测控技术与仪器专业实验教学创新体系构建的研究与实践
培养具有创新意识的测控技术与仪器专业学生,除了教学内容与体系必须反映该学科的基本知识结构和技术特征,体现专业领域的新技术、新方法外,实验教学的理念也必须随之更新,将测量技术、计算机技术和通信技术不仅在理论上沟通、理解,还必须将其付诸实践,使学生在校期间,即掌握比较扎实的测控技术与仪器的理论,又具备解决工程测控技术问题的能力。杨叔子院士指出:实践是根本[1]。
一、更新实验教学理念 培养创新意识
测控实验教学的最终目的不是为了验证某测量控制原理的正确,也不仅仅是学会使用工具软件,而是通过测量控制案例培养学生分析和解决具体问题的能力,培养一种实事求是的科学态度和勇于创新的探索精神,实验教学要将学生从依赖者转变为独立的操作者和学习者。
基于这样的实验教学理念,在测试技术实验教学过程中,按照验证性实验、设计性实验、综合性实验依次递进组织实验教学内容,积极不断引导学生进行理论分析,结合实验系统的组成、各部分功能及其特征、各部分之间的联系及其阻抗匹配、实验结果的分析与处理等与课堂理论紧密结合,并贯彻始终。用理论指导实践,用实践加深理论、深化理论,使理论付之于实践,以理论来指导解决实验过程中进而扩展到工程实践中问题的能力[2]。
二、更新实验教学手段 培养工程思维能力
“测控技术与仪器”专业多是在原“精密仪器”、“光学仪器”、“自动化仪表”、“几何量测量”、“热工测量”等专业基础上发展或综合而建立起来的[3,4]。受客观条件的限制,如经费、人力、原仪器设备等资源的制约,以往的实验欲将信息获取、已获取信息的传输、计算机信息处理组成特定的测试系统实施起来难度相当大。
以我校为例,我校的测控技术与仪器专业是在公差教研室和测试教研室基础上合并组成的,其实验室人员和教师的知识结构相对而言比较单一,公差着重于几何量的测量原理、测量方法、测量仪器的了解与应用,且停留在静态测量层面,其实验手段如千分尺、百分表、干涉仪等均只能测量静态的几何长度变化,动态响应特性远满足不了现代测试技术的要求,而测试实验室则以动态测试为目标,以传感器、放大器和记录仪器组成动态测试系统,但受条件所限,往往缺少标准量比较的手段,而使测量系统输出值是否真正为所测量备受怀疑。
传感器作为现代信息技术的关键环节—信息准确获取,其原理特征无疑是学习者关注的焦点、重点、难点。现在多采用传感器综合实验台,这种设备将各种常用传感器集成于一个台架上,配之相应的转换电路,以微动螺旋进给机构将输入位移(力)转换成相应的输出,由表头显示出来,这种设备结构简单、成本低廉,但仅限于传感器原理的验证,它与工程思维训练相距甚远,以此培养学生创新意识也难达目的。实践出真知,实验教学欲培养学生创新意识,必须更新实验手段,使学生在校就接受工程实际,及早进入角色,为走出校门后解决实际问题奠定基础。
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