時間：2022-12-25 02:37:17
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《機械工程測試技術》是機械類專業的技術基礎課，課程集成了工程數學、大學物理，金屬與半導體材料、電工電子、信號分析、計算機技術等多門學科理論與技術，具有涉及學科面廣、知識容量大、理論分析較多、實踐操作性強、學時較少等特點［1］。對于機械專業學生，由于普遍而言本專業學生在電路、電子學以及信號分析與處理等電氣信息知識方面相對較弱，所以首次接觸本門課程時，在遇到信號的時域頻域變換和調制解調、系統動態特性分析等抽象概念時，學生普遍反映該課程理解難度大，思維方式較難適應。若不能快速適應課程的學習，部分學生將出現厭學甚至放棄本門課程的傾向［2］。然而，隨著目前機械裝備信息化程度的提升，測試技術在機械制造領域的應用愈加廣泛，有人斷言，衡量一臺機械設備機電一體化程度的高低關鍵就是看這臺機械設備上安裝的測試裝置的數量。因此，《機械工程測試技術》在機械類專業課程中的地位不是在降低，而是越來越重要。作為本門課程的授課教師，在教學實踐中，一直在嘗試改革創新教學內容與方法，希望能用更通俗易懂的語言、更貼近生產實際的案例來讓學生徹底掌握測試技術，使他們能適應機械行業對一名機械工程師在測試技術方面的要求。本文首先分析以往“機械工程測試技術”教學過程中發現存在的問題，然后對近幾年的教學改革進行總結。
一、傳統教學模式存在的問題
(一)先修課程溫習環節薄弱
《機械工程測試技術》是為機械類專業本科生開設的一門偏信息化的專業技術基礎課，在學習這門課之前默認學生已牢固掌握電工電子以及信號方面的知識。但從教學實踐來看，情況往往不容樂觀，部分學生在這些先修課程的掌握方面并不到位或有所遺忘，這就加大了《機械工程測試技術》授課教師的課程開展難度。如果學生不能積極調用先修課程的知識并與測試技術相結合，則隨著課程的開展，學生將會逐漸跟不上課程的進度，喪失學習興趣［3］。
(二)教學內容安排不符合機械專業學生的認知規律
目前大部分機械工程測試技術的教材內容編排是按照以下路線進行:首先介紹測試技術的概要，并舉出幾例測試技術的工程實際應用，激發學生的學習興趣。然后，介紹信號及其時域頻域描述，接下來就是測試裝置的基本特性。隨后介紹常用的傳感器，再則是講解信號調理與信號處理。對于基礎較好的學生，這種編排并無不妥，但對于應用型本科學生而言，這種編排虛實相間，軟硬交融，學生并不習慣這種遍排，容易找不到學習重點［4］。為了調動學生對學習測試技術的熱情，使學生既能掌握測試技術中有關傳感器器件的使用方法，理解傳感器信號變換的物理原理，又能掌握信號處理方面的知識，并能將測試技術理論應用于機械工程實際案例，培養學生的創新能力，需要針對應用型本科學生的學習特點，對課程進行教學改革。
二、針對問題采取的教學改革措施
(一)針對特定教學內容安排相應溫習課程
根據教學實踐，學生在學習測試技術的過程中，難以做到靈活運用的先修課程內容主要是三部分:1)用于信號分析的微積分知識;2)用于傳感器器件的電路分析與模擬電路知識;3)用于應變、扭矩測量中的材料力學知識。為了能讓學生能順利學習后續相應章節內容，在章節開始前安排適當的時長復習這些先修內容，使學生有的放矢，在一種準備充分的心理狀態下學習新知識［5］。
(二)按照符合學生認知規律的章節順序進行教學
基于學生的認知規律，按照“先硬后軟”，“先實后虛”的順序安排教學。在《機械工程測試技術》的第一章，通過講解幾個測試方面的工程案例，幫助學生建立起學習測試技術的興趣后，不按照教材編排授課，跳過信號及其時域頻域分析一章，講解測試裝置基本特性一章節，重點幫助學生建立傳感器標定這一概念，隨即進行第三章，即“常用傳感器與敏感元件”的教學。作為應用型本科，學生學習測試技術的重點在于理解常用傳感器的“非電———電”的物理變換原理，以及掌握傳感器的使用方法，至此，學生已經對測試技術的物理實現有了比較清晰的認識，再通過電橋、濾波器和放大器的學習，學生就完整掌握了一整套測試裝置的工作流程。在學習完以上章節后，再講授信號及其描述、調制解調以及信號處理，學生就能參照前面學習的測試裝置工作的物理過程，對照學習，不會感到無所適從。
三、結語
通過《機械工程測試技術》的教學與改革實踐，我們發現要適應應用型本科的專業教學，其核心還是在于要努力將教學內容貼近學生的認知規律，以實際應用為導向開展教學，并且將教學內容生動化、立體化、直觀化，這也為我們的教學提出了另一種思考方向。對于一門理論與實踐并重的課程，我們如何抓住重點，如何使課程內容在不失完備性的前提下又能充分調動學生的學習熱情，這需要我們反復思考、認真總結，相信隨著課程教學與改革經驗的豐富，在不久的將來一定能收獲更為滿意的教學效果。
參考文獻:
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2重構教學結構，打破現有章節之間的限制，突出教學內容的連貫性
本課程在教學實踐中，重點圍繞傳感器這一核心章節中存在的問題，提出了“瞻前顧后”的教學思想與方法，探索重構合理的教學結構與順序：所謂“瞻前”，是指在傳感器測量電路教學中，簡要介紹與之密切相關的電橋電路、調制與解調的基本原理，幫助學生從直觀角度理解教材相關內容。待講授到信號的調理與記錄章節時，將電橋電路、調制解調的基本理論與前面所講的傳感器測量電路中的內容進行重新組合，通過傳感器測量電路來講解電橋、調制解調的工作原理與主要應用，既幫助學生深化了傳感器測量電路的知識，又理解了信號調理的基本原理與方法，實現了教學內容的前后呼應和有機統一。所謂“顧后”，是指在傳感器教學過程中，打破教材現有章節之間的界限與教材內容的固有結構，不再因循傳統地介紹各種類型傳感器的順序，而是以基本物理量的測量為授課主線，分別介紹位移的測量、振動測量、壓力測量、溫度測量、應變及力的測量等機械工程中常見物理量測量所采用的主要傳感器及其工作原理，不再遵循現有單列章節的方式去介紹，這樣就可以將教材內容有機結合、優化重構，幫助學生在學習傳感器知識的同時一并了解此類傳感器的主要應用，回歸到合理選用傳感器實現測量的基本要求，達到了雙重學習的目的，提高了教學的效率和質量。
3以系統觀點優化教材體系，突出教學內容系統性和邏輯性
“測試技術”教材在編寫體系上缺乏統一性，不同教材在章節順序和內容編排上差異較大，缺乏合理的內在邏輯。筆者在教學實踐中提出以系統論的觀點來重新優化教材的體系結構、設置教學內容的觀點，其核心思想是從宏觀上使學生能建立起機械測試系統整體的概念和框架，幫助學生掌握如何建構測量系統，如何實現信號的采集與分析，最終回歸到能夠獨立地實現對機械工程中常見參量的測量與分析。還提出了以“信號及測試裝置是什么—如何采集信號—如何分析處理信號—機械測試系統的構建與應用”的邏輯順序，重構教材結構、安排教學內容，突出課程的系統性、邏輯性和綜合性，并以這樣的順序編寫了教材大綱和講義?！皽y試技術”是一門實踐性和應用性很強的課程，教材中除了對于基本理論知識的敘述外，更需要突出“工程化”和“案例化”，強化學生的工程能力和創新能力，并能夠及時體現測試技術的發展趨勢。在工程案例的設計與選擇上，突破了現有教材案例的局限和不足，引入機械工程測試綜合應用實例一個章節，以車輛電子技術、機械設備狀態監測與故障診斷、機械產品性能測試等典型工程案例為應用背景，著力介紹機械工程測試技術的基本理論與方法在這些領域的主要應用。以綜合實例解構教材各章節內容，將教材章節中的關于信號的采集與傳感器選型、測試信號的處理與分析、計算機測試系統等所學內容完整體現出來進行剖析與講解，使得學生通過對綜合工程實際問題深入、系統、本質的認識和理解，達到課程學習對于培養學生能合理選用測試裝置，并初步掌握靜、動態測量的基本知識和技能的要求，達到培養分析和解決問題能力的要求。
4完善課程考核方法，探索課程目標達成狀況監控及評價機制
完善課程考核評價方法，探索課程目標達成狀況監控及評價機制：在教學實踐中，以能力評價為導向、突出學習的過程性，探索建立能力和素質等多方面結合的測試技術課程成績綜合評價體系，改變傳統的僅靠一張試卷的成績評定方式，以考核促進學生學習的動力和興趣，以考核體現學生學習的綜合效果。以學習中的問題為切入點，鼓勵學生利用課外時間結合課程內容自主設計大學生科研訓練計劃項目，參加機械創設設計競賽等。將課程學習從課內延伸到課外，通過實踐中的學習，激發學生的興趣和學習主動性，既解決了學習中的難點問題，同時加深了學生對課程內容的理解，促進了學生綜合能力的提高。開設機械系統測控實驗課程，與理論課程同步進行，將實驗內容與理論課程相銜接并進行了必要的拓展。提高了學生的興趣，改變了實驗僅作為課堂教學附屬的現象。綜合理論知識考查、課程實驗與課程設計、開放性課題研究等情況進行綜合考核，突出理論學習、實踐、創新等多方面素質和能力的考評，體現形成性評價和終結性評價相結合，建立課程群進程式、多渠道、多方式的評價機制。
