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測試技術(shù)與信號處理的課程教學(xué)改革論文
對測試技術(shù)與信號處理的課程教學(xué)改革的研究是為了提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量，得到課程體系、內(nèi)容、環(huán)節(jié)、模式等方面進行的改革措施。
測試技術(shù)與信號處理的課程教學(xué)改革論文【1】
摘要：測試技術(shù)與信號處理是一門實踐性較強的綜合性課程，理論部分難以理解。
長期以來，同學(xué)們反映課程深奧難懂，導(dǎo)致了學(xué)習(xí)積極性銳減。
關(guān)鍵詞：測試技術(shù)與信號處理;激發(fā)式教學(xué);項目引導(dǎo)
《測試技術(shù)與信號處理》課程是我校機械類專業(yè)本科生的基礎(chǔ)必修課，一般在大三上學(xué)期開設(shè)。
課程知識面較廣，是融合了信號及其信號分析、傳感器技術(shù)、模擬電路技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)等內(nèi)容的一門綜合性課程。
課程首先討論常用信號以及信號變換處理基本方法，測試系統(tǒng)的特性，常用傳感器及其信號模擬電路設(shè)計、數(shù)字信號處理以及常用物理量的測試方法。
它涵蓋了諸多學(xué)科，尤其是在第二章的常見信號處理方法中，涉及了傅里葉變換、小波分析等抽象內(nèi)容。
為了加深對理論部分的理解，必須通過大量的實驗來驗證，因此對實踐環(huán)節(jié)要求較高。
針對上述難點，本文首先分析以往教學(xué)模式下的缺陷，之后對我們進行的教學(xué)模式改革進行匯總。
一、以往教學(xué)方法的不足
1.基礎(chǔ)知識環(huán)節(jié)薄弱。
測試技術(shù)與信號處理課程內(nèi)容涉及面很廣，是一門綜合型課程。
包括信號與系統(tǒng)、檢測技術(shù)，微機原理等眾多技術(shù)，是一門多學(xué)科交叉的課程。
例如在第二章測試信號的基本特性的時候，要對時域信號進行傅里葉變換、微積分等運算，尤其是在講解傅里葉的基本特性的時候，使用了眾多的積分變換的知識。
這些都是以前所學(xué)的高等數(shù)學(xué)中的知識，而這部分內(nèi)容學(xué)生一般在大一就學(xué)過了，隔了一年多的時間，部分內(nèi)容學(xué)生都忘了，因而進展較慢。
在上課的時候，教師還得帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)以前的相關(guān)知識，造成整體教學(xué)進度緩慢，學(xué)生學(xué)起來也比較吃力。
2.教學(xué)方法單一。
以往的教學(xué)過程中，一般都是教師占據(jù)主導(dǎo)地位，學(xué)生跟著教師的思路一步一步學(xué)習(xí)理解。
這種“填鴨式”教學(xué)方法雖然有利于教師有效的把握教學(xué)進度和學(xué)生的掌握能力，結(jié)果是會造成學(xué)生被動得死記硬背，理解了表象，但是難以深入的舉一反三，完全抹殺了學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性。
這對后續(xù)的內(nèi)容也造成了教學(xué)內(nèi)容的脫節(jié)，難以貫穿整個知識體系。
比如在講解隨機信號這一節(jié)的相關(guān)函數(shù)應(yīng)用中，對于相關(guān)函數(shù)的有關(guān)運算，深奧、難以理解，而且涉及到以往高數(shù)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計的內(nèi)容，很多學(xué)生學(xué)得不是很好。
大多數(shù)學(xué)生在計算的過程中，只能按照書本上的基本公式求解，計算過程復(fù)雜煩瑣。
3.實驗力度不夠。
測試技術(shù)與信號處理課程由于涵蓋的內(nèi)容非常廣，對實驗的要求比較高，涉及到信號處理、模擬信號調(diào)理等相關(guān)知識，而且實驗難度也比較大。
在實驗教學(xué)中，主要存在兩個問題：一是由于實驗難度大，現(xiàn)有實驗儀器設(shè)備又不足，因此難以完成較為復(fù)雜的實驗。
然而如果簡化實驗，則又達不到預(yù)期的實驗效果，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課的過程中無法與實踐相結(jié)合，與實際問題相脫節(jié)，覺得該課程深奧難懂，枯燥無味。
二是實驗教學(xué)中一般要求學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書步驟操作，學(xué)生只能根據(jù)實驗一步一步的進行，無法擴寬相關(guān)知識，從點到線的理解;無法全面理解相關(guān)知識的內(nèi)在聯(lián)系，從而不能提高學(xué)生的積極性和主觀性。
二、深化教學(xué)改革
1.教學(xué)內(nèi)容的增加。
通常情況下，教學(xué)進程是教師以課程教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，逐步深入地講解各個章節(jié)內(nèi)容。
比如講到第五章“常用傳感器”這一章節(jié)，按照大綱要求主要講解電阻應(yīng)變式、電感式、電容式、壓電式、光電式、熱電式等傳統(tǒng)的物性型傳感器的基本原理、特性、信號調(diào)理電路及實際應(yīng)用。
這些傳感器都是傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，多少年都沒有變化，已經(jīng)相當(dāng)成熟。
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，越來越多的傳統(tǒng)傳感器已無法滿足現(xiàn)代化機電裝備要求，很多綜合性能傳感器、智能型以及小型化傳感器成為了傳感器今后的發(fā)展趨勢。
特別是基于多學(xué)科內(nèi)容的生物傳感器以及納米型、微小型傳感器等都在原有的傳統(tǒng)傳感器基礎(chǔ)上有了很大的提升，應(yīng)用范圍更廣。
