明廷鋒+張永祥

摘 ? ?要：“檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理”是機(jī)械工程、材料科學(xué)與工程、輪機(jī)工程等專業(yè)碩士研究生的專業(yè)課程，涉及學(xué)生面較廣。文章從“檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理”課程的性質(zhì)與特點(diǎn)出發(fā)，從精選與整合課程內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法與策略、變革課程考核方式三個(gè)方面提出了提升該門課程教學(xué)效果的策略。

關(guān)鍵詞：研究生;教學(xué)效果;檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理

中圖分類號(hào)：G643 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2015）07-0007-02

一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)

（一）課程性質(zhì)

“檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理”是海軍工程大學(xué)2007年研究生培養(yǎng)方案制（修）訂時(shí)，為適應(yīng)海軍建設(shè)發(fā)展和軍事訓(xùn)練轉(zhuǎn)變對(duì)高層次軍事人才培養(yǎng)的需要，進(jìn)一步優(yōu)化人才培養(yǎng)頂層設(shè)計(jì)，提高學(xué)科建設(shè)水平和高層次人才培養(yǎng)質(zhì)量，而在機(jī)械工程學(xué)科專業(yè)設(shè)立的一門碩士研究生學(xué)科專業(yè)課程，屬于“測(cè)試技術(shù)”類課程。經(jīng)過(guò)多年的課程建設(shè)，每期選修本門的研究生從2人已增加到了12人以上，并在大學(xué)2012年組織的新一輪研究生培養(yǎng)方案的制（修）訂工作中，被納入了材料科學(xué)與工程、輪機(jī)工程等學(xué)科專業(yè)的碩士研究生課程設(shè)置中[1]?？梢?jiàn)，隨著工程上各研究領(lǐng)域?qū)y(cè)試（檢測(cè)）工作需求的不斷增加，本課程也越來(lái)越受到重視。本文結(jié)合課程教學(xué)組多年的教學(xué)實(shí)踐，以提高課程教學(xué)效果為目的，從研究生課程教學(xué)的特點(diǎn)出發(fā)，探討了本門課程教學(xué)改進(jìn)方法。

（二）課程特點(diǎn)

“測(cè)試技術(shù)”屬于信息科學(xué)范疇，涵蓋信號(hào)獲取技術(shù)（即傳感器技術(shù)）、誤差分析理論、測(cè)試計(jì)量技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、抗干擾技術(shù)等，涉及物理、化學(xué)、機(jī)械和電子等學(xué)科知識(shí)的交叉融合，研究領(lǐng)域廣泛，內(nèi)容抽象，實(shí)踐性強(qiáng)。對(duì)于高校的機(jī)械、儀器、測(cè)控、自動(dòng)化、信息等專業(yè)，“測(cè)試技術(shù)”類課程為必開(kāi)設(shè)課程，一般分本科和研究生兩個(gè)教學(xué)階段。本科階段要求學(xué)生掌握“測(cè)試技術(shù)”相關(guān)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)，能應(yīng)用所學(xué)進(jìn)行簡(jiǎn)單的工程實(shí)踐;研究生階段則更加注重培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、問(wèn)題分析能力和科研創(chuàng)新能力。因而，二者的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)方式有所不同。

通過(guò)對(duì)選修本門課的歷屆研究生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的分析比較，發(fā)現(xiàn)在本科階段已修過(guò)“測(cè)試技術(shù)”相似課程的學(xué)生數(shù)量占一半左右，學(xué)時(shí)數(shù)一般較少（30學(xué)時(shí)左右）。本科為“機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化”等專業(yè)的研究生一般都具備相關(guān)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，但由于隨后缺少實(shí)踐運(yùn)用，使得知識(shí)遺忘較嚴(yán)重。對(duì)于其他專業(yè)，例如“輪機(jī)工程”、“材料工程”等，部分高校則未開(kāi)設(shè)“測(cè)試技術(shù)”相似的課程。由此可見(jiàn)，本課程既要考慮授課內(nèi)容的基礎(chǔ)性，又要涉及其先進(jìn)性，還要兼顧專業(yè)性和面向應(yīng)用對(duì)象的特點(diǎn)。

二、教學(xué)效果提升策略

（一）精選整合課程內(nèi)容

“檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理”課程的內(nèi)容豐富，如何適應(yīng)當(dāng)前研究生培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容的精選非常關(guān)鍵。通過(guò)與相關(guān)專業(yè)教師和選課研究生交流，綜合各相關(guān)專業(yè)的需求、積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以及教學(xué)效果總結(jié)，課程教學(xué)組成員認(rèn)為課程的主要內(nèi)容應(yīng)包含以下幾方面。

一是測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)。該部分內(nèi)容是課程開(kāi)篇的必備基礎(chǔ)知識(shí)，包括測(cè)試的基本概念、不確定度分析、測(cè)試系統(tǒng)特性分析等。重點(diǎn)應(yīng)掌握后兩部分知識(shí)點(diǎn)。