5基于課程教學，培養學生分析問題和解決問題的能力
結合高等教學心理學關于知識、技能學習的相關理論，設計教學方案，制定教學目標，提高教學質量。不僅重視提高學生的知識技能，還特別注重培養學生解決問題的思想與方法，將這一思想逐步融入測試技術教學的具體環節中。一方面引導學生逐步掌握以整體觀和系統論分析解決問題的基本方法與思路，逐步學會將一個較復雜的問題分層次、分步驟去研究，幫助學生通過具體的工程項目和案例，建立起機械測試系統整體的觀念，進而建立起各章節之間的有機聯系，而不是孤立地去學習各章節的內容，進一步去學習課程中涉及的基本理論和方法，同時也進一步熟悉如何通過所學知識去解決具體工程實際問題的思路和方法。在學習中，學生感覺頻域和頻譜的概念抽象，不如時域理解起來直觀，因此要著力強調并培養學生從多個角度去分析問題、解決問題的能力。如理解信號的描述既可以從比較熟悉的時域上進行描述，同時也可以從頻域角度進行描述，需要去理解從頻域角度去分析、描述信號的優點，同時也要認識到信號不同描述之間是可以互相轉換的，將這些不同角度獲得的關于信號的信息綜合起來就可以獲得對其比較全面的認識。學習這些方法和思想，不僅對于學生理解課程本身知識極其重要，同時對于其他課程的學習、分析問題、解決問題能力的提高都有重要意義。
2機械工程測試技術課程的教學改革措施
2．1優化課程體系，合理安排課程
在整個機械工程專業體系中，機械工程測試技術起著承前啟后的作用，因此，在教學內容上，應與先修課程和后續課程做好合理的銜接，做到教學內容不重復、不脫節，能為后續課程打下堅實的基礎。一方面，可將該課程的教學安排提前到大二第二學期的后半個學期，學完高等數學、電子技術、計算機基礎等先修課程之后，馬上進入該課程學習，時間間隔短，學生對基礎知識把握好，能很快進入學習狀態，提高學習的積極性;另一方面，改進教學模式，在教學過程中，涉及到先修課程的地方，可請相關課程教師以專題講座的形式對有關知識進行復習，專題講座也可以視頻的形式上傳到網絡，學生根據需要在課余時間自行完成已學知識的復習，從而為更好地學習新的課程內容做好準備。
2．2改革教學環境，提高學生的自主學習興趣，提高教學質量
機械工程測試技術是一門理論與實踐結合性較強的課程，但目前在教學過程中，知識的系統性與完整性、理論與實踐存在脫節現象，這就導致學生在學習過程中覺得枯燥、乏味，從而失去了自主學習的興趣。為了提高學生的學習自主性，可通過改革理論教學方法與實踐教學手段，達到提高學生學習興趣，從而提高課堂教學質量的目的。第一，引入工程案例，提高學習興趣。興趣是最好的老師，學生對課程的興趣決定了學習的自主性，而學習的自主性決定了學習質量。在教學過程中，建立“以興趣為核心的教學模式”，大量使用學生感興趣和親身感知的工程案例，從實踐到理論、從案例到科學，認識測試技術。比如，通過對機加工零件表面粗糙度形成原因的探討，使學生掌握信號的自相關分析部分的知識，這對機械系的學生來說是有切身體驗的，這樣就將枯燥的理論知識與生動的案例結合，使學生能夠更加生動形象地感受到基本原理的價值，避免枯燥無味的理論分析，活躍了課堂氣氛，提高了學習興趣。第二，改革教學方式，課堂進入實驗。機械工程測試技術涉及到測試的基礎知識、信號分析基礎、測試系統的特性及測試誤差理論。常用傳感器的工作原理、結構、特性、測量電路等基本理論知識的理解與應用主要通過教師的課堂講解，枯燥、乏味、學生沒有感性的認識，可改善已有的教學模式，強化試驗設備，將理論教學內容放到實驗室，依靠實驗來實現。比如，傳感器部分，通過傳感器實驗，使學生從實驗中理解傳感器的測試原理、實際應用等;測試系統特性部分，通過在實驗室組建適當的測試系統，通過實驗掌握一階、二階測試系統的靜、動態特性。學生通過實驗既學習理論知識，同時又將理論知識加以應用在實驗過程中。第三，引入仿真實驗，改善課堂教學環境。為解決課堂上實驗教學環境的營造問題，可引進“可重構虛擬儀器教學平臺”構建的計算機化工程測試創新實驗室，針對測試技術課程實驗教學需要，設計實驗內容，形成一個仿真實驗教學環境。為提高教學效果，可借助仿真實驗將信號分析、波形分析、頻譜分析等理論知識進行可視化表達。學生通過直觀的感受，可以更深刻地理解這些理論知識的工程意義。第四，啟發學生的自主設計實驗能力。實驗主要是培養學生的動手能力，通過實驗教學環節，使學生具有獨立解決實際問題的能力。而現在的實驗教學模式基本上是教師安排好實驗步驟，學生照做，得出數據即可。在這個過程中，師生之間、學生之間缺少互動，這種模式影響了學生創新思維的培養，學生的學習自主性和能動性沒有得到體現。為了發揮學生的自主創新能力，提出“教師引導，學生自主”的實驗模式，即教師將實驗任務和要求布置給學生，學生根據實驗任務書，利用已有的實驗資源，組織實驗原理、實驗儀器，設計實驗步驟，實驗由學生獨立完成，教師只是引導、監督，不參與實驗過程［3］。另外，虛擬儀器是現代測試技術的一個新的發展方向，可引導學生利用自己的PC機創建虛擬實驗。比如，學生可用lab－view軟件平臺動手設計周期信號疊加系統仿真實驗，從而更形象地理解周期信號的諧波性。這種實驗模式能夠充分發揮學生主觀能動性，有利于培養學生的應用能力和創新能力。第五，以科研帶動實踐教學。大學生已經具備了基本的科研能力，為了提高學生的自主學習能力和實踐能力，可通過鼓勵學生參與科研的方式帶動實踐教學。根據學院已有的科研項目，組織學習興趣小組，鼓勵學生主動參與感興趣的科研項目。通過這種方式，學生可以自己主動地去探索解決問題的方法，依靠所學知識解決實際問題，既培養學習興趣，也培養了實踐能力。
機械工程測試技術，是機械工程學院必不可少的一門課程，但是與其他的實驗教學一樣，實驗有著他的特殊性，機械工程測試技術尤其如此。機械工程測試技術，是一門涵蓋學科范圍較廣、應用價值很高的一門專業基礎課，它涵蓋了機械、電子信息、自動儀、儀器儀等多個領域，而工程機械測試技術則是運用了多種技術，比如常用的傳感器原理與應用、測試信號調理電路、信號的分析與處理、計算機的測試系統等等。因為該課程涵蓋范圍極廣，因而其具有理論性強、知識點多、思維跨度大的特點，因此必須將理論與實踐相結合，只有這樣才能取得教育教學的效果。筆者通過對書本的審視，并結合學生的學習特點以及對學生的培養要求，將機械工程測試技術教學實驗系統的建構分為了基礎性實驗系統的建構、綜合性實驗系統的建構和探究式實驗的建構，三個層次來探討。
1.基礎性實驗系統的構建
基礎性實驗室針對信號處理課程量身定做的實驗場所，其實驗內容豐富，涵蓋了教材中所有信號分析的知識，其中包含了信號的基本性質、時域分析、頻域分析、調制、加窗、濾波和采樣等內容，其程序包含了信號發生器、自相關等從基礎到高級的信號處理知識點的演示程序。
基礎性實驗的信號基本性質其內容包含了基本信號發生器、方法函數&sinc、隨機信號、函數FFT的奇偶性、FFT線性疊加、時移和頻移；其時域分析包含了RMS&峰值、自相關、互相關、時域卷積、反卷積、信號積分、時域平均-相位、時域平均噪聲和小波分析；其頻域分析包含了倒譜、諧振、頻閃儀、2DFFT、頻域平均、頻移和軌道；而調制只有幅度調制及解調和頻率調制及解調；加窗的內容是窗振幅、窗比較、加窗的頻域分析、窗噪聲基底、窗重疊和窗分辨率；濾波是基礎性實驗系統中極為重要的一個部分，濾波器響應時間、FIR窗濾波器設計、IIR濾波器設計、低通濾波器、中值濾波器和恒百分率帶寬濾波器；而采樣的內容則是重采樣及混疊、柵欄效應、頻譜泄露、位數&分辨率和限幅。
由于濾波能夠隨意的將信號中的各個波段進行分析操作，或者是濾除，因而是抑制和仿干擾的意象重要措施。濾波的主要裝置是濾波器，它可以幫助實驗人員實現選頻，并且可以將信號中的特定頻率成分通過，還可以衰減其他非特定頻率的頻率成分，如果我只對信號中某一頻段的成分感興趣時，在濾波器的作用下，去掉其他頻段的成分和噪聲，從而提高信噪比。如：將一個要處理的信號疊加一個干擾信號，幅值為A=10V、頻率f=10Hz的正弦信號與幅值A=5V噪聲疊加的原始信號，經過截止頻率f=25Hz低通濾波器濾波后，從而將兩者進行對比。
