機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它主要研究機(jī)械工程領(lǐng)域與設(shè)計(jì)相關(guān)的試驗(yàn)、控制和運(yùn)行監(jiān)測(cè)中所涉及到的物理量及其它工程量的測(cè)量和測(cè)量裝置的性能，主要包括物理量和其他工程量的測(cè)量方法、測(cè)試中常用的傳感器、信號(hào)的調(diào)理電路及記錄、顯示儀器的工作原理、測(cè)量裝置基本特性的評(píng)價(jià)方法、測(cè)試信號(hào)的分析和處理等內(nèi)容。它是一門(mén)綜合應(yīng)用相關(guān)課程的知識(shí)和內(nèi)容來(lái)解決機(jī)械行業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中所面臨的測(cè)試問(wèn)題的課程，基本理論較多，同時(shí)所研究的內(nèi)容都直接面向工程應(yīng)用中的測(cè)試問(wèn)題，與工程應(yīng)用緊密結(jié)合。由于各種基于新的測(cè)試原理和測(cè)試方法的新型傳感器不斷出現(xiàn)，課程的教學(xué)內(nèi)容也處于不斷更新的變化之中。

　　隨著高校專(zhuān)業(yè)改革的發(fā)展，一方面測(cè)試技術(shù)課程的學(xué)時(shí)數(shù)逐漸減少，教學(xué)時(shí)數(shù)(包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué))已縮減為32學(xué)時(shí)，而另一方面為了適應(yīng)現(xiàn)代工程測(cè)試技術(shù)發(fā)展的需要，對(duì)于機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)要求卻又有所提高。因此，為了在減少學(xué)時(shí)的情況下達(dá)到相同的教學(xué)效果，機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式也需要與時(shí)俱進(jìn)。本文依照課程教學(xué)內(nèi)容服從專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程教學(xué)方法服務(wù)于課程教學(xué)內(nèi)容、素質(zhì)教育貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程的原則，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和分析解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力為目的，針對(duì)新形勢(shì)下機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了一些研究與探索。

1以面向工程應(yīng)用為主的教學(xué)內(nèi)容體系的改革

　　按照教學(xué)內(nèi)容服務(wù)于專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的原則，以面向工程應(yīng)用為主要目的，將課程內(nèi)容進(jìn)行模塊化整合，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以應(yīng)用模塊的教學(xué)為重點(diǎn)，以適應(yīng)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的工程應(yīng)用型人才的需要。

　　機(jī)械工程中一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)一般包括：被測(cè)對(duì)象(通常是各類(lèi)信號(hào))、傳感器、調(diào)理電路、信號(hào)采集與數(shù)字信號(hào)處理及反饋控制等，與此相應(yīng)的理論內(nèi)容主要有：信號(hào)及其描述方法、測(cè)試裝置性能的靜動(dòng)態(tài)分析、各種常用傳感器的`原理及后接電路、信號(hào)調(diào)理、信號(hào)的顯示與記錄、信號(hào)處理等，這些內(nèi)容構(gòu)成了機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程的基本理論部分，涉及知識(shí)面較廣，知識(shí)點(diǎn)多而繁瑣。同時(shí)課程也包括了常見(jiàn)物理量如位移、力、應(yīng)力和應(yīng)變、振動(dòng)測(cè)試、溫度及流體參量中的壓力和流量等常見(jiàn)物理量的測(cè)試方法，還包括現(xiàn)代計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)等內(nèi)容，這一部分屬于應(yīng)用性?xún)?nèi)容。

　　針對(duì)課程內(nèi)容的特點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容劃分為信號(hào)及其描述模塊、信號(hào)傳輸系統(tǒng)性能模塊、傳感器模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)處理模塊及應(yīng)用實(shí)例模塊這六大模塊。其中前五個(gè)模塊屬于該課程的理論部分，它們間的關(guān)系也非常明確，即按照信號(hào)的運(yùn)行路徑為主線組織知識(shí)點(diǎn)，此部分內(nèi)容中傳感器模塊為重點(diǎn)內(nèi)容，主要講授常用傳感器的工作原理及后接電路，該部分內(nèi)容與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，其余內(nèi)容如信號(hào)傳輸系統(tǒng)性能及信號(hào)調(diào)理等與學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的自動(dòng)控制原理及電工學(xué)等課程有重合，在教學(xué)過(guò)程中可以做簡(jiǎn)單回顧即可。最后的應(yīng)用實(shí)例模塊既是前面各模塊的有機(jī)結(jié)合，又是該課程的目的所在，該模塊含幾個(gè)典型物理量的測(cè)試實(shí)例，每個(gè)實(shí)例應(yīng)有具體的系統(tǒng)組成及適當(dāng)?shù)睦碚摲治觥＿@樣組織教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)能清晰地理解各個(gè)知識(shí)模塊的作用及在測(cè)試系統(tǒng)中的地位，對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)的完整組成及性能分析有比較完整的概念，另外也可以學(xué)習(xí)到各種物理量測(cè)試技術(shù)的具體工程應(yīng)用方法。