我們在原有的教學(xué)大綱基礎(chǔ)上適當(dāng)增加這些新技術(shù)、新知識，使學(xué)生能夠及時了解當(dāng)前傳感器的發(fā)展方向，以提高他們的學(xué)習(xí)積極性。
我們在本課程教學(xué)過程中增加了智能型傳感器、網(wǎng)絡(luò)型傳感器的相關(guān)知識，這類傳感器尤其在計算機測控領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，它可以直接將物理量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，便于就地顯示和數(shù)據(jù)遠傳。
2.激發(fā)式教學(xué)模式的推進。
測試技術(shù)與信號處理是機械類本科學(xué)生的一門綜合性的課程，主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握信號與系統(tǒng)、常用傳感器、信號調(diào)理技術(shù)、機械工程測試技術(shù)的專業(yè)性基礎(chǔ)課程，具有很強的實用性和應(yīng)用性。
目前，很多學(xué)生出于就業(yè)壓力，往往側(cè)重于“短平快”的技能練習(xí)，上課不能很好地集中注意力，積極性逐漸減弱。
我們在教學(xué)過程中適當(dāng)搜集周邊相關(guān)企業(yè)實際遇到的難題，以這些問題入手，逐步講解解決這些問題的思路、原理和方法，這樣極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到了良好的效果。
3.以精品課程建設(shè)為重點，整體優(yōu)化、突出課程的實用性。
在課程教學(xué)改革中，首先應(yīng)該是以教學(xué)大綱的基本要求為準(zhǔn)則，重點是以基礎(chǔ)性和知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展、綜合提高為原則。
課程綜合體系的建設(shè)主要以基礎(chǔ)課和教學(xué)平臺建設(shè)為重點，逐步帶動專業(yè)課建設(shè)。
目前已經(jīng)取得了一定的成效，測試技術(shù)與信號處理已分別建成校級和省級精品課程。
在課程建設(shè)工作中，課程責(zé)任人應(yīng)按照精品課的標(biāo)準(zhǔn)，制定切實可行的課程建設(shè)規(guī)劃，課題組成員通過定期檢查、評估、課程研討等措施，以加強課程建設(shè)工作。
課程建設(shè)注重教學(xué)內(nèi)容的改革，結(jié)合班級同學(xué)對知識點實際掌握能力的基礎(chǔ)和本領(lǐng)域發(fā)展水平及趨勢的基礎(chǔ)上，制定改革的總體方向。
對于每一章節(jié)內(nèi)容，則要求在充分理解課程內(nèi)容的前、后相關(guān)課程的基礎(chǔ)上，及時進行課程內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化，把教改成果和學(xué)科當(dāng)前最新發(fā)展技術(shù)添加到教學(xué)內(nèi)容中。
4.以科研項目為基礎(chǔ)來提高學(xué)生的實踐能力。
提出“以工程案例和生產(chǎn)實踐為主線的測試技術(shù)課程教學(xué)模式”，利用良好的試驗教學(xué)平臺，開放實驗室、科技創(chuàng)新實踐平臺，針對教學(xué)知識點，結(jié)合工程題目設(shè)計實驗案例，讓學(xué)生自己設(shè)計和集成測試系統(tǒng)，重點培養(yǎng)創(chuàng)造意識，增強工程分析和實際應(yīng)用能力。
在課堂講授過程中，結(jié)合實際工程案例，利用教師承擔(dān)過的科研項目以及積累的實際應(yīng)用案例，從案例中提取出適當(dāng)難度的子問題，作為一個小的子項目來讓學(xué)生實際進行設(shè)計，使學(xué)生能夠更加深入地感受到測試技術(shù)的基本原理價值，避免枯燥無味的書本理論分析，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
從問題的提出，方案的制訂，到傳感器的選型、模擬信號調(diào)理電路的設(shè)計、濾波等一系列環(huán)節(jié)，均由學(xué)生以小組為單元參與設(shè)計，每個組的設(shè)計方案均有所不同。
最終學(xué)生都能很好的完成設(shè)計，指導(dǎo)教師再逐一對設(shè)計方案進行點評，學(xué)生也很有成就感，達到了很好的學(xué)習(xí)效果。
“測試信號分析與處理”課程教學(xué)改革的思考【2】
摘要：“測試信號分析與處理”是測控技術(shù)及儀器專業(yè)的核心課程之一，提出了在該課程教學(xué)改革中對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)、學(xué)生國際化能力的培養(yǎng)和學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)等內(nèi)容的思考，并給出了自己的體會。
關(guān)鍵詞：測試信號分析與處理;教學(xué)改革;能力培養(yǎng)
創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的動力。
培養(yǎng)和造就創(chuàng)新型人才，是建設(shè)創(chuàng)新型國家、實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略的關(guān)鍵，意義重大。
高等學(xué)校肩負著培養(yǎng)創(chuàng)新人才、發(fā)展科技文化、服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)的歷史重任，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才，是高等學(xué)校的首要任務(wù)，需要在教學(xué)的各個方面為培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力創(chuàng)造條件。