通過濾波的實驗教學與實驗，學生能夠掌握和學會響應函數的測試方法，以此來了解各種濾波器的頻率響應特性，它能夠極為直觀的改變教師教學的單一講解，從而使得學生能夠在現象的顯示下進行直觀的記憶，如果將LabVIEW應用程序配置一個VI服務器的話，那么就可以指定相應的遠程計算機，通過網絡來加載VI服務器，不僅能夠現場試驗，而且也能幫助學生預習和復習。
2.綜合性實驗系統的構建
綜合性實驗，按照實驗內容可以劃分為：振動測試、應力應變測試、溫度測試和噪聲測試4個模塊，其中能夠針對學生對已學過的測試學原理，通過綜合性實驗，使學生能初步了解典型測試系統的構成，而且能夠明白各個環節的功能和特點，以及典型測量電路的基本構成與特點，在綜合性實驗系統的構建中，筆者將進行振動測試和噪音測試的探討。
2.1綜合性實驗測試振動測試系統的構建
振動測試是機械測試中最基礎，也是應用最廣泛的技術，其振動測試的內容主要含有圓板固有頻率及主振性的測量、機械振動系統固有頻率的測量、簡支梁固有頻率及主振型的測量、單自由度模型參數的測量、振動信號的FFT分析、簡諧振動幅值測量和拍振測量；其次是應用較多，尤其是在機械工程中，其實驗的內容包含了彎曲變形主應力實驗、扭轉變形主應力實驗、彎扭組合變形主應力實驗、拉扭組合變形主應力實驗和壓扭組合變形主應力實驗等；溫度測試的內容包含了溫度實時自動檢測和多通道溫度實時動態顯示；在工業和運輸業中，主要涉及的是噪音測試，噪音測試實驗的內容主要有噪音的測量和頻譜的分析、環境噪聲實時自動監測。
由于振動測試是機械工程測試中最為廣泛采用的一種實驗，在這種實驗中，經常采用的是ZK-5VIC型虛擬測試振動與控制實驗裝置。在振動測試的過程中，實驗裝置有4大部分，即振動系統模型、激振系統、振動測量系統、減振系統等，而振動系統的模型一般分為5種：單自由度系統模型、多自由度系統模型、懸臂梁模型、簡支梁模型和薄壁圓板模型。激振系統有電動式激振器、非接觸式激振器、偏心電機、調壓器和激振信號源。更換相應的振動模型和激勵系統，可以做成超過20個實驗，下面以簡支梁各階的固有頻率測量實驗為例。
在整個測試實驗系統建構之后，如果將新電機取下，然后便能得到簡支梁模型，當選用電動式激振器，激振器內部信號源可選用產生10Hz到1Hz，幅度小于等于5v的正弦信號作為輸入信號。在實驗的過程中，將激振器與激振信號源的輸出端相連，連接之后通過調整信號源的輸出頻率和功率來改變激振力的頻率與幅值大小。將壓電式加速度傳感器與ZK-5VIC型測振儀的輸入端相連，ZK-5VIC用數字顯示測點的振動位移X、速度V、加速度A，而將輸出端接在動態信號分析儀之上，這樣動態信號分析儀的操作面板，主要用于完成單、雙通道振動信號的時域、頻域分析，這樣便能全部完成振動測試。
通過振動測試，可以充分了解實際工程中典型測試裝置的組成、安裝及調試方法；了解測試系統的構成；學會激振器、傳感器與測振儀器的操作方法。
2.2綜合性實驗噪音測試系統的構建
在機械工程測試技術中，工業與運輸業的測試也是極為重要的一個方向，因而也不能不提及這個方面，之所以將噪音測試運用于工業與運輸業，是因為機電設備的振動具有規律性，因而其聲音也具有規律性，當噪音出現的時候，就能獲取機電設備的運行狀態，因此噪音測試，將為控制噪聲、改進產品、設備運行狀態檢測、制定環保措施及法律等提供必要的依據。
在噪音測試實驗中，傳感器將聲音轉化成電信號經過中間變換裝置預處理之后傳入噪聲分析儀，噪音分析儀可以將線性計權總聲壓級的測試；經過A計權和C計權總聲壓級的測試；線性、A計權和C計權的1比1倍頻程分析；線性、A計權和C計權的三分之一頻程分析；8到20Hz高分辨率寬帶線性聲壓頻譜測量；然后將數據存盤，數據回放以及測量結構進行打印。在實驗的過程中，我們可以搭配轉子實驗臺，通過改變轉子的速度、質量不平衡、沖擊等設備的配制，以此來模擬及其不同的運行狀態，從而能記錄振動的特性。
3.探究性實驗系統的構建
創新能力的培養是21世紀人才所必備的關鍵因素，但是實驗是一種極為陳規的模式，它不能培養出人的創新能力，傳統的實驗模式是高度地固定化、程序化的模式，不能培養出人的創新能力，因而有必要構建探究性實驗系統。所謂探究性的實驗系統，是指學生能夠通過自己構建實驗系統，進行不同實驗的系統，它有著高度的自主性，因而可以滿足學生的好奇心，并能將實驗內容與實驗設備的性能有一個全新的了解，筆者在這里主要闡述平衡測試和軸心軌跡測試，來闡述探究性實驗系統的構建。
3.1探究性實驗平衡測試系統的構建
旋轉機械，是目前運用最為廣泛的機械，而其核心部件為轉子，如果轉子的不能正常工作，就會影響機械的正常工作，因此我們以平衡測試為例，探討探究性實驗系統的建構。
平衡測試，最為關鍵的就是研究轉子是否平衡，轉子的不平衡是由于轉子質量不均，而這種不均可能是因為重心偏移或者是轉子缺損所造成的，轉子的平衡方法很多，其中影響系數以簡單、對操作者要求低等特點被較多的動平衡系統采用，筆者所探討的也是影響系數法。
影響系數法采用雙面動平衡實驗裝置，動平衡實驗主要由多功能轉子實驗臺、計算機、LabVIEW平臺、速度傳感器、轉速相位傳感器、數據采集儀和加重塊組成。LabVIEW虛擬實驗儀器，具有數據采集、分析和現實的功能。在實驗的面板上標有實驗操作流程，參數設置，轉子運行時的轉矩、轉速等特性和測試結果的顯示，因其具有設計方法獨特，結構簡單、功能豐富綜合性強的特點，而被廣泛的教學采用。在實驗的過程中，轉子通過電動機的皮帶所帶動，在轉動的過程中，在轉子支撐點各安裝一個速度傳感器，以此來檢驗轉子的振動，激光轉速相位傳感器用來獲取相位基準以及轉速信息。所有傳感器將檢測到的信號經過電路的調理之后，輸入到數據采集卡，最后在LabVIEW開發出虛擬式動平衡測試儀器處理并顯示。
3.2探究性測試軸心軌跡測試系統的構建
除了動平衡測試之外，較為廣泛采用的還有軸心軌跡測試，它也是主要利用轉子來進行實驗的。軸心的軌跡是指軸頸旋轉中心相對于軸承中心的運動軌跡。在旋轉機械的故障診斷中，其中最為重要的是回轉部件中心位置比振幅和旋轉副頻曲線更能直觀地反映轉軸運動的情況。對于軸心軌跡的測試，筆者采用旋轉機械軸心軌跡分析儀來闡述其測試。軸心軌跡分析儀可以完成兩種信號的波跡顯示，能夠完成兩路信號的頻譜分析，從而完成軸心軌跡的提供、分解、合成，最后得出科學的結果。在軸心軌跡的測試過程中，要完成水平和垂直的測試，水平的主要做的是前置放大，這需要調整電路，才能進行數據采集，最后將信號發給軸心軌跡分析儀，垂直也是經過這樣的程序來完成。其中需要說明的是，將信號收集之后，需要經過LabVIEW開發出虛擬式軸心軌跡測試儀器處理并顯示。其中軸心軌跡虛擬分析儀器可以實時的顯示軸心軌跡和軸心位置，采集頻率和其他的信號，并對這些信息進行存儲，當測試完成后，可以離線回放，得出軸心軌跡和軸心位置圖。
平衡測試系統與軸心軌跡測試系統的構建的關鍵在于儀器的設置，它的設計方法相對來說較為獨特，但是又結構簡單，因而理論性較強，也因不同的轉子可以進行不同的實驗，這個上文已有闡述，也正是因為這個特點，有助于開發學生的創造性思維，這也意味著對于老師有著更高的要求。
參考文獻：
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1 教學實驗內容的設計
教學實驗是高等學校教學環節中重要的一環，是培養學生創新能力、實踐能力和工程應用的重要部分[3]。在教學過程中發現，學生在認知過程中的一個普遍現象是見小不見大，不能把握測試系統的整體結構，而關注點總是放在較小的一個知識點或是問題中。為了強化學生對測試系統的概念，了解測試技術重要的方法，在教學實驗中設計了自頂向下的實驗思想：首先通過系統認知使學生建立起機械工程測試系統的整體概念，了解組成測試系統的各個部分，明白相關知識點的適用范圍，從而做到有的放矢的學習。而后制定相對應的實驗項目，學生能夠理解各知識點的內容，明白系統各部分的關聯關系。最后再通過綜合性實驗對所學知識進行串聯和鞏固[4]。
為此，在機械工程測試技術的教學實驗中制定了基礎性實驗和綜合性實驗。
基礎性實驗主要是針對信號處理方面，其內容有：傳感器的選取、信號的基本性質、信號的采集、A/D轉換、數據處理?；A性實驗共5部分，內容見表1。
綜合性實驗針對學生已學過的知識，建立起典型的測試系統，通過實際的測試實驗使學生了解傳感器的性能，測試電路的構成，測試軟件的應用以及數據的處理與分析。綜合性實驗的內容見表2。
2 實驗儀器
為了高質量地完成教學實驗任務，課題組選擇了較為先進的儀器來搭建實驗系統。
（1）單點式激光測振儀：Polytec高性能的單點式激光測振儀由控制器、數字式速度解碼器、自動聚焦式光學頭組成。能夠實現最小速度分辨率0.02微米/秒，最大速度+/-10米/秒的速度信號測量；最大輸出信號為+/-10 V，輸出帶520 100 KHz低通濾波和100 Hz高通濾波。