二是數(shù)字信號(hào)處理。主要介紹信號(hào)的定義和分類、信號(hào)采集與數(shù)據(jù)預(yù)處理、信號(hào)的時(shí)域分析法、譜分析技術(shù)、現(xiàn)代信號(hào)分析方法等。重點(diǎn)講授信號(hào)分析處理相關(guān)知識(shí)。

三是傳感器技術(shù)。從工作原理和結(jié)構(gòu)上分別介紹壓電式、電磁式、光電式、熱電式、半導(dǎo)體等各類傳感器。重點(diǎn)闡述傳感器的性能特點(diǎn)和應(yīng)用。

四是信號(hào)調(diào)理。從特性分析和應(yīng)用特點(diǎn)兩方面，深入闡述傳感器信號(hào)輸出后的信號(hào)隔離、放大、濾波、調(diào)制解調(diào)和信號(hào)轉(zhuǎn)換（電流/電壓和電壓/頻率）方面的內(nèi)容。

五是測(cè)試技術(shù)應(yīng)用。結(jié)合測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成和信號(hào)處理技術(shù)，討論對(duì)海軍艦船主要機(jī)電裝備進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)的實(shí)施辦法。通過(guò)案例分析，使學(xué)生在掌握本門課程基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)分析和完成一般的測(cè)試任務(wù)。

上述課程教學(xué)內(nèi)容確定后，在暫無(wú)自編教材的基礎(chǔ)上，教科書(shū)可優(yōu)選內(nèi)容相近的優(yōu)秀（重點(diǎn)）公開(kāi)教材，組織編寫(xiě)教學(xué)參考資料，并制訂中外參考資料目錄。同時(shí)，教學(xué)方法的改進(jìn)方面也需要針對(duì)研究生的教學(xué)特點(diǎn)開(kāi)展實(shí)施。

（二）改進(jìn)教學(xué)方法與策略

研究生與本科生不同，總體上思維活躍，已具備了一些相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，并具備較強(qiáng)的求知欲、接受能力和自學(xué)能力。根據(jù)研究生培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，以及研究生課程特點(diǎn)和課程內(nèi)容，在教學(xué)中可采用講授、講座、研討、自學(xué)等幾種方式，其授課過(guò)程應(yīng)更傾向于“導(dǎo)”，即引導(dǎo)和指導(dǎo)，而非本科階段的“講授”。

“檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理”課程內(nèi)容理論性較強(qiáng)，實(shí)踐性要求突出，綜合考慮研究生的“學(xué)緣”情況，課程教學(xué)組采用的教學(xué)方法是以研究生為主體，專題研討為牽引，課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。課程講授、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和專題研討學(xué)時(shí)比例為2：2：1。設(shè)計(jì)教學(xué)方法時(shí)，需注意如下方面。

1.精選內(nèi)容，側(cè)重前沿知識(shí)

講授課程時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免“滿堂灌”和追求內(nèi)容“全面”。鑒于部分研究生已有相關(guān)知識(shí)，可減少基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)的授課學(xué)時(shí)，如測(cè)量的基礎(chǔ)概念、信號(hào)的定義和分類、常用傳感器的工作原理等。注意教學(xué)內(nèi)容的發(fā)展，課程講授應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，重點(diǎn)在于新興的和實(shí)用的測(cè)試技術(shù)上，如測(cè)量不確定度、新型傳感器、現(xiàn)代信號(hào)處理等。教師可結(jié)合課題組研究成果，引入最新文獻(xiàn)，根據(jù)研究生專業(yè)的不同，補(bǔ)充授課內(nèi)容，保持內(nèi)容的前沿性，使研究生學(xué)到有益的知識(shí)，并了解課程相關(guān)知識(shí)發(fā)展的前沿問(wèn)題。

2.培養(yǎng)閱讀能力，組織專題研討

突出學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)。授課教師推薦相關(guān)參考文獻(xiàn)，并強(qiáng)調(diào)研究生不僅應(yīng)完成課前教科書(shū)內(nèi)容的泛讀，還要根據(jù)自己的學(xué)科專業(yè)的某一方向或?qū)氖碌恼n題研究，從傳感、測(cè)試以及信號(hào)處理等方面查閱資料和深入閱讀，分析總結(jié)，制作課件，然后在課堂上進(jìn)行宣講交流，并接受質(zhì)詢和點(diǎn)評(píng)。

第一，教師提前布置研討主題的范圍，指導(dǎo)研究生進(jìn)行研討資料準(zhǔn)備。期間不做任何學(xué)術(shù)方面的限定或評(píng)價(jià)，以免影響學(xué)生的選題和后續(xù)準(zhǔn)備。

第二，研究生在課堂上宣講自己的專題。通過(guò)宣講交流，研究生的自學(xué)能力、學(xué)術(shù)水平、課件制作、表達(dá)能力、儀態(tài)形象、現(xiàn)場(chǎng)駕馭能力等將得到一定程度的鍛煉。專題匯報(bào)內(nèi)容要求全面、規(guī)范，時(shí)間控制在15—20分鐘。

