提出問題、設(shè)計(jì)教學(xué)案例，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和學(xué)生自主完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)自主訓(xùn)練教學(xué)目標(biāo)。目前，在電機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、電梯群控實(shí)驗(yàn)及柔性制造等實(shí)驗(yàn)平臺上已開設(shè)了若干個(gè)設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

　　三、項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐教學(xué)方法

　　針對機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及自動化等專業(yè)的培養(yǎng)要求[5，6]，結(jié)合課題研究，設(shè)計(jì)、開發(fā)了圖1所示的機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可為機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)等多個(gè)專業(yè)測試、控制及仿真課程提供綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，很好地改進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)方法。

　�。ㄒ唬┕こ虦y試項(xiàng)目在實(shí)踐教學(xué)中的綜合應(yīng)用

　　課題組完成的工程測試項(xiàng)目有機(jī)械零件超聲波無損檢測與探傷技術(shù)、軸承故障檢測與故障診斷技術(shù)、高速主軸振動檢測、機(jī)器視覺和光學(xué)檢測、可穿戴織物導(dǎo)線的微滴噴射成型技術(shù)和高速電主軸可靠性試驗(yàn)技術(shù)等課題，涉及位置、振動、位移、超聲波、光學(xué)等多種測試方法。項(xiàng)目研究擴(kuò)充了機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過課程實(shí)踐教學(xué)參與項(xiàng)目研究，將學(xué)習(xí)的測試方法用于實(shí)際工程項(xiàng)目，提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)了動手能力和解決實(shí)際問題能力，大大提高了課程實(shí)踐教學(xué)效果。

　　（二）科研成果融入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

　　課題組利用科研項(xiàng)目，結(jié)合應(yīng)用的工程測量方法，整理了科研項(xiàng)目中的測試系統(tǒng)，提煉出具有實(shí)際工程應(yīng)用的實(shí)踐教學(xué)案例，作為項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)，課程結(jié)合科研項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。以力和扭矩非接觸檢測方法為例，實(shí)踐教學(xué)中，針對高速電主軸接觸式檢測存在的問題，引導(dǎo)學(xué)生提出新的檢測方法，設(shè)計(jì)、開發(fā)非接觸檢測裝置。這種裝置是通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)得到的研究成果，一種學(xué)生自己開發(fā)的測試新技術(shù)。經(jīng)過創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練，很好地開拓了學(xué)生思維方法，提高了知識探索能力。該應(yīng)用是在高速電主軸可靠性實(shí)驗(yàn)課題研究中，需檢測作用在高速電主軸軸端加載盤上的電磁加載量，包括徑向電磁力和扭矩的檢測。根據(jù)高速主軸接觸式檢測存在的問題[7]，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)非接觸電磁加載量檢測方法，提出電磁加載力和扭矩的非接觸檢測方法，對電磁加載量檢測裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如圖2所示。應(yīng)用圖2所示測試裝置完成加載力和扭矩測試實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分析了徑向力和扭矩同步檢測方法及實(shí)驗(yàn)裝置工作原理，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，得到力和扭矩檢測值，解決了高速主軸作用力和扭矩檢測的工程應(yīng)用問題。與教材講授的力和扭矩檢測方法相比，創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教法很好地培養(yǎng)了學(xué)生動手實(shí)踐和分析解決實(shí)際問題的能力。

　　四、結(jié)束語

　　本文針對機(jī)械工程專業(yè)新工科培養(yǎng)目標(biāo)，分析和探討了機(jī)械工程測試技術(shù)實(shí)踐教學(xué)新方法。為加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動手能力，建立以學(xué)生為中心的多層次、應(yīng)用型機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式，構(gòu)建了機(jī)械系統(tǒng)檢測技術(shù)綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺。本文研究促進(jìn)了專業(yè)實(shí)踐教學(xué)資源的整合、優(yōu)化和共享。有利于通過課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力和解決實(shí)際問題的能力。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]田和強(qiáng).加強(qiáng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力培養(yǎng)的機(jī)械工程測試技術(shù)課程教學(xué)改革[J].高教學(xué)刊，201*（1）：71-72.

　　[2]王紅軍，常城，鐘建琳，等.基于工程教育認(rèn)證理念的機(jī)械類實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方法與評價(jià)方式改革[J].高教學(xué)刊，201*（1）：13-14，17.

　　[3]胡開群，馮鑫.“機(jī)械工程測試技術(shù)”課程教學(xué)改革探討與研究[J].科技視界，201*（11）：102-103.

　　[4]周超倫.面向應(yīng)用型本科的《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程教學(xué)改革的探討[J].科技風(fēng)，201*（16）：35.

　　[5]周岳斌，王中任，杜毓瑾，等.在《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，201*（10）：154-155.

　　[6]楊帆，周濟(jì)人，朱紅耕.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的水泵及水泵站課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高教學(xué)刊，201*（1）：27-29.

　　[7]邱榮華，劉宏昭.一種高速電主軸非接觸電磁加載量的測試方法[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，28（3）：253-257.

來源：網(wǎng)絡(luò)整理 免責(zé)聲明：本文僅限學(xué)習(xí)分享，如產(chǎn)生版權(quán)問題，請聯(lián)系我們及時(shí)刪除。

《機(jī)械工程測試技術(shù)實(shí)踐教學(xué)方法論文》由互聯(lián)網(wǎng)用戶整理提供,轉(zhuǎn)載分享請保留原作者信息,謝謝!
鏈接地址：http://www.weilaioem.com/gongwen/133186.html

• 上一篇：淺談工業(yè)設(shè)計(jì)色彩教學(xué)如何為產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)論文
• 下一篇：高職院校實(shí)踐課教師專業(yè)發(fā)展的影響因素探析論文