（2）加速度計：B&K壓電式加速度計是振動的絕對測量的最佳傳感器，可用于較為寬泛的頻率范圍；在很寬的動態范圍內具有良好的線性，該種傳感器不需要額外電源，具有較高的靈敏度質量比。設備參數：靈敏度10 pC/g；最大正弦振動6 000 g-peak；最大沖擊極限+/-20 000 g-peak；頻率范圍0.1 Hz～12.6 KHz。
（3）雙通道調理放大器：B&K雙通道電荷放大器，能夠實現放大增益0.1 mV/pC～3.16 V/pC；頻響范圍0.1 Hz～100 KHz；具有低通、高通濾波器；能實現過載檢測。
（4）A/D采集模塊：課題組自主研發了基于USB2.0的數據采集模塊。該模塊具有8個模擬量輸入通道，能夠實現16-bit分辨率A/D轉換器，采樣速率高達200 kS/s。該模塊采用總線供電，擁有設備狀態LED指示燈。
（5）信號分析軟件：課題組采用自主研發的信號分析軟件，該軟件采用Windows視窗風格，界面友好，使用方便，能夠實現在線檢測分析和離線數據分析。能夠實現頻譜分析、傳遞函數分析、互譜分析、互相關函數分析、包絡/倒頻譜分析等信號分析功能。軟件具有畫面設置、顯示設置、采樣參數設置、單位設置、跟蹤設置、放大器設置、預處理設置、濾波器設置、計算設置等模塊，方便使用者根據需要進行快速組合。該軟件已經在工程應用中驗證了其可靠性。
此外，課題組還搭建了振動測試平臺和動平衡測試平臺供實驗使用，這些儀器、軟件的應用能夠開拓學生的視野，提高學生的學習興趣，更重要的是實驗系統能夠使學生更好地理解系統的概念，提高對知識的認知程度。
3 實驗案例
綜合性實驗是針對學生已經學過的信號處理、測試技術和測試系統等內容，通過實驗室使學生了解典型的機械工程測試系統的構成以及各個環節所完成的工作?；诠こ虘玫闹笇枷耄摬糠謱嶒炘O置了撓性接管自由振動測試和微小轉子不平衡量檢測。
3.1 撓性接管自由振動測試
自由振動測試是機械工程測試的基礎，該部分實驗能讓學生了解激勵信號的產生、信號的采集、自由振動以及動態性能參數的計算。實驗裝置主要由激振器、加速度信號采集裝置、數據采集系統、計算機等組成（如圖1所示）。
實驗中，利用波形發生器產生振動譜信號，經功率放大器，由激振器產生振動信號。加速度傳感器采集響應信號，經電荷放大器和數據采集系統進入計算機，系統結構如圖2所示。圖3是通過信號分析軟件采集的自由振動信號。
通過撓性接管的自由振動測試實驗可以讓學生了解典型測試系統的結構、組成部分。通過實驗理解測試系統的設備、安裝、調試；了解信號接口的類型與連接方法；了解激勵信號的產生方法。
3.2 微小轉子不平衡量檢測
轉子的不平衡是旋轉機械故障的主要誘因，為了提高旋轉機械的品質就需要進行轉子的不平衡量檢測。該項實驗通過學生自己動手調試來完成對轉子的不平衡檢測，能夠激發學生的學習熱情，培養動手能力。圖4為微小轉子不平衡檢測實驗臺。
微小轉子不平衡檢測系統的實驗裝置由不平衡量檢測實驗臺、激光測振儀、光電式開關傳感器、采集系統和信號分析軟件構成。實驗中，變頻調速電機通過帶動皮帶輪帶動轉子旋轉，利用激光測振儀測量振動的絕對速度信號，利用光電式開關傳感器測量轉子的轉速，傳感器信號通過數據采集裝置獲取。系統原理如圖5所示。圖6為不平衡量的計算界面。
通過該項實驗，學生能夠了解轉子不平衡檢測的系統結構，激光測振儀和光電式開關傳感器的應用方法，多路信號采集的觸發方法，不平衡量的計算。
4 結束語
機械工程測試的教學實驗選擇了當前較為新式的測試儀器，讓學生了解不同測試儀器的特點和應用方法。同時，以工程導向的實驗內容，激發了學生的學習興趣，提高了動手能力。通過教學實驗，更加有利于學生鞏固所學知識，培養創新能力。
參考文獻
[1] 劉春陽，郭 愛芳.測試技術教材建設與教學模式探討[J].中國現代教育裝備，2012（17）：54-56.
0 引言
《機械工程測試技術》課程是機械類專業的一門專業技術基礎課，通過本課程的學習，學生應該初步掌握靜、動態測試所需要的基本理論、基本知識和基本技能。對機械工程中常見的被測物理量能比較正確的選用檢測裝置并完成檢測任務。本課程涉及的學科面較廣，它涉及數學、力學、電工與電子、信息技術、計算機等諸多學科[1]，課程理論內容抽象、知識點多學習課時少，對實踐環節要求較高，教學難度總體較大。幾年來學生普遍反映，該門課程理論內容不容易理解，學習難度很大。為此，希望通過該門課程教學方法的研究與探討，不斷提高該門課程的教學質量。
1 因材施教，合理設置授課內容
1.1 明確課程的教學任務 《機械工程測試技術》的學習對象是機械工程動態物理量測試中常用的傳感器、信號調理電路和顯示記錄儀器的工作原理，測試系統的基本特性和評價方法，測試信號的分析處理方法和常見物理量的測試方法[2]。通過本課程的學習，學生應初步掌握以下幾方面的知識：①了解機械工程檢測的基本概念和測量數據的處理方法。②基本掌握常用傳感器及其測量電路的工作原理和性能。③針對常見的機械量，能夠正確地選用檢測裝置。④掌握典型機械量的檢測方法。⑤掌握幾何量的測量方法，初步學會使用常用的計量器具。
1.2 把握好課程內容之間的聯系，合理組織教學內容 為了使學生更好的理解和掌握所學內容，教師應根據教學內容之間的聯系，合理編排教學內容，將有聯系的部分有機結合起來講授。例如，在機械工程測試教材中，在介紹一種物理量的測量時，會介紹測量該物理量常用的傳感器以及該傳感器的測量電路。我們在講授本課程的過程中，不能僅僅按照課本順序來講解，應該前后內容進行對比，要明確一種傳感器可以測量多種物理量，一種物理量也可以選用多種傳感器來測量。再者要明確傳感器測量電路的選用原則和調理電路的特點，例如電橋這種測量電路，可以作為電阻應變式、電容式、電感式等多種傳感器的測量電路。在給學生講授這門課的時候，我們應該將部分內容有機聯系起來，這樣有助于學生對所學內容的理解，而不僅僅局限在課本的表面認識。
2 確立以教師為主導，學生為主體的教學模式
2.1 采取啟發式教學模式 完整的檢測系統或檢測裝置通常是由傳感器、信號處理電路和顯示記錄裝置等部分組成，分別完成信息的獲取、轉換、顯示和處理等功能。在講到測試系統組成時，很多同學可能對信號處理電路這部分內容不是很理解，傳感器是用來獲取信號的，然后再顯示輸出就可以了，為什么還要有一部分是信號處理電路呢。這時我們就應該啟發式的問一下學生，考慮一下傳感器的輸出信號通常是大還是小呢？這個問題大家不難回答，肯定是傳感器的輸出信號比較微弱。正因為傳感器的輸出信號比較微弱，所以在測試系統中還有一個環節是信號處理電路，自然而然信號處理電路的作用學生也就明白了。
2.2 采取案例教學法 例如在講解位移的測量時，可以先給學生介紹一個電感式滾柱直徑分選裝置的案例。以往用人工測量和分選軸承用滾柱的直徑是一件十分費時且很容易出錯的工作。而電感式滾柱直徑分選裝置可以很輕松完成滾柱直徑的分選。電感式滾柱直徑分選裝置主要由電磁擋板、電感測微移和電磁翻板構成。進一步講解它的工作過程，通過生活實例和工程案例啟發學生，使學生在老師的引導下對實例中所涉及的測試技術基本原理和技術展開積極課堂討淪，讓學生成為教學過程的主體，進而在一定程度上培養學生的理論聯系實際的能力和創造性思維能力。
3 板書和多媒體教學有機結合
多媒體教學是現代化授課的一種重要手段，在教學中應用多媒體技術不僅可以改善教學環境、優化教學過程，還可以用盡量少的時間和資源讓學生獲取更多的知識[3]。多媒體教學能很好地把文字、圖形、圖像、視頻、動畫和聲音等信息載體有機地結合在一起，進而在一定程度上加深學生對重點、難點的理解。
機械工程測試課程的知識點較多較分散，學時一般較少，如果只用板書的話，學時是不夠的，而且對于一些很抽象的內容，例如頻譜分析，純粹板書的話，學生感覺枯燥無味，又很容易分散注意力，這樣的話，我們就可以采用多媒體作為一種補充手段，將枯燥的理論內容，以圖片動畫的形式形象的展示出來，這樣不僅吸引了學生的注意力，也使學生加深了印象和對知識點的理解。
4 結論
《機械工程測試技術》是機械工程類專業的一門重要的專業基礎課，理論內容抽象，學生學習難度較大。為了提高該門課程的教學質量，針對該門課程的特點，本文從教學內容、教學模式和教學手段等方面而作了研究與探討。近年教學實踐表明，在“機械工程測試技術”教學中，因材施教，合理設置教學內容，確立以學生為主體的教學模式，板書與多媒體并舉的教學手段，有助于提高該課程教學質量，提高學生的學習積極性。
參考文獻：