2教學(xué)方法與手段的改革

　　2.1工程實(shí)例教學(xué)法

　　按照教學(xué)方法服務(wù)于教學(xué)內(nèi)容的原則，由于機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)這門(mén)課程與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密，直接面向工程應(yīng)用，因此在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)將適當(dāng)?shù)墓こ虒?shí)例引入教學(xué)，這對(duì)于提高教學(xué)效果具有重要作用。

　　如在講述傳感器的原理時(shí)，除講清楚各種傳感器的原理之外，還需要通過(guò)大量的工程實(shí)例來(lái)使學(xué)生認(rèn)識(shí)所學(xué)習(xí)的傳感器是如何應(yīng)用于實(shí)際工程量的測(cè)量。例如，筆者在講述壓電傳感器時(shí)，給學(xué)生舉了一個(gè)壓電傳感器應(yīng)用于懸臂梁振動(dòng)測(cè)試的例子。壓電加速度計(jì)由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電陶瓷晶體等組成，固定安裝在懸臂梁上，當(dāng)給懸臂梁施加一定頻率的激振信號(hào)時(shí)，壓電加速度計(jì)感受與懸臂梁相同頻率的振動(dòng)，若振動(dòng)頻率遠(yuǎn)小于壓電加速度計(jì)的固有頻率，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在壓電陶瓷晶體上，由于壓電效應(yīng)，壓電陶瓷晶體上產(chǎn)生正比于運(yùn)動(dòng)加速度的表面電荷，通過(guò)電荷放大器等后接電路，便可以得到懸臂梁振動(dòng)的加速度信號(hào)，再通過(guò)雙重積分器即可得到懸臂梁的振動(dòng)位移信號(hào)。

　　例如，在講述關(guān)于濾波器的問(wèn)題時(shí)，筆者通過(guò)LABVIEW給學(xué)生演示了一個(gè)濾波器應(yīng)用程序，頻率為10Hz、幅值為1的正弦波與頻率為60Hz、幅值為0.1混疊有幅值為0.1的白噪聲的正弦信號(hào)疊加的合成信號(hào)，通過(guò)無(wú)限長(zhǎng)沖擊響應(yīng)(IIR)3階低通濾波器進(jìn)行濾波處理，當(dāng)濾波器的截止頻率分別為20Hz和65Hz時(shí)，通過(guò)觀察濾波后信號(hào)的波形圖，來(lái)了解濾波器的截止頻率對(duì)于濾波效果的影響。

　　這些工程實(shí)例的引入，一方面能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的興趣，了解相關(guān)知識(shí)的工程應(yīng)用，同時(shí)又能提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

　　2.2啟發(fā)式教學(xué)法

　　啟發(fā)式教學(xué)，就是根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識(shí)水平和知識(shí)規(guī)律，運(yùn)用各種教學(xué)手段，采用啟發(fā)誘導(dǎo)辦法傳授知識(shí)，使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，以促進(jìn)能力培養(yǎng)。在課堂教學(xué)中，應(yīng)盡量避免填鴨式教育，盡量啟發(fā)學(xué)生利用已有知識(shí)去主動(dòng)分析和解決理論推導(dǎo)和實(shí)際問(wèn)題。在具體實(shí)施中，針對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生理解并掌握該部分內(nèi)容為目標(biāo)，可以先列出研究思路和步驟，然后在講解過(guò)程依步驟逐步提示學(xué)生利用現(xiàn)有知識(shí)去進(jìn)行思考，并嘗試自己獨(dú)立推理，然后再由教師進(jìn)行詳細(xì)講解。

　　例如，在講述關(guān)于非周期信號(hào)的傅立葉變換時(shí)，先列出學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的周期信號(hào)的復(fù)指數(shù)展開(kāi)式，提示他們可以將非周期信號(hào)看成是周期為無(wú)限長(zhǎng)的周期信號(hào)，從而引導(dǎo)他們借用周期信號(hào)的復(fù)指數(shù)展開(kāi)式去自己推導(dǎo)出傅立葉變換式。在講述了傅立葉變換的基本概念之后，提示他們結(jié)合數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)變換去理解傅立葉變換實(shí)質(zhì)上是一種積分變換，將一個(gè)信號(hào)通過(guò)積分變換變成另一個(gè)信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)相互之間有聯(lián)系，傅立葉變換后得到的信號(hào)自變量已經(jīng)變?yōu)轭l率而非時(shí)間，通過(guò)分析一個(gè)信號(hào)的傅立葉變換可以得到信號(hào)的頻譜密度函數(shù)，從而了解了信號(hào)包含的各頻率成份及特征。通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生深刻地理解了傅立葉變換的意義，同時(shí)也加深了對(duì)信號(hào)時(shí)域分析和頻域分析的理解。