汽車測試與信號分析教學研究

時間:2022-12-04 11:11:21

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汽車測試與信號分析教學研究

摘要:工程創(chuàng)新教育背景下對高校人才培養(yǎng)的要求及《汽車測試信號分析》實踐環(huán)節(jié)存在的問題,實踐環(huán)節(jié)改革對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)意義重大。為加強研究生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng),應注重實踐環(huán)節(jié)改革,鼓勵在校研究生積極參與創(chuàng)新性研究課題,開展高水平的科學研究工作,全面提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新教育;實踐改革;汽車測試與信號分析

高校要將創(chuàng)新教育貫穿于人才培養(yǎng)活動的全過程,培養(yǎng)具有國際視野、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實踐能力的高素質(zhì)人才。汽車工程碩士長期在校學習,沒有工作經(jīng)歷,缺乏工作經(jīng)驗和創(chuàng)新能力,但培養(yǎng)目標要求他們成為能夠在汽車工程領域獨立承擔技術(shù)工作的專業(yè)人員。這種要求決定了創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)是汽車工程碩士培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié),直接影響畢業(yè)生質(zhì)量的高低?!镀嚋y試與信號分析》是如今工程技術(shù)的主要分支,是各工程類專業(yè)的重要學科基礎。隨著信息技術(shù)、傳感器、新技術(shù)、新工藝的發(fā)展,汽車測試與信號分析不斷增添新的內(nèi)容,涉及領域越來越廣泛,如物理學、電子學、材料學等多種學科對于汽車工程類研究生來說是必修課。同時《汽車測試與信號分析》不僅有較深的理論性,還有較強的實踐性。但傳統(tǒng)的教學模式“重理論輕實踐”,學生缺乏實踐能力和創(chuàng)新能力,難以掌握前沿技術(shù)。為了把汽車工程類研究生培養(yǎng)成為工程創(chuàng)新背景下的創(chuàng)新型人才,應不斷改革傳統(tǒng)實踐教學體系,研究良性高效的實踐教學體系,增加綜合性實驗和科研性實驗項目,豐富教學內(nèi)容,不斷增強實踐教學的趣味性,讓學生在實踐過程中了解實踐能力與創(chuàng)新能力的重要性,通過實踐加深對理論知識的理解與掌握程度,提高動手實踐能力和創(chuàng)新能力,促使學生形成主動思考、自我創(chuàng)新的意識。

一、傳統(tǒng)汽車測試與信號分析實踐環(huán)節(jié)的不足

《汽車測試與信號分析》實踐教學在教學能力、教學內(nèi)容、教學方法等方面明顯跟不上時展,主要表現(xiàn)在教學內(nèi)容不新穎,實驗教學設備老舊,實驗內(nèi)容與現(xiàn)代汽車所需技術(shù)脫節(jié),教學方式多以教師指導為主,學生缺少自主動手的機會??偟膩碚f,汽車測試與信號分析實踐環(huán)節(jié)存在以下三方面問題:1.與培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標不適應創(chuàng)新型汽車工程類研究生應具備良好的工程素質(zhì),不僅理論知識豐富,而且實踐能力強大,形成一定的自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。目前的實踐教學沿用多年不變的傳統(tǒng)模式,實踐形式和內(nèi)容沒有革新,學生只是被動地接受老師傳授的實踐經(jīng)驗,難以培養(yǎng)出自主創(chuàng)新能力。面對科技不斷發(fā)展、新技術(shù)和新工藝的不斷更新,培養(yǎng)出創(chuàng)新型技術(shù)人才成了一場空談。2.實驗內(nèi)容與現(xiàn)代汽車所需技術(shù)脫節(jié)隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展,越來越多的新技術(shù)、新工藝、新材料層出不窮。在競爭日益激烈的汽車市場中,要培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的汽車類研究生,除了培養(yǎng)他們掌握必要的理論和實踐知識外,還應要求他們關(guān)注市場動態(tài),掌握前沿技術(shù)。而傳統(tǒng)的實踐內(nèi)容老舊,沒有創(chuàng)新,沒有涉及最新的技術(shù),學生無法跟上時代的腳步,更別說提高創(chuàng)新能力了。3.實驗設備老舊《汽車測試與信號分析》是一門實踐能力很強的課程,但現(xiàn)有實驗設備陳舊,不能滿足日益更新的實踐要求。由于實驗設備限制,很多實踐環(huán)節(jié)被取消,創(chuàng)新性的實踐內(nèi)容無法更新,不利于學生將理論運用于實際,不利于掌握最新的技術(shù),提高創(chuàng)新能力。