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2014）02-0007-02
收稿日期：2013-06-27
作者簡介：張建立（1968―），男，河南中牟人，鄭州大學機械工程學院副教授，博士，主要從事工業過程控制研究。
對于少學時（32學時）機械工程測試技術基礎的教學，一般只能講授信號處理初步以前的偏重理論部分，其后的實際應用基本沒有時間講。講授的內容從傅立葉級數、傅立葉變換及其性質開始，高深的數學理論知識使學生接觸這門課就感到枯燥、難學；對于學習這門課程的目的及相關實際應用知之甚少、甚至感到迷茫，學習興趣不高，教學效果較差。針對這種現象，結合本人多年的教學實踐，在教學過程中，以實際應用為目的，輔助于實物、工程案例，利用多媒體等技術，激發學習興趣，拓展師生交流空間，積極引導學生參與教學活動，注重培養其實踐能力，收到了良好的教學效果。
一、借助于展示實物、多媒體等技術，激發學習的積極性
（一）運用實物演示教學，提高學生的感性認識
運用實物演示教學，有助于學生化抽象為具體，為學生提供豐富的感性知識，直觀鮮明地揭示客觀事物的關系，可以使他們獲得較深的感受，使抽象的概念、原理具體化。筆者在從教的十余年中，收集了大量的與機械工程測試技術基礎教學相關的實物資料，主要有不同結構及工作原理的傳感器、光電編碼器、行程開關，應變片（花）、光電傳感器等實物；對實物教具除了積累、收集之外，在上課之前進行篩選、組合，根據教學環節的設計，分析哪種教具在什么時候運用，怎么樣運用。
在講授機械式傳感器時，展示電阻絲應變片、應變花、半導體應變片，給學生直觀的感性認識，隨后講授不同類型機械式傳感器的工作原理、應用范圍，對比其優缺點。把工程應用中多余的應變花發給學生，同時讓學生課下自學應變片、應變花的粘貼、密封、連接方法。使學生理解其工作原理，并掌握應用方法。
在講授光電傳感器時，首先介紹光電效應，展示光敏電阻、太陽能電池的實物及實例，再介紹光纖傳輸原理、結構，展示光纖實物，隨后講授光電傳感器結構、工作原理，展示光電編碼器。邊介紹邊展示實物，打破其神秘感，克服學生抽象感，認識到光電效應、光纖、光電傳感器就是活生生的存在，并得到了廣泛的應用。
對于高等院校工科學生來說，學以致用是他們進入大學以來不懈的追求目標，工程案例能夠最大限度地提高他們的學習興趣。在講授電阻、電容、電感、磁電、光電傳感器時，都會涉及接近開關，不同結構、不同工作原理的接近開關如何選型、有何優缺點、適用于何種場合？結合某集運站的煤塊裝車自動控制、顯示系統，某鋼廠爐料粒度檢測篩分系統等進行討論、講授，較好地解決了該問題。
（二）運用多媒體等現代技術直觀、動態地展示抽象的概念、原理
運用動態、直觀的多媒體技術可以創設出一個生動有趣的教學情境，以其獨特的形、聲、景扣動學生的心弦，化無聲為有聲，化靜為動，使學生進入一種喜聞樂見的、生動活潑的學習氛圍，從而使學生產生極大的學習興趣。例如講授傅立葉變化的時間尺度改變特性時，先理論證明該性質，在暴風影音中播放鳳凰傳奇的流行歌曲《最炫民族風》，從互聯網上下載有圖像、歌詞的MTV，先正常播放一個片段，活躍課堂氣氛；按下快進按鈕，播放速度加快到正常速度的1.5倍（時域內，播放時間變為原來的2/3），聲音變得尖細，像兒童（頻域內，信號頻譜變寬，高頻成分相對增多）；按下慢放按鈕，播放速度加快到正常速度的0.5倍（時域內，播放時間變為原來的2倍），聲音變得低沉，像老人（頻域內，信號頻譜變窄，低頻成分相對增多）；在輕松、歡快的氣氛中，聽到不同的、變了調的歌曲，對比屏幕顯示的歌詞，就會明白同樣的信號，改變其時域尺度，頻域成分就會發生改變。在歡樂中學習知識，使學習知識變成一個歡樂、輕松的過程。
運用現代科技為師生交流提供了廣闊自由的交流方式，拓展延伸了教學時空，在課后學習中，師生之間利用鄭州大學網上評教平臺、E-mail、QQ、手機等方式，隨時隨地進行著交流互動，實現了師生之間在空間上的零距離。在第一次上課時，把相關的信息公示出來，既拉近了師生之間的距離，又方便學生以后有什么疑難問題、意見及建議等及時地聯系教師。
二、結合實際工程案例，培養學生的實踐能力
案例教學法首創于哈佛大學[1]，是當今國內外高等院校部分應用性學科專業經常使用的一種教學手段，目的在于有效增加課堂教學的生動性與實踐性，以達到理論教學與實踐教學相結合的實際效果。工程案例是將發生于工程實踐中的客觀事實，經過文字、數據、圖表、動畫等方式進行概括、整理，形成可用于課堂交流或探討的案例材料。案例教學是學生了解實際問題的媒介，可以培養學生解決工程實際問題的能力。實踐證明，一個好的案例常常有助于提高教學質量與效果，增加學生對專業學習的熱情和積極性，并且能起到舉一反三、觸類旁通的作用，啟發學生對工程實踐中相關事例與情境的深入觀察與思考[2-3]。機械工程測試技術基礎是一門理論性、實踐性都很強的課程，筆者結合多年的工程實踐和專業教學經驗，就案例教學在其教學中的應用問題進行了一些有益的嘗試。
所選的工程案例應當真實，有針對性、系統性、時效性，難易程度恰當，能揭示和應用所學知識，并能引入、消化和吸收新知識，能切實提升學生的能力。結合本課程理論較深奧、實踐性強、課時少的實際情況，根據授課內容的要求，采用在理論教學后提出合適的案例以加深學生的印象，促進其對內容深刻理解的案例教學方法。
在講授“常用傳感器與敏感元件”一章時，首先借助于實物、多媒體方式，介紹各類傳感器的結構、工作原理、應用特點等理論知識；以京唐公司的高爐入料粒度檢測系統為例，在大屏幕上展示現場的工作環境、空間尺寸，告訴學生這是一個環境中飄浮著較多小顆粒、粉塵，是填海之后腐蝕性較強的場所，實際生產要求實現物料取樣、分級、稱重等功能，顯示取樣液壓系統壓力、溫度、油液深度、動作過程、稱重檢測結果等；誤差小于0.3%。要求學生自愿結合，八人一組，每組設計出一個具體的實施方案，并寫出設計提綱，比較不同方案的經濟性、實用性；特別是各種稱重傳感器（變送器）、限位開關、溫度傳感器（變送器）、液位計、壓力傳感器（變送器）的選擇，要求不能只是簡單地給出哪個種類的傳感器，需要闡明元件選擇的依據，具體寫出每一種傳感器的型號、生產廠家、數量、價格。在開始講授本章之前，把這個任務布置下去，要求課下完成。講課過程中，不斷提示本案例，為課堂上有效地開展案例教學做好充分的準備。本章內容講授完成之后，展開討論。課堂上首先聽取各組的簡短方案發言，接著教師開始分析設計過程，理清設計思路，引導學生有步驟地完成方案設計、元件選擇。工程設計是沒有標準答案的，但必須考慮設計方案的經濟性、實用性，滿足實際的生產要求。由于討論內容超越了課本，將復雜的工程實際與本課程的學習緊密相連，并看到了所學知識在工程實際中的應用價值，學生興趣十足，發言踴躍，甚至能提出工程實際中某個方面的不足之處，課堂氣氛、教學效果得到了極大的改善，培養了學生的實踐意識及實踐能力。
三、改革考試方式
在本課程的教學過程中，嘗試了多種新的考核方式，旨在讓考試真正成為督促學生學習、調動學生學習積極性的有效手段和檢驗途徑。應改變單一筆試的課程考核方式，采取期末筆試、平時成績、實驗操作考核三者相結合，全面評定學生對課程內容的掌握程度。平時成績以作業、課堂表現、實驗實習報告為評判依據，實際工程案例分組設計計入平時成績。我們將考試方式改變為：平時成績占20%；實驗成績占20%；期末考試成績占60%。
在期末試卷設計時，考慮學生個體的差異。由于學生的理論基礎與個人特長的個體差異，因此對于本課程的掌握和理解程度、應用能力也相應不同，試卷主體仍然按照知識點的要求和分布情況進行出題，即基本題占70%左右、提高題占20%左右，較難題占10%左右。不同的是，在占10%的較難題方面給學生增加選擇。比如，設置兩道不同題目中任選一題，一題偏重于理論分析，一題偏重于實際應用，學生可根據自己的特長與愛好選做。
采用面向實際的教學法，教學效果良好，師生共受益。學生在輕松的氛圍中學習知識，培養了學生的實踐意識，實踐能力。學生在鄭州大學網上教學平臺上給教師的留言充滿了感激與鼓勵，給教師打分平均98分以上，就充分地說明學生對機械工程測試技術基礎的教學是肯定的、滿意的。本人在課程的講授過程中，看到學生理解知識難點后的喜悅，感受到學生知道所學得到所用的激動，其樂無窮！
參考文獻：
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[2]慕麗，王欣威.“機械工程測試技術基礎”課程教學改革