第三，針對(duì)研究生專題匯報(bào)內(nèi)容，課程參與者（教師、學(xué)生等）均可向匯報(bào)人提問(wèn)，尤其是研究生，每人必須提出至少一個(gè)觀點(diǎn)或質(zhì)疑。從而激發(fā)雙方主動(dòng)思考、辨析和討論，使臺(tái)下研究生不是課堂上“被動(dòng)的聽(tīng)眾”，而是專題研討的參與者和研究者。

第四，教師負(fù)責(zé)做好階段性的專題研討簡(jiǎn)短總結(jié)，對(duì)于討論中有關(guān)學(xué)術(shù)問(wèn)題的爭(zhēng)論，一般不做“對(duì)”還是“錯(cuò)”的定論評(píng)價(jià)，避免在潛意識(shí)下影響研究生自由活躍的學(xué)術(shù)交流氛圍。

專題研討結(jié)束后，要求每一位研究生根據(jù)匯報(bào)過(guò)程中的研討意見(jiàn)，將本人的匯報(bào)內(nèi)容整理后上交。裝訂成冊(cè)，作為資料保存，亦可作為課程考核的一部分。此外，可以根據(jù)課程的整體安排情況，選擇艦船設(shè)備液位檢測(cè)、艦船機(jī)械測(cè)試、非平穩(wěn)信號(hào)處理等若干個(gè)基礎(chǔ)、重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行專題講座，使研究生對(duì)測(cè)試技術(shù)在海軍艦船裝備的應(yīng)用情況、進(jìn)展以及有待解決的前沿課題有一定的了解。由2—3名教師主講，結(jié)合自己的科研成果，通過(guò)若干個(gè)專題講座來(lái)達(dá)到教學(xué)目的。

3.強(qiáng)調(diào)主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，重視研究過(guò)程

“檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理”課程內(nèi)容屬于跨學(xué)科交叉融合，理論知識(shí)抽象，不易理解，必須輔以實(shí)驗(yàn)教學(xué)。大部分高校開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性項(xiàng)目為主，不能鍛煉和提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。本課程依托輪機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)架和實(shí)驗(yàn)條件，例如柴油機(jī)性能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障模擬平臺(tái)、齒輪—滾動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、3560C型B & K振動(dòng)噪聲測(cè)試儀等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)定以自主創(chuàng)新的綜合性實(shí)驗(yàn)為主，傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔;強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)研究生的主動(dòng)參與、動(dòng)手實(shí)踐和綜合創(chuàng)新解決問(wèn)題的能力。研究生作為主體要參與實(shí)驗(yàn)的各環(huán)節(jié)（實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法制定、疑難問(wèn)題分析和事后討論總結(jié)等）;教師則作為輔助技術(shù)人員，為學(xué)生指引正確的研究實(shí)施方向，提供技術(shù)支持和解惑答疑，幫助學(xué)生樹(shù)立面對(duì)工程測(cè)試問(wèn)題時(shí)的信心。另外，教師還應(yīng)特別重視培養(yǎng)研究生在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí)。

（三）變革課程考核方式

課程考核方面是以專題研討報(bào)告、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目報(bào)告以及期末開(kāi)卷考試三部分的綜合成績(jī)作為最后考核成績(jī)，各部分分值所占比例為：專題研討報(bào)告占40%;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目報(bào)告占30%;期末考試成績(jī)占30%。研究生如果能夠撰寫(xiě)出與“測(cè)試技術(shù)”相關(guān)的獨(dú)創(chuàng)性學(xué)術(shù)論文，亦可作為考核加分的參考。

“檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理”課程的教學(xué)方法通過(guò)幾年的不斷改進(jìn)，取得了一定的效果。研究生主要來(lái)自于機(jī)械工程、材料科學(xué)與工程和輪機(jī)工程三個(gè)專業(yè)，雖然彼此專業(yè)知識(shí)背景不同，但是本課程通過(guò)強(qiáng)調(diào)以研究生為主體的教學(xué)模式，增強(qiáng)了不同學(xué)科之間的交流，取長(zhǎng)補(bǔ)短。研究生普遍反映通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，拓展了知識(shí)視野，學(xué)習(xí)積極性、自學(xué)能力、思維能力、寫(xiě)作能力、研究與創(chuàng)新能力、學(xué)術(shù)交流能力等多方面能力都得到了培養(yǎng)和增強(qiáng)。

課程教學(xué)的改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的需要不斷堅(jiān)持的工作，授課教師應(yīng)該密切關(guān)注學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，了解學(xué)術(shù)前沿，不斷更新教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)方法，才能激發(fā)研究生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，傳授給學(xué)生該領(lǐng)域的技術(shù)能力，獲得更好的教學(xué)效果，從而為部隊(duì)培養(yǎng)高層次的創(chuàng)新性和實(shí)用性人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]海軍工程大學(xué)學(xué)術(shù)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)方案[Z].武漢：

海軍工程大學(xué)，2012，12.