二、實踐教學的改革

《汽車測試與信號分析》的課程理論知識較深奧,大部分學生感到知識生澀難懂,實踐教學課時短,學生難以掌握。改革實踐教學是學生鞏固并深化本課程知識的重要途徑,主要通過實踐環(huán)節(jié)提高課程教學質(zhì)量。為培養(yǎng)學生的實踐能力,提高學生的創(chuàng)新能力,應建立以“學生為中心,教師為輔”的教學模式,對實踐教學模式和實踐內(nèi)容進行改革。1.實踐教學模式改革。參加汽車測試與信號分析實驗的學生對知識的掌握水平不一,為了讓各類同學都能掌握,教師可進行分層實踐教學。(1)對實踐內(nèi)容進行分層,分為基礎實驗、綜合性實驗、開放創(chuàng)新實驗三個模塊。(2)根據(jù)學生的興趣和科研方向,把學生分成多個實驗小組,根據(jù)不同的培養(yǎng)目的完成相應的實驗內(nèi)容。支持學生結(jié)合科研學術(shù)論文課題、科研項目進行創(chuàng)新設計。分層次模塊化教學方式既有利于基礎好的學生更深入地鉆研,也有利于基礎一般的同學循序漸進、由淺入深地學習,提高學生的學習興趣與積極性。2.實踐內(nèi)容改革。在傳統(tǒng)實踐環(huán)節(jié)中添加一些新穎的綜合性實驗和科研性的開放創(chuàng)新實驗,滿足各階段對學生提出的不同要求,以此增強汽車類研究生的工程素質(zhì)、工程實踐能力和創(chuàng)新能力,內(nèi)容改革如下圖所示。實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容(1)基礎實驗。傳統(tǒng)的基礎實驗包括信號的時頻、相頻的分析、電橋?qū)嶒灥?。但汽車測試與信號分析最重要的是傳感器的使用,所以在傳統(tǒng)基礎實驗上應增加一些常見和新型傳感器的實踐內(nèi)容,如汽車上常見的車速傳感器、陀螺儀、光電傳感器、氧傳感器、節(jié)氣門開度傳感器等。在實驗中掌握好各傳感器的工作原理與操作步驟,為以后的實驗環(huán)節(jié)打好基礎。(2)綜合性試驗。在工程創(chuàng)新要求下根據(jù)課程教學要求,結(jié)合實驗室本身的條件開設幾個基于MATLAB、LABVIEW軟件構(gòu)建測試系統(tǒng)的綜合設計實驗。利用現(xiàn)代計算機軟件技術(shù)開展網(wǎng)上虛擬實驗系統(tǒng),為學生提供開放性的實驗環(huán)境。教師指導學生獨立完成自主實驗并完成實驗報告,成績由老師評定。綜合性實驗內(nèi)容包括基于LABVIEW和MATLAB的軸承振動信號的檢測與分析、汽車減震系統(tǒng)測試研究、動平衡測試、軸心軌跡測試等。同時,教師可以根據(jù)學生的研究方向和興趣自主命題進行綜合性實驗,由此提高學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的實踐能力和獨立解決實際問題的能力。(3)開放創(chuàng)新實驗。老師或?qū)煷蠖紖⑴c了一些國家科學研究項目或企業(yè)技術(shù)開發(fā)項目,掌握最高端、最前沿的技術(shù)成果。教學過程中,教師可以將一些科研項目成果中成熟的技術(shù)傳授給學生,不僅可以充實教學內(nèi)容,還可以通過科研經(jīng)歷使學生了解最前沿的技術(shù),適應時展。同時,導師在自己的科研項目過程中帶上學生,讓學生在實際的科研項目中運用所學知識進行科技創(chuàng)新。高端的科研成果運用于實驗開發(fā)與建設以及學生的創(chuàng)新實踐,充分發(fā)揮了科研對教學和人才培養(yǎng)的促進作用。3.實踐方法改革。傳統(tǒng)的教學方法是老師先進行演示再讓學生進行實驗。這樣的教學方法只是讓學生按部就班地學習,無法培養(yǎng)學生獨立思考的能力,更無法提高創(chuàng)新能力。在教學方法上應采用“學生為主,老師為輔”的教學方法,學生自主完成實驗,獨立解決問題,完成課上要求的實驗之后用所有設備儀器做一些延伸性實驗。學生多思考、多動手、多實踐,老師只起輔助作用,學生遇到問題時適當給予指點,不能過多干涉實驗過程。對于開放創(chuàng)新實驗,學生在導師的指導下運用所學內(nèi)容自主完成相應部分,所做部分要具有一定深度和難度??蒲许椖坎粌H可以讓學生掌握前沿技術(shù),還可以培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

三、結(jié)論

《汽車測試與信號分析》的工程創(chuàng)新性就在于它的實踐性和創(chuàng)新性,通過對實踐教學改革的探索改善教學內(nèi)容,改革教學方法和實踐手段是提高學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。實踐教學應建立以“學生為中心,教師為輔”的《汽車測試與信號分析》實踐教學體系。加強開放性和綜合性實驗教學,培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,提高教學質(zhì)量。教學改革是一個動態(tài)的過程,隨著時展、科技的不斷進步,《汽車測試與信號分析》的實踐環(huán)節(jié)還需要不斷改善,在以后的教學過程和科研過程中不斷地汲取新知識,完善汽車測試與信號分析的實踐教學內(nèi)容,培養(yǎng)符合工程創(chuàng)新背景下所需要的綜合素質(zhì)高的創(chuàng)新型人才。

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作者:唐嵐 陳翀 孫仁云 陰曉峰 趙玲 單位:西華大學汽車與交通學院