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創新性教學，相對傳統教學而言，是一種新的教學模式。它要求教師在繼承傳統教學中有利于培養學生創新思維的教學方法的同時，又要敢于打破傳統教學中不利于學生創新思維的教學方法[1]?！督逃筷P于全面提高高等教育質量的若干意見》中明確提出，要推動人才培養機制改革，健全寓教于研的創新人才培養模式，以高水平科學研究支撐高質量人才培養。如何在人才培養體系中建立創新模式，在教學環節中實現學生自主學習能力、創新能力的提升目標，成為教學改革的關鍵。傳統的課堂教學模式是以教師為中心，學生處于被動消極學習狀態，教學手段刻板，一些涵蓋豐富專業特點和專業知識的課程，沒有用到現代的教學方法中，教師只講其工作原理，卻很少講其作用，以至于所學知識難以致用，學生對專業課程越來越沒有興趣，其結果是等到畢業時卻不知自己所學所用何處[2，3]。哈爾濱理工大學機械電子工程專業，在原有大機械培養背景下，為適應現代機械系統自動化程度的不斷提高、測試技術在機械領域中的應用日益廣泛的需求下，機械工程測試技術這門課受到越來越多的重視，但是該門課程的教學方式仍然存在著上述教學缺陷，為了改變現狀，對機械工程測試技術這門課程進行了教學改革與創新。
一、機械工程測試技術教學現狀分析
隨著新技術、新裝備的不斷發展，越來越要求學生具有較高的測控技術理論與實踐能力。機械工程測試技術是機械類專業重要的平臺課程，其特點是多學科交叉、理論和實踐緊密結合的課程。該課程教學的好壞，是實現高級機電專業技術人才培養的關鍵。因此關于機械工程測試技術課程的教學方法的研究，越來越得到教學一線老師的重視[4]。與機械工程測試相關的系列課程的教學內容包括單片機原理與應用、機器人基礎、微機接口技術等多門課程。傳統的機械工程測試技術課程，以課堂講授為主，從基礎的信號分類開始，講解信號的頻譜分析方法、測試系統特性、傳感器、信號的采集及處理，在這過程中學生利用一些實驗裝置進行同頻檢測與頻譜分析、電橋性能比較及振動測量實驗。這種教學形式看似是理論和實踐結合，互相驗證，但在實際教學過程中并不理想。主要原因在于實驗均屬于驗證性實驗，而該課程則要培養具有設計和實踐能力的人才，因此目前這種傳統教學方法很難讓學生具有實際設計與操作能力。
二、面向機械工程測試的創新性教學的內容和形式
現代教育的大方向是越來越注重理論與實踐的結合，尤其到了大三以上的年級，開始進行專業素質的培養?！稒C械工程測試技術》是機械類專業大三學生必修的專業平臺課，這對大四一些專業課程的學習起到承前啟后的作用，因此對該課程的教學創新有其獨到的特點。首先，任課老師應具有寬廣的知識面，即應具有測試、信號分析與處理、控制理論與實踐，并了解一定的機械設計及制造方面的知識。同時，還應與時俱進，了解最新的測控手段和發展趨勢，這是講授該課程老師所具備的基本能力。其次，要靈活運用現代教學手段，以便課堂上能夠生動地將理論聯系到實際應用。最后，在該課程的學習過程中應盡量賦予學生學以致用的思想。面向工程測試的創新性教學包括理論教學、實踐教學和考核方式的創新。通過對課程主要內容的細致分析和研究，并根據系統組成模塊對課程章節內容按照信號在測試系統中的傳輸順序將整個內容貫穿起來，從而使學生建立完整的測試系統概念。傳統的理論教學過程中，往往是先教后學，即課堂教學在先，學生復習、體驗知識在后。這種形式會出現學生應付了事和互相抄襲現象。為了改變這種現狀，創新理論教學環節強調學生要提前學習，梳理問題意識、確定研究課題、查閱相關資料、論證研究方法和可行性等，這種學習方式是學生對知識進行自我構建的過程，使教與學的關系發生深刻變化，真正實現“以人為本，因材施教”的教學思想。創新性教學方法是建立在教學思想和教學模式轉變的基礎上，以教師為主導、以學生為主體的新型教學思想和教學模式能充分發揮教師的引導作用和學生的主觀能動性。在創新性教學方法引導下，課程理論教學過程采用啟發式講授、工程案例剖析與課堂討論相結合的方法。在使用課程教材時，不應只單純的把“教材”看成“教材”，而更多的是把它當成“課材”。教學中不應該過多的把教材當作教學活動的主體，應盡量以教材為基礎加大課外知識的引入。所以，這就要求教師應該博覽群書，走在知識的前沿，給學生提供最新的信息與技術。在進行理論教學期間，充分利用現代多媒體技術，將工程應用案例與虛擬實驗技術引入到課堂。例如教師在講解緒論這一章中，播放一些應用于企業生產、軍事、航天等方面的測控技術，讓學生了解該門課程的應用范圍與前景，使學生產生強烈的學習興趣。在實踐教學創新方面，為提高教學內容的針對性，同時激發學生的學習興趣，采用以虛擬儀器為平臺的創新性教學，改變過分注重學習知識的科學性和完整性而忽視實踐性和創新性現象。虛擬儀器技術是今后儀器儀表、測試控制研究與發展的方向。發展現代科技，儀器儀表技術是重要的基礎，虛擬儀器為我們實施創新教育提供了一個具有可操作性的實踐平臺[5]。根據課程特點，以虛擬儀器為平臺，以創新為思想，設置項目任務，讓學生在完成工作任務的過程中完成理論知識的學習[6]。創新性教學特點在于把培養學生的能動性和創新能力放在首位，注重培養其獨立分析問題和解決問題的能力。在課程考核方面，不應以最終的期末試卷作為考核的基本標準，而是與平時的創新實踐結合起來。由于本課程的創新教學尚處于初步實施階段，在這期間，主要以培養創新團隊為主，創新團隊的成員所參加的各種創新實踐活動也做為最終課程考核的一部分，并占有比其他同學多20%的平時成績比例。這種激勵機制將激發同學們參加創新學習的積極性，加快學生們的實踐與動手能力的培養。
三、面向機械工程測試技術課程創新性教學的實踐
教師講授機械工程測試技術課程過程中，在講授完第二章傅里葉變換的基本理論后，就可以給學生提出運用創新思想設計一套虛擬測試系統實現各種物理量的測量，這種測試系統內容涵蓋教學目標的主要知識點，并具有循序漸進的學習認知規律。因為實際生活與工程中，物理量是多種多樣的。在老師的指引下，學生自主研究，自主管理，團結合作，開發出基于虛擬儀器平臺上的各種形式的測試系統，真正實現理論與實踐的良好結合。針對當前機械工程測試技術課程教學中存在的問題和不足，首先給出以下一些創新性教學策略：
1.課程講解中充分利用多媒體技術。和傳統板書式教學相比，多媒體技術具有傳統板書式教學無法比擬的信息量。多媒體教學設計配合多感官學習，能大大提高教學密度[7]。工程測試技術是實踐性很強的課程，因此，課堂上正確使用多媒體技術，能夠創設教學情境，引導學生進入工程應用的意境，達到學有所用的境地。將多媒體技術具體應用于機械工程測試技術課程的主要使用方法總結如下：①工程資料累積法，任課老師將與課程相關的科研與工程應用范例等資料以多媒體的形式儲存在電腦中，并鏈接于相應的課件中，教學時根據需要播放相關的內容。②原理過程分部展現法，課程中很多復雜的原理過程，如相關的測控電路，由于機械類學生對電類課程不能很好地理解和應用，這時可利用多媒體技術，將復雜的原理過程分步展示，從傳感器拾取信號的過程開始，經過調理電路，調理電路如何調理微弱的傳感器信號，然后用何種形式顯示出來等，這些過程通過多媒體形象地展示出來，即能幫助學生理解復雜的原理，又能激發學習動機。③動態控速展示法，教材中有許多靜態圖形圖像，但實際上，這些靜態圖形圖像在測試工程中大多數都是運動變化的，為了揭示這種實質上具有動態特性的圖形圖像的內涵，要使其動態化（二維或三維動畫或圖像變換），并利用播放過程中的速度控制以及定格技巧，全面深入地揭示測試原理。
2.利用“任務驅動”激發學習興趣。機械工程測試是當今最活躍的前沿學科之一，在教學過程中，不僅要使學生了解本學科的最新發展，重要的是要學生學會利用所學知識實現各種現實功能，這才是大學教育的本質。在講授理論知識的過程中，設置一些測試設計任務，讓學生在動手實踐過程中發現問題，提出問題，在老師的引導下，最后解決問題。這樣，學生的學習由被動變成主動，激發學生的學習興趣，提高學習效率，很好地培養學生自主探索和創新能力。
3.培養學生的創新意識，建立創新團隊。為了能夠真正實施基于虛擬儀器平臺的創新實踐教學，首先要培養學生的創新意識。具體的操作方法是，組建創新實踐團隊，以團隊帶動全體。創新團隊通過參加創新實驗、創新大賽等，以興趣為導向，學習相關理論，對所涉及領域有較深入的認識和全面的了解，并開發出與所學課程相關的虛擬實驗平臺。在此基礎上，帶動大多數學生的學習興趣，培養學生的創造性思維，在虛擬實驗平臺的基礎上，根據所學知識，進一步開發出與課程相關的實驗系統，如各種物理量的虛擬測量系統等。在學習和創新期間，要培養學生網絡探索與創新的能力，鼓勵學生在網上建立自主學習網頁，幫助其他學生也加入創新興趣小組來。這一活動不僅可以讓學生所學知識有“用武之地”，幫助他們提高創新實踐能力，而且這些能力對他們今后的工作和生活也具有很大的幫助。
