《检测技术》实验教学模式的几点探讨

　　摘要：针对本学院《检测技术》实验课程存在的问题，对该门课程的实验教学模式进行了几点改正。提出了根据不同专业需要开设实验、合理增加演示实验、开设与专业相近的设计型实验，为毕业设计和课程设计服务、编写实验教学系统管理软件以及各实验系统互连等改进措施。经过1学期的实施，学生反映积极，实验的主动性和自觉性有明显地提高，达到了预期的目的。
　　关键词：检测技术、教学模式、专业差异、设计型实验、演示实验
　　1、引言
　　检测技术实验是综合传感器、信息处理、虚拟仪器和单片机技术等诸多内容的一门综合实验，涵盖了电气类专业的《现代检测技术》、《单片机原理及应用》、《数字通讯技术》和《虚拟仪器技术》等核心课程[1-3]。因此检测技术实验具有开设实验种类多、实验与课程关联度强且要求学生对课程具有很好的理解和实践动手能力。经过多年建设，我院已拥有多套CSY系列传感器系统综合实验台[4]、虚拟仪器系统、单片机开发系统、示波器、信号发生器及记录仪装置，已经能够基本满足电气专业、自动化专业以及非电类专业，例如轻化专业[3]，的实验教学的需求，但还存在以下问题：
　　（1）目前开出的实验主要是针对具体的知识点进行验证，学生很难建立各门课程之间的联系及检测技术在系统工程中的重要地位；
　　（2）实验内容大都由教师指定，学生大都被动进行实验，实验自主性不强；
　　（3）各种检测装置和仪表大都孤立存在，不能形成有机的连接，降低了整套实验系统的利用率；
　　（4）现有的实验管理模式不能较好地为学生自主的电子设计服务，尤其是不能很好地为学生的毕业设计服务。
　　基于以上问题并结合我校学生数目多和实验教学任务重的特点，将本学院开设的检测技术实验教学内容及实验开设的形式进行了适当地调整，以提高实验装置的利用率为出发点，在实验时间上采用弹性制、对实验教学模式和组织形式的进行适当的改变[5-7]、分专业制定不同的实验课题。并以毕业设计和课程设计为延展，开设与专业相近的设计型实验，以提高提高实验装置的效率和激发学生的自主实验兴趣及提高学生的实际动手能力。
　　2、检测技术实验模式的几点探讨
　　2.1根据不同专业需要开设实验
　　本实验室除了承担电气专业的检测试验任务外，还承担着自动化专业及轻化专业的化工仪表及自动化课程的实验任务。在调整前，电气专业和自动化专业开设的实验内容是一致的，实验内容主要是：热电偶测温及校验、位移传感器实验、电子自动平衡记录仪的调校、温度变送器的调校（共8学时）。化工专业主要开设热电偶测温及校验和温度变送器的调校两个实验（共4学时）。很显然些实验的开设不能较好地体现专业的差异性，不能很好地突出不同专业对检测技术课程的要求，因此必须根据不同专业开设不同的实验。针对此问题，并结合CSY系列传感器系统综合实验台的具体情况，设计如下实验开设表（表1）。
　　表1根据不同专业要求开设的实验
　　Table1theopeningexperimentsaccordingtospecialities
　　专业 实验学时 开设实验
　　电气专业 8 热电偶测温及校验、光纤位移测量、应变电桥的实验、超声波距离测量实验、差动变压器电子秤实验、霍尔传感器的转速测量
　　自动化专业 8 热电偶测温及校验、应变电桥的实验、霍尔传感器的转速测量、微机检测与转换实验、压电加速度传感器性能实验、交流全桥振幅测量实验
　　轻化专业 4 热电偶测温及校验、电感式传感器实验、电容式传感器实验、变送器的调校
　　经过一个学期的实验开设，学生基本理解了不同专业对检测的需求，学生实验的积极性也大有提高。
　　
　　2.2合理增加演示实验
　　由于目前的综合实验系统基本上不具备液位检测和流量检测的功能，而《过程控制》这门课程的配套实验，虽然对该部分内容有所涉及，但主要还是强调控制策略对系统性能的影响。因此掌握液位检测和流量检测的具体方法对学生以后走上工作岗位至关重要。为此在不占用学生实验课时的前提下，增加了液位和流量检测的演示实验（图1给出演示实验设计的结构图），通过该演示实验使学生能清晰的理解典型检测系统的工作原理，能使学生初步建立和完善控制系统的概念和了解过程检测的工艺流程及液位、流量等参量的检测方法。
