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

關鍵詞:創新教育;實踐改革;汽車測試與信號分析

高校要將創新教育貫穿于人才培養活動的全過程,培養具有國際視野、創新意識、創新精神、創新能力和實踐能力的高素質人才。汽車工程碩士長期在校學習,沒有工作經歷,缺乏工作經驗和創新能力,但培養目標要求他們成為能夠在汽車工程領域獨立承擔技術工作的專業人員。這種要求決定了創新實踐能力培養是汽車工程碩士培養過程中的重要環節,直接影響畢業生質量的高低。《汽車測試與信號分析》是如今工程技術的主要分支,是各工程類專業的重要學科基礎。隨著信息技術、傳感器、新技術、新工藝的發展,汽車測試與信號分析不斷增添新的內容,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。但傳統的教學模式“重理論輕實踐”,學生缺乏實踐能力和創新能力,難以掌握前沿技術。為了把汽車工程類研究生培養成為工程創新背景下的創新型人才,應不斷改革傳統實踐教學體系,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新能力,促使學生形成主動思考、自我創新的意識。

一、傳統汽車測試與信號分析實踐環節的不足

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

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,主要通過實踐環節提高課程教學質量。為培養學生的實踐能力,提高學生的創新能力,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)對實踐內容進行分層,分為基礎實驗、綜合性實驗、開放創新實驗三個模塊。(2)根據學生的興趣和科研方向,把學生分成多個實驗小組,根據不同的培養目的完成相應的實驗內容。支持學生結合科研學術論文課題、科研項目進行創新設計。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.實踐內容改革。在傳統實踐環節中添加一些新穎的綜合性實驗和科研性的開放創新實驗,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、工程實踐能力和創新能力,內容改革如下圖所示。實踐環節的內容(1)基礎實驗。傳統的基礎實驗包括信號的時頻、相頻的分析、電橋實驗等。但汽車測試與信號分析最重要的是傳感器的使用,所以在傳統基礎實驗上應增加一些常見和新型傳感器的實踐內容,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,為以后的實驗環節打好基礎。(2)綜合性試驗。在工程創新要求下根據課程教學要求,結合實驗室本身的條件開設幾個基于MATLAB、LABVIEW軟件構建測試系統的綜合設計實驗。利用現代計算機軟件技術開展網上虛擬實驗系統,為學生提供開放性的實驗環境。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、汽車減震系統測試研究、動平衡測試、軸心軌跡測試等。同時,教師可以根據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,培養學生的實踐能力和獨立解決實際問題的能力。(3)開放創新實驗。老師或導師大都參與了一些國家科學研究項目或企業技術開發項目,掌握最高端、最前沿的技術成果。教學過程中,教師可以將一些科研項目成果中成熟的技術傳授給學生,不僅可以充實教學內容,還可以通過科研經歷使學生了解最前沿的技術,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新。高端的科研成果運用于實驗開發與建設以及學生的創新實踐,充分發揮了科研對教學和人才培養的促進作用。3.實踐方法改革。傳統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,無法培養學生獨立思考的能力,更無法提高創新能力。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。對于開放創新實驗,學生在導師的指導下運用所學內容自主完成相應部分,所做部分要具有一定深度和難度。科研項目不僅可以讓學生掌握前沿技術,還可以培養學生的實踐能力和創新意識。

三、結論

《汽車測試與信號分析》的工程創新性就在于它的實踐性和創新性,通過對實踐教學改革的探索改善教學內容,改革教學方法和實踐手段是提高學生綜合素質和創新能力的關鍵。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,培養學生的實踐能力和創新能力,提高教學質量。教學改革是一個動態的過程,隨著時展、科技的不斷進步,《汽車測試與信號分析》的實踐環節還需要不斷改善,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容,培養符合工程創新背景下所需要的綜合素質高的創新型人才。

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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