四、以虛擬儀器為平臺面向工程測試技術課程的創新性實踐教學的實現
基于上述創新性教學策略與思想，機械工程測試技術的教學中，理論和實踐教學均引入引入了創新性教學策略與方法。在理論上，課程講解多與工程實踐相結合。實踐教學上，組織有一定學習積極性的同學組建創新實驗小組，目的是以點帶面。在進行創新性實踐教學過程中做出如下創新實踐教學設計：
1.布置設計任務。開發與課程相關的基礎虛擬實驗平臺，該平臺包含信號發生與處理、濾波、頻譜分析功能，此信號發生器可以產生正弦波、方波、三角波，并具有兩個信道。其次在此基礎上開發出虛擬噪聲信號分析測量系統，利用電腦自帶的聲音采集系統，作為虛擬噪聲信號的輸入，在試驗平臺上可以看到信號的幅值和頻率的變化，實現噪聲識別。
2.知識準備與引導。在老師的引導與建議下，學習Labview軟件，學習各種頻譜分析方法，了解各種窗函數原理、各種濾波器的原理，并學習如何應用Labview設置窗函數與濾波器。在此基礎上，設計聲音采集與信號分析虛擬測量系統，應用所學習的幅值域與頻譜分析方法對聲音信號進行分析。
3.項目實施。經過學習，認真設計后，完成的信號發生器與虛擬噪聲測試系統如圖1和圖2所示，其中，圖1是同學們開發的虛擬信號發生系統，該信號發生系統可以產生正弦信號、三角波信號、方波信號，同時可實現濾波、幅值譜和功率譜分析。圖2是虛擬噪聲測試實驗系統，該實驗系統可以模擬噪聲的產生，進行噪聲監測，利用電腦自帶的聲卡，通過麥克風模擬噪聲，對噪聲處理后，可以得到噪聲產生的頻率、幅值和相位。從處理結果可以看到濾波前后的波形變化，這樣直觀地、感性地、綜合地將所學知識融會貫通。[7]
根據創新性教學策略與方法應用于機械工程測試技術這門課程實踐表明，學生對該教學方式給予認同，一致認為這種形式的教學模式讓他們對課程的學習產生了更大的興趣，能夠幫助他們更好地學習，更好地掌握測試技術基礎理論和實際設計能力。針對機械工程測試技術課程的創新性教學的要求，任課老師應具有豐富的理論和實踐知識，要不斷地提高創新教育素養，教師的角色要從知識的重述者和傳遞者，轉變為學生學習的引導者和協作者，教學方法要變復制型為創造型，從而提高學生學習的興趣，提高學生獲取知識的效率和效果。
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機械工程測試系統的基本任務是從測試對象獲取反映其變化規律的動態信息。第一個環節是信號的傳感，將被測量的量或被觀察的量通過一個被測量傳感器或敏感元件轉換成一個電的、液壓的、氣動的或其他形式的物理量，被測的或被觀察的量與被轉換的輸出量之間根據可利用的物理定律應該具有一種明確的關系；第二個環節為信號的轉換和調理；第三個環節是是對這些信號進行分析處理以及顯示記錄，包括信號的時域分析、頻域分析、相關分析等。
二、虛擬儀器技術在機械工程測試系統中的應用現狀
隨著科技日益發展，對機械工程測試系統影響很大，特別是相對于傳統的測試系統。以前要用特定的儀器對信號進行分析，但是利用虛擬儀器組建的機械工程測試系統卻不用專用的儀器，而是利用計算機作為連接虛擬儀器軟硬件的平臺，信號源通過調理后數據采集卡就可以獲取數據進行分析處理測試系統的發展經歷了模擬測試儀器、計算機測試系統及虛擬儀器三個階段。現代機械工程測試技術以計算機為中心，計算機的發展必然促進測試技術和儀器的發展，虛擬儀器的產生也就水到渠成。
在機械工程測試系統中，應用虛擬儀器編的越來越普遍，因為很多傳統的硬件設備在虛擬儀器中都可以用軟件代替，從而降低了大量的設備浪費，降低了成本，并且還可以直觀化的顯示其結果，將多種的傳統儀器合并到一套虛擬儀器測試系統中，有利于編程，也有利于增強測試系統的準確度。
三、機械工程測試系統開發環境
1.應變測試系統。虛擬式應變測試儀由硬件和軟件兩大部分組成，這里采用pc daq體系結構組建虛擬儀器。其原因是因為pc daq系統是以數據采集板、信號調理電路和計算機為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器系統，它充分利用了主流和普及的pc機總線、機箱、電源以及豐富的軟件，以極少的硬件就能形成功能完備的應變測試系統平臺，這種方案的性價比最佳。
2.位移測試系統。在工業生產中有著廣泛的應用，是機械量檢測的基礎，將機械量轉化成位移量來檢測是機電一體化技術的重要組成部分之一。對位移的檢測不僅為提高產品質量和生產安全提供了重要數據，同時也為其他參數的檢測提供了基礎。
3.壓力測試系統。以液壓試驗平臺為測試平臺而進行的一系列機械量測量測試，以此液壓實驗臺做壓力信號源，隨著液壓系統向高壓、大功率、高精度方向發展，液壓系統的結構變得越來越復雜，故障率也隨之增加，安全問題日益突出，因此，在液壓系統工作過程中，需要確切的了解液壓系統內部的壓力和流量等，對于防止系統出現意外故障和有效提高系統工作效率具有十分重要的意義。
4.流量測試系統。以液壓試驗平臺為測試平臺而進行的一系列機械量測量測試，以此液壓實驗臺做流量信號源，以液壓實驗臺的對于液壓系統來說，最重要的兩個參數就是流量和壓力，兩個參數要求精度高，穩定性好，易于調節。在多功能液壓測試試驗臺中，流量調節控制涉及到電機、變量泵、流量調節閥、排量反饋傳感器、電控模塊、流量傳感器、計算機、管路等多個環節，影響流量的有負載、壓力、溫度、泄漏等因素。在液壓測試中，要得到準確的流量參數、必須對流量調節各環節進行分析計算，確定各環節對流量的影響，并采取措施改善流量調節的精確性和穩定性，以提高流量控制精度。
5.溫度測試系統。溫度是機械工業生產和科學研究實驗中的一個非常重要的參數，許多系統的工作都是在一定的溫度范圍內進行的，需要測量溫度和控制溫度的場合及其廣泛。目前的溫度測量控制系統常采用單片機控制，該技術應用十分廣泛，但其編程復雜，控制不穩定，系統的精度不高。而利用虛擬儀器開發和設計的溫度測量系統，采用普通pc機為主機，利用圖形化可視軟件labview為軟件開發平臺，監測溫度的變化情況，采集數據并進行處理、存儲、顯示，設備成本低，方便靈活。
四、機械測試系統總體設計思路
對傳統的機械工程測試系統測試過程及傳統的測試儀器和現有的虛擬測試系統進行對比研究后，可見系統總體結構:
1.機械工程測試系統采用模塊化結構，可在一個測試系統中同時組建應變、位移、壓力、流量和溫度測試系統。并且每個測試系統用模塊化進行設計前后面板，方便程序設計和用戶操作與控制。
2.采用數據庫對數據進行存儲、管理和查詢?；谛枰獙y試數據進行存儲、調用、管理和查詢，并且處理的數據量大，可設計通過數據庫來存儲、管理和查詢數據，建立一個access數據源，通過ado數據庫訪問技術，充分利用ado的靈活性，通過編程模型實現對數據庫的操作，執行用戶命令，實現對數據的管理。
3.測試儀選用的模型是“菜單選擇結構”。在后面板中利用“case”結構完成在前面板中不同的按鈕選擇，選擇好一個測試以后，測試儀就可獨立工作。
4.前后面板的人性化設計。包括前面板和程序框圖兩部分，系統前面板由參數設置和五個測試系統構成。
1 工程機械維修中存在的問題
1.1 維修管理的信息傳遞和交流不及時。目前，生產廠家與地方維修企業、維修部門處于近乎脫鉤狀態，使得現有的維修管理息傳遞渠道不暢通，嚴重影響了維修效益和用戶的切身利益。另外，信息交流的手段落后，維修部門不容易及時獲得外部信息，如設備維修、技術交流、職工技術的在職提高與培訓等。同時，生產廠家售后服務的維修技術人員也抱怨說，設備用戶的維修信息傳遞不及時，有時售后服務的維修技術人員不是直接面對最終用戶，而是通過本廠的其它部門隔層傳達。最后，用戶還直接抱怨他們信息處理不及時，妨礙設備的生產使用。
1.2 維修行業地位低下，維修技術人員的價值取向容易發生變化。在施工單位現在推廣項目管理，重視抓訂單、搶工期、拼設備，而忽視了維修，更不用說去扶持維修部門了。由于維修人員不是直接完成施工任務，所以其創造的價值，所起的作用往往被忽視。維修工作常常帶有突發性，讓人很難判斷工作量，同樣的學歷，維修人員的平均工資水平要比其他工程人員低得多，因而大家都有一種失落感；而且維修工作給人的覺總是與臟、累、苦聯系在一起的，再加上待遇低下，很容易使得維修技術人員的價值取向發生變化，許多維修技術人員紛紛改行或是另謀高就。維修行業留不住人才，特別是留不住熟練的專業技術人才是一個較為普遍的現象。