高等學(xué)校課程教學(xué)改革應(yīng)圍繞培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才這個首要任務(wù)進行。
通過多年來進行“測試信號分析與處理”課程的教學(xué)實踐，就該課程教學(xué)改革中圍繞培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才這個首要任務(wù)的若干內(nèi)容進行思考并提出自己的體會。
一、“測試信號分析與處理”課程的重要性
“測試信號分析與處理”是測控技術(shù)及儀器專業(yè)的核心課程之一，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，信號處理技術(shù)已成為我國實施以信息化帶動工業(yè)化戰(zhàn)略的橋梁。
“測試信號分析與處理”課程的研究對象是動態(tài)測試中常用的傳感器、信號調(diào)理電路及記錄儀器等的工作原理，測量裝置基本特性的評價方法，測試信號的分析和處理，以及常見物理量的測量方法等。
通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生能合理地選用測試裝置并初步掌握進行動態(tài)測試所需的基本知識和技能，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)、研究和處理測試技術(shù)問題打下基礎(chǔ)。
二、學(xué)生能力的培養(yǎng)
1.學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
“測試信號分析與處理”是一門理論性和實踐性都很強的課程，其特點為概念抽象，數(shù)學(xué)計算量大，并且涉及大量的矩陣計算和公式推導(dǎo)，計算復(fù)雜，勢必使學(xué)生難以理解，使教學(xué)質(zhì)量大打折扣。
而且由于該課程的適用面極廣，很多學(xué)校的不同專業(yè)都開設(shè)了該課程，但課程與專業(yè)的結(jié)合并不緊密，沒有突出其專業(yè)特色。
如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力非常重要。
我們在教學(xué)實踐中體會到：
第一，教師要充分認識到學(xué)生是教學(xué)的主體，是創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的對象，學(xué)生應(yīng)結(jié)合自己的特點，適應(yīng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)教學(xué)方式的要求，充分發(fā)揮自己的主觀能動性和主體精神，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、主動創(chuàng)新的精神和能力。
第二，教師要充分認識到自己在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，教師本身應(yīng)結(jié)合自己的特點不斷提高自己的創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，成為教育教學(xué)的創(chuàng)新者。
并以此調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生求知欲和對創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求和行動。
第三，教師應(yīng)將自身的特點與學(xué)生的特點有效地融合，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織形式、教學(xué)方式方法等方面要融合師生的教與學(xué)的特點，適應(yīng)學(xué)生的基礎(chǔ)條件和個性特點，應(yīng)當(dāng)注意從學(xué)生的實際出發(fā)，選擇那些更能促進和發(fā)展學(xué)生獨立性學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)內(nèi)容、組織形式、方式方法。
當(dāng)前工科大學(xué)教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新，著眼點應(yīng)在于如何通過教師的引導(dǎo)，使學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體積極主動地進行探索性學(xué)習(xí)，從而完成大學(xué)階段的知識意義建構(gòu)。
[1]我們在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的教學(xué)方法的改革方面進行了一些嘗試，如通過課堂啟發(fā)式教學(xué)、推薦學(xué)習(xí)資料、布置研討問題、組織課后討論、安排學(xué)后總結(jié)等，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動性。
教師不僅在課堂上傳授知識，更注重組織、引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生參加實踐，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和勇于創(chuàng)新，利用學(xué)校一切有利的教學(xué)資源，以任務(wù)帶動教學(xué)，通過課程設(shè)計、課程實習(xí)，真刀真槍地在實踐中學(xué)習(xí)和提高。
2.學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
教學(xué)活動是大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本載體，應(yīng)把創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入到學(xué)科教學(xué)的各個層面和環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會獲取、選擇、判斷和運用知識的能力。