　　
　　图1过程检测演示系统的结构图
　　Figure1theframeworkofthedemo-systemonprocessmeasurement
　　2.3开设与专业相近的设计型实验，为毕业设计和课程设计服务
　　本实验室主要为电气专业、自动化专业和化工专业开设测控实验，除了一些必要的基础实验外，实验室还主动开设与专业相近的设计型实验，为毕业设计和课程设计服务，使之与其专业的联系更加密切。例如，可为自动化专业的学生构建检测方面的课程设计题目；可为电气专业的毕业生制定“基于Labview系统的检测系统设计”毕业课题；可为化工专业的学生制定简单控制系统方面的题目。实验中教师只做技术指导，帮助学生评估实验方案，论证其可行性。其他完全由学生自行设计，设计形式虽然五花八门，却也展现了每个人的不同思维。实验完毕后，教师对所有学生设计的实验进行适当的点评，对一些合理的给予充分肯定；对一些有欠缺的指出不足加以改进，有效地调动了广大同学的积极性，让学生拓宽知识面。图2和图3给出了电气专业学生基于虚拟仪器系统设计的《刚体多固有频率检测》一文中频谱波形图和基于单片系统和综合实验系统设计的《人体健康检测器的设计》一文中的脉搏实验的结果图。
　　
　　图2刚体多固有频率检测的频谱波形图
　　Figure2thespectrumchartofmeasurementoninherentfrequenciesofrigidbodies
　　
　　图3脉搏实验数据
　　Figure3theexperimentdataofpluses
　　2.4编写实验教学系统管理软件
　　先前本实验室的实验管理采用手工方式，不能满足日益增长实验教学的需要和掌握学生实验效果。为此本实验室组织相关的教师编写了一套实验教学管理软件。管理软件应包括如下的的三个基础模块：（1）学生实验签到模块；（2）学生实验成绩管理模块；（3）学生成绩分析管理模块。其中学生实验签到模块用于判别学生是否进行了实验，学生成绩管理模块包括学生基本信息的建立考试成绩信息的建立；学生成绩分析模块包括对实验失败原因、实验误差和考试成绩的统计分析和检索等功能。
　　2.5虚拟仪器系统与现有的检测系统互连
　　实验室购买的LABVIEW系统与测控系统都处于独立工作状态，不能进行互联。为更好加深学生对传感器工作原理理解和掌握Labview系统的程序设计，有必要对两者进行互连。通过系统互联使学生进一步建立了系统观念，也在最大限度上发挥了实验教学仪器的功能。
　　3结语
　　本文提出检测试验教学改进模式运行1个学期以来，取得了良好的运行效果。由于考虑了各专业对检测实验需求的差异性，学生反映积极，主动性和自觉性有明显地提高。有很多学生利用课余时间主动过来做自己感兴趣的实验。此外由于开设了与实验设备相关的毕业设计，使学生能够亲自动手完成毕业课题，提高了动手能力，至今已有二十多位同学通过该模式顺利地完成了本科毕业论文。系统互连各类仪器发挥了更大的作用，并且使实验室装置更加接近实际的系统，这也为学生的课外科技实际提供了更好的实践平台，甚至一些研究生也主动申请来本实验室学习虚拟仪器的相关知识。
　　参考文献
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　　[2]孙晓荣,刘翠玲,苏维均.《自动检测技术》课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2008，（12）：99-100
　　[3]齐小保,王小红.《食品安全检测技术》微生物检验实验教学的探索与实践[J].安徽农业科学,2007，35(24)：7656-7657
　　[4]浙江大学仪器.传感器系统实验仪实验指导书[M].杭州，浙江大学
　　[5]陈颖,李军,李红斌.检测技术全开放实验教学模式探讨[J].实验室研究与探索，2009，28（2）：145-148
　　[6]姚玉献.开放式实验教学模式的研究与应用[J].实验室科学,2009，6(12)：132-134
　　[7]王光第,付强.对开放式实验教学的探索[J].职业教育研究,2009,12:115-116