汽車測試與信號分析教學(xué)研究

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摘要：工程創(chuàng)新教育背景下對高校人才培養(yǎng)的要求及《汽車測試與信號分析》實踐環(huán)節(jié)存在的問題，實踐環(huán)節(jié)改革對學(xué)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(yīng)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(xué)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(xué)習(xí)，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(biāo)要求他們成為能夠在汽車工程領(lǐng)域獨立承擔(dān)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(xué)科基礎(chǔ)。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(lǐng)域越來越廣泛，如物理學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)等多種學(xué)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(xué)模式“重理論輕實踐”，學(xué)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(yīng)不斷改革傳統(tǒng)實踐教學(xué)體系，研究良性高效的實踐教學(xué)體系，增加綜合性實驗和科研性實驗項目，豐富教學(xué)內(nèi)容，不斷增強實踐教學(xué)的趣味性，讓學(xué)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(xué)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(xué)在教學(xué)能力、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面明顯跟不上時展，主要表現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容不新穎，實驗教學(xué)設(shè)備老舊，實驗內(nèi)容與現(xiàn)代汽車所需技術(shù)脫節(jié)，教學(xué)方式多以教師指導(dǎo)為主，學(xué)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(biāo)不適應(yīng)創(chuàng)新型汽車工程類研究生應(yīng)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(xué)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(xué)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(xué)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(yīng)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(xué)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(shè)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(shè)備陳舊，不能滿足日益更新的實踐要求。由于實驗設(shè)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(xué)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(xué)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(xué)生感到知識生澀難懂，實踐教學(xué)課時短，學(xué)生難以掌握。改革實踐教學(xué)是學(xué)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(xué)質(zhì)量。為培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，應(yīng)建立以“學(xué)生為中心，教師為輔”的教學(xué)模式，對實踐教學(xué)模式和實踐內(nèi)容進行改革。1.實踐教學(xué)模式改革。參加汽車測試與信號分析實驗的學(xué)生對知識的掌握水平不一，為了讓各類同學(xué)都能掌握，教師可進行分層實踐教學(xué)。（1）對實踐內(nèi)容進行分層，分為基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗、開放創(chuàng)新實驗三個模塊。（2）根據(jù)學(xué)生的興趣和科研方向，把學(xué)生分成多個實驗小組，根據(jù)不同的培養(yǎng)目的完成相應(yīng)的實驗內(nèi)容。支持學(xué)生結(jié)合科研學(xué)術(shù)論文課題、科研項目進行創(chuàng)新設(shè)計。分層次模塊化教學(xué)方式既有利于基礎(chǔ)好的學(xué)生更深入地鉆研，也有利于基礎(chǔ)一般的同學(xué)循序漸進、由淺入深地學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)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(chǔ)實驗。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)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(chǔ)實驗上應(yīng)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(chǔ)。（2）綜合性試驗。在工程創(chuàng)新要求下根據(jù)課程教學(xué)要求，結(jié)合實驗室本身的條件開設(shè)幾個基于MATLAB、LABVIEW軟件構(gòu)建測試系統(tǒng)的綜合設(shè)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(xué)生提供開放性的實驗環(huán)境。教師指導(dǎo)學(xué)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(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生，不僅可以充實教學(xué)內(nèi)容，還可以通過科研經(jīng)歷使學(xué)生了解最前沿的技術(shù)，適應(yīng)時展。同時，導(dǎo)師在自己的科研項目過程中帶上學(xué)生，讓學(xué)生在實際的科研項目中運用所學(xué)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(shè)以及學(xué)生的創(chuàng)新實踐，充分發(fā)揮了科研對教學(xué)和人才培養(yǎng)的促進作用。3.實踐方法改革。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是老師先進行演示再讓學(xué)生進行實驗。這樣的教學(xué)方法只是讓學(xué)生按部就班地學(xué)習(xí)，無法培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，更無法提高創(chuàng)新能力。在教學(xué)方法上應(yīng)采用“學(xué)生為主，老師為輔”的教學(xué)方法，學(xué)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(shè)備儀器做一些延伸性實驗。學(xué)生多思考、多動手、多實踐，老師只起輔助作用，學(xué)生遇到問題時適當(dāng)給予指點，不能過多干涉實驗過程。對于開放創(chuàng)新實驗，學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下運用所學(xué)內(nèi)容自主完成相應(yīng)部分，所做部分要具有一定深度和難度。科研項目不僅可以讓學(xué)生掌握前沿技術(shù)，還可以培養(yǎng)學(xué)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(xué)改革的探索改善教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和實踐手段是提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。實踐教學(xué)應(yīng)建立以“學(xué)生為中心，教師為輔”的《汽車測試與信號分析》實踐教學(xué)體系。加強開放性和綜合性實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)汽車與交通學(xué)院