首先，要認識到知識、技能的傳授與獲取是為了創(chuàng)新，創(chuàng)新才是教學(xué)的動力與目的。
其次，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)，它包含創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，包含著這些內(nèi)容的融合、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、發(fā)展。
第三，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)寓于教學(xué)過程的各個方面，其中包括課程教學(xué)。
如在教學(xué)中采用研究型教學(xué)模式，以知識教育為依托，以能力培養(yǎng)為主要內(nèi)容，把學(xué)習(xí)、研究、實踐有機結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性，創(chuàng)造性地運用知識的融合、重構(gòu)、聚變和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題的能力和創(chuàng)新能力，同時將學(xué)生培養(yǎng)成具有科學(xué)研究的精神、團結(jié)合作精神和科學(xué)態(tài)度的，高層次、復(fù)合型、多樣化的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。
引導(dǎo)和組織學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)是“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”著力推行的教學(xué)組織形式和教學(xué)形式，關(guān)系到參與高校的卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的達到。
[2]“測試信號分析與處理”課程同樣肩負培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的任務(wù)。
在“測試信號分析與處理”課程中，我們對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面進行了一些嘗試，如構(gòu)建創(chuàng)新性教學(xué)內(nèi)容、采用研究性與項目型教學(xué)方式方法、布置研討性課后問題和組織專題討論等，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)
實踐教學(xué)是課程的重要組成部分，它既能鞏固和加深學(xué)生對理論知識的感性認識，訓(xùn)練學(xué)生動手操作的實踐技能，又能培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要陣地。
在學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)方面，第一，師生都要切實認識到理論與實踐的關(guān)系，理論來源于實踐，又受實踐檢驗，實踐才是科學(xué)發(fā)展的原動力，因此要非常重視實踐能力的培養(yǎng)。
第二，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)是一個綜合系統(tǒng)，它強調(diào)理論知識學(xué)習(xí)與實踐能力培養(yǎng)的有機結(jié)合，強調(diào)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織形式、教學(xué)方式方法、教學(xué)環(huán)境與管理條件的協(xié)調(diào)發(fā)展，因此要加強實踐教學(xué)中各種教學(xué)資源的優(yōu)選、整合、重構(gòu)、創(chuàng)新，以最有效的教學(xué)模式最大限度地提高學(xué)生的實踐能力和在實踐中的創(chuàng)新能力。
第三，實踐是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，要有原創(chuàng)性的科研和創(chuàng)業(yè)成果，就要有原創(chuàng)性的實踐研究經(jīng)歷，因此在打好實踐基礎(chǔ)時，要加強實踐教學(xué)的前沿性、探索性、綜合性和應(yīng)用性，在學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)方面從原創(chuàng)性上下功夫。
可以通過建立實驗教學(xué)體系、改革實驗教學(xué)內(nèi)容與方法、開放實驗教學(xué)、重視專業(yè)實習(xí)、推行實驗室開放基金立項等提高實驗實習(xí)型教學(xué)方式的教學(xué)效果，也可通過單獨開設(shè)專業(yè)綜合實踐課程，并在實驗內(nèi)容、時間、方法上加以改革，有效地采用設(shè)計實驗教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，在基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上，安排設(shè)計性實驗、探索性實驗，使實驗更具有前沿性、綜合性和應(yīng)用性。
由于“測試信號分析與處理”課程涉及的概念和理論知識比較抽象，所以學(xué)生不易掌握和理解其重要的分析方法，更難以利用相關(guān)知識解決相應(yīng)的專業(yè)問題。
其解決途徑是提供一個良好的實驗環(huán)境，讓學(xué)生在實踐中理解所學(xué)知識點，將原理與應(yīng)用結(jié)合起來。
我們在這方面進行了一些嘗試，如在信號分析和處理方面，充分應(yīng)用MATLAB軟件提供的數(shù)據(jù)采集工具箱、信號處理工具箱以及濾波器設(shè)計工具箱等相關(guān)命令和函數(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的研究和開發(fā)能力等。
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