1.3 維修技術人員素質巫待加強，維修質量普遍不高。大部分維修工人沒有經過正規的培訓，他們只具備單一的機械技能，缺少液壓、電子方面的知識、技能，對一些較先進的機械設備出現故障后就會束手無策，只能停機到外面找人維修，致使排除故障時間延長，維修費用增加。
1.4 各維修企業或部門維修質量參差不齊，難以控制。缺少專門的企業維修水平評估、檢查和監督機制。如果遇上維修質量問題，容易發生扯皮現象。
1.5 某些單位全面否定計劃預期檢修制，錯誤理解按需修理。當前確實有不少有關人員認識到，單純的計劃預期檢修制已不適應工程機械使用、維修的需要，因此產生了另一種對其全面否定的傾向，忽略了維護保養的積極作用，、因而在采用新的維修方式中未將其作為一項關鍵性的基礎工作繼承下來，使改革后的維修方式“重修理、輕維護”，使修理往往需要事后進行補救。
1.6 維修體制不穩定，各企業維修管理始終處于分散、各行其是的局面。“大而全”、“小而全”式的企業內部維修廠或維修車間是傳統計劃經濟模式的產物，它們只為企業部服務，沒有經營決策權；在市場經濟環境下，公路工程中招投標制的使用，使得企業施工天南地北，流動性較大，企業內部的這些維修廠或維修車間往往是鞭長莫及，因而許多維修廠或維修車間成了坐吃山空的狀態，引起了其它部門的不滿。雖然也有不少維修廠或維修車間改行轉向制造行業，但是由于半路出家，業不精，還是面臨入不敷出的狀況。
1.7 將設備現代化管理的全過程、全系統分裂開來分別考慮，只強調設備的維修保養，忽視設備的前期管理。殊不知由于設備前期規劃、選型決策的失誤，重則致使企業倒閉，輕則由于所購設備可靠性低，致使設備使用期故障多發，維護保養工作量大，維修費用過高。
2 工程機械維修解決對策
2.1 建立區域性的RCM服務網。工程機械生產廠家應以各地的RCM服務網點為依托，把自己的售后服務讓位于各地的RCM服務網點，把精力集中在產品開發、提高質量和市場營銷上，而不是放在維修市場上。這樣，分布各地的RCM服務網點能夠快捷經濟地進行檢測、保養及處理各種故障，提高設備的完好率、利用率，減輕因設備故障對施工企業的壓力，并減少維修費用，提高經濟效益。
作為施工企業，應把精力放在工程招投標和施工上，而把自己一直做不好的設備保障工作推向維修市場。專業化的RCM服務可以充分提高設備完好率，大大降低因設備故障對工程造成的損失及維修費用，同時使施工企業擺脫了“大而全、小而全”的維修設備及人員的投入所造成的負擔。
同時，RCM服務網點還可以有組織的批量進行高技術含量的零部件修復，設備生產廠家對此能有效地提供可靠的技術保障。
要提高工程機械RCM服務企業的RCM服務水平，可以重點從從領導素質、技術人員素質、管理人員素質、人員構成、RCM服務設備、RCM服務工藝、通信能力、機動能力、人員的管理、公關及服務、資料及信息、服務質量管理方面下手，從而我們可以采取如下措施來提高企業的RCM服務水平：（1）應重視兩類人才的引進：一種是懂技術，尤其會管理，善經營的廠長或經理型的管理者；另一種是有一定的工程機械維修理論基礎知識，又有豐富的維修實踐經驗的維修技術人才。同時要注意人才的結構優化，避免人才浪費。（2）增加RCM服務設備，完善RCM服務工藝，保證并加強RCM服務人員的通信能力和機動能力，并在此基礎上實行全員成本控制和管理，充分降低服務成本。
2.2 注重各類技術人才的培養、培訓。（1）改革專業院校的辦學模式，注重實踐能力的培養。中國學生缺乏的就是實踐能力的培養，大學畢業后不得不繼續適應現實的和迅速變化的生產、技術、組織和管理條件，在企業內再接受實踐能力的培訓。因而，從培養人才的長遠計劃來看，我們必須改革普通教育和大學培養制度，改革傳統的辦學模式，讓專業院校與企業走聯合辦學之路，重點培養學生的實踐能力。（2）充分利用每一次設備采購機會，接受工程機械生產廠家、商的使用和維修培訓。（3）企業可采取內部培訓和外部專題培訓相結合的方式。企業可以針對維修技術的薄弱環節，選擇有主動性、有責任心、有能力的中高級人才參加國家和行業主辦的高級技術人才培訓；或是從工程機械生產廠家、高等院校、科研機構聘請專家為本企業有針對性的培訓；或是直接參加工程機械生產廠家、高等院校、科研機構舉辦的學習班。（4）企業制定培訓計劃不僅要滿足自身的要求，同時最好符合專業認證的要求，以免技術的重復培訓。（5）培訓的方法可以采用專業教材、幻燈片、多媒體演示、模型教具、計算機仿真訓練器、互聯網、技術表演、知識競賽等多種形式。
3 結語
現代機械工程中的工程機械維修技術還是以科技為支撐的，只有科技不斷進步，才可以支持企業的工作效率，使企業的效益達到最佳的效果，為企業贏得利潤。隨著機械化水平的提高，工程機械在施工、管理中所起的作用不斷增強.工程機械設備的完好與否將直接影響到施工生產任務的完成情況，只有堅持全球化的合作才可以使科技在交流中得到發展，使科技在實際生活中的應用更有目的性與準確性，從而影響著整個機械制造業的發展水平和國民經濟的進步。
1虛擬仿真技術給機械工程實驗教學帶來的改進
就目前來看，我國在機械工程實驗教學中尚存在許多突出問題，這些問題的產生給機械工程教學的質量及效率造成了很大制約，尤其是在實驗基地建設方面存在較大的能力局限性，這無法滿足學生在學習機械工程時的動手操作能力培養，更無法加深學生對機械工程知識的理解與運用。部分院校為了節約開支，減少設備在使用過程中發生損壞或故障的幾率，常常在對學生進行實踐培訓時是以講座和參觀為主要形式的，這也造成學生缺乏實踐操作機會，從而導致學生缺乏機械設備的操作經驗，難以有效勝任機械工程的相關崗位操作?？茖W技術的飛速發展，使越來越多的新技術、新手段被應用于機械工程領域，機械工程教學方法及教學理念也得以快速更新，計算機技術在機械工程實驗教學中也發揮出越來越重要的作用。目前大部分高校都采用CAD機房來進行機械工程實驗教學，并通過虛擬仿真技術的引進來持續改進與更新教學實驗設備。通過虛擬仿真技術，可有效減少設備儀器在實驗教學過程的故障與損壞幾率，同時也能幫助學生利用虛擬仿真技術來進行靈活的實踐與操作，使學生能夠按照自己的想法利用虛擬仿真技術來設計出滿意的機械工程作品，進而加深了學生對機械工程知識理解與運用能力的同時，也能充分發揮其學習主動性和創新精神，使機械工程在實驗教學中能夠對部分裝置設備實施傳動性能實驗、減速器裝配實驗以及數控加工仿真實驗，進而使機械工程專業在教學過程中的質量與效率得到極大提升。
2機械工程實驗教學中虛擬仿真技術的主要應用
2.1帶傳動性能測試實驗中的應用
在機械工程實驗教學中，對工程履帶類部件所具有的傳動性能進行測試是其重要組成部分，通過對傳動帶在運行過程中的傳動性能進行測試，可幫助學生對帶在傳動過程中所產生的打滑與彈性滑動現象進行直觀的觀察，進而更加科學的分析機電設備的最佳承載力，通過分析這些數據，可使帶動控制問題得到有效解決。在對機械工程中的帶傳動性能進行測試時，還需要應用到電動機、發電機、傳感器、光電測速裝置以及轉矩力測桿等設備，采用這些設備可實現人工測試，不過這種測試方法需要花費過高的人力與物力成本。而通過虛擬仿真技術，則能夠使學生在計算機中設計帶傳動性能測試系統，從而不需要使用上述設備，學生也可隨時隨地的來測試帶傳動性能，既節約了大量成本，又顯著提高了機械工程的實驗教學質量及效率。
2.2減速器裝配實驗教學中的應用
在機械工程中經常需要應用到減速器，其同樣也是機械設計中最為基礎的一個項目。在對減速器進行裝配實驗教學中，往往都會通過實物的方式來取代減速器進行教學，不過這種實驗教學方法往往會增加學生對實驗操作的理解難度，難以取得較為理想的實驗教學效果。而通過虛擬仿真技術，則可使學生在計算機界面中對減速器模型進行直觀的觀察，并按照相應的裝配過程來對減速器模擬模型進行裝配操作，從而使減速器的結構講解變得更加直觀、具體。
2.3數控加工仿真實驗教學中的應用
在我國工業制造領域中，數字加工技術無疑是其核心技術之一，其在推動我國現代化工業發展中發揮著巨大作用。對于數字加工技術來說，其實現了機械加工與微電子技術的結合運用。在機械工程實驗教學中，便常常需要應用到數控加工技術來對數控機床進行靈活的操作，不過考慮到數控機床在實際應用過程中會出現較高的維護成本，而且數控機床的種類多樣，學生只能接觸到幾種常見的設備運作形式，同時在實際使用數控機床時往往需要進行復雜的程序設置，這勢必難以滿足不同學生對實踐操作的需要，再加上實驗操作的復雜性，使學生在實踐教學中很難取得較為理想的學習成果。而利用虛擬仿真技術，則可使不同學生參與到具體的實踐項目當中去，使學生能夠接觸、熟悉和掌握不同種類的數控機床，并利用這些數控機床來設計出相應的機械工程產品，從而使學生能夠更加系統性的學習和掌握數控機床的具體加工流程。
3機械工程虛擬教學實驗室的建設構思
