《電子測(cè)量》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探討

1、  電子測(cè)量課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探討   摘要：針對(duì)原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，提出了 電子 測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體思路，并對(duì)開設(shè)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)做出詳盡的介紹。開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，鞏固和加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握與理解，教學(xué)效果良好。關(guān)鍵詞：電子測(cè)量；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)電子測(cè)量是一門知識(shí)面很廣，理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，電子測(cè)量技術(shù)又是一門綜合性技術(shù)。開設(shè)該課程的目的是讓學(xué)生掌握電子測(cè)量與智能儀器的基本概念、基本方法和基本操作技能，將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于電子測(cè)量技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域，提高分析、歸納、觀察和推理能力，培養(yǎng)嚴(yán)格的 科學(xué)

2、態(tài)度和工作方法，為今后長期從事科技工作打下良好的基礎(chǔ)。而要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，就要做好該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)忽視了學(xué)生分析和解決問題能力的培養(yǎng)，極大地限制了學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，不利于綜合型全面 發(fā)展 人才的培養(yǎng)。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足，更好地培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能、知識(shí)綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，我們?cè)陔娮訙y(cè)量課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開設(shè)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐表明，開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，鞏固和加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握與理解。電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體思路改單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合由于電子測(cè)量課程需要培養(yǎng)學(xué)生利用示波器、信號(hào)發(fā)生器、電壓表等基

3、本儀器進(jìn)行信號(hào)分析處理的能力，因此有必要開設(shè)少量有關(guān)儀器使用的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其余大部分時(shí)間開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)的電路調(diào)試中又可以進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的儀器運(yùn)用能力，這不但會(huì)消除學(xué)生的厭倦情緒，而且也能增加實(shí)驗(yàn)的綜合性，使電類各課程有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力。實(shí)施實(shí)驗(yàn)學(xué)分制電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)行學(xué)分制。在評(píng)價(jià)學(xué)生設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而不局限于實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫。撰寫電子測(cè)量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)任務(wù)書，安排時(shí)間開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為適應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程改革的需要，實(shí)驗(yàn)任務(wù)書只指出設(shè)計(jì)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)簡單原理和注意事項(xiàng)。任務(wù)書下達(dá)后學(xué)生根據(jù)電子測(cè)量技術(shù)和有關(guān)課程的知識(shí)自主完成設(shè)計(jì)方案。

4、再在教師指導(dǎo)下確定并列出元器件清單。最后購買元器件后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為一周。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生獨(dú)立調(diào)試，并分析 總結(jié) 實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，給出相關(guān)結(jié)論，完成設(shè)計(jì)報(bào)告。采用這種方式既有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，又有利于提高學(xué)生分析、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。電子測(cè)量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的突破口。為了培養(yǎng)合格的工程人才，我們?cè)谠O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中突出對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?；炯寄苡?xùn)練部分訓(xùn)練學(xué)生的基本設(shè)計(jì)技能和對(duì)儀器儀表的認(rèn)識(shí)使用，其中包括對(duì)protel、ewb等 計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)和仿真軟件的熟練使用、印刷電路板的制作、電子工藝訓(xùn)練、資料檢索和分

5、析能力等。通過基本技能訓(xùn)練，要求學(xué)生能熟練掌握電子設(shè)計(jì)產(chǎn)品開發(fā)制作的流程，學(xué)會(huì)運(yùn)用ewb進(jìn)行系統(tǒng)仿真和掌握利用測(cè)量儀器調(diào)試簡單系統(tǒng)與故障診斷的一般方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)部分這里結(jié)合一個(gè)例子來具體說明設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容。電壓測(cè)量是電子測(cè)量的重要內(nèi)容，現(xiàn)以設(shè)計(jì)一直流數(shù)字電壓表為例加以說明。給定的任務(wù)為“設(shè)計(jì)一數(shù)字電壓表”。數(shù)字電壓表必須滿足如下指標(biāo)：電壓測(cè)量范圍010v、電壓表分辨率為0.01%、電壓測(cè)量精度為±1%。學(xué)生接受任務(wù)后必須經(jīng)歷如下幾個(gè)過程才能完成設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）查閱資料，考慮可能的方案，學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行論證，寫出分析報(bào)告，在教師指導(dǎo)下確定最終方案。由于電壓測(cè)量方法多，可以開闊學(xué)生的

6、視野，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的束縛，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。為了敘述方便，文中以采用測(cè)頻法測(cè)壓的原理為例。（2）選定方案如圖1所示。從框圖可以看出，該設(shè)計(jì)就是v-f轉(zhuǎn)換電路和頻率計(jì)的組合。要完成任務(wù)，學(xué)生一方面必須找到一塊合適的壓頻轉(zhuǎn)換芯片，了解工作原理，這樣就能進(jìn)一步擴(kuò)展知識(shí)面；另一方面需掌握測(cè)量頻率的原理，設(shè)計(jì)出一個(gè)頻率計(jì)，這樣比單純用頻率計(jì)測(cè)量頻率的實(shí)驗(yàn)效果要好得多。在此方案的實(shí)施過程中會(huì)出現(xiàn)很多問題，例如，v-f轉(zhuǎn)換芯片有輸入電壓的限制，可能會(huì)與被測(cè)電壓要求不符。v-f轉(zhuǎn)換公式為fout=vin*rs/（2.09*rl*rt*ct），如何選擇參數(shù)使電壓與頻率滿足10n的關(guān)系，以便通過小數(shù)點(diǎn)移位來改

7、變量程；改變參數(shù)值會(huì)對(duì)壓頻轉(zhuǎn)換芯片輸出有何影響等。這些問題都可以訓(xùn)練學(xué)生的思維，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。（3）學(xué)生必須掌握數(shù)字顯示的原理。他們得去查閱譯碼鎖存芯片、數(shù)碼管或液晶的資料和使用方法。若采用數(shù)碼管顯示還需根據(jù)電路原理選擇共陰或共陽以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。通過這一過程可使學(xué)生掌握一些常用器件的資料和原理，構(gòu)成知識(shí)的儲(chǔ)備，為以后的設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（4）在調(diào)試過程中還會(huì)碰到一些實(shí)際問題，如顯示結(jié)果不正確等。學(xué)生必須根據(jù)原理獨(dú)立分析原因，以鍛煉分析解決問題的能力。（5）最后要求學(xué)生進(jìn)行誤差分析，計(jì)算測(cè)量精度，提出進(jìn)一步提高精度的措施。教師還可以在此設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，對(duì)學(xué)生提出新的挑戰(zhàn)，

8、激起學(xué)生進(jìn)行深入研究的欲望，要求他們把此次設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和不足寫入設(shè)計(jì)報(bào)告，對(duì)不足部分提出改進(jìn)方法。通過書寫設(shè)計(jì)報(bào)告，學(xué)生不但可以進(jìn)一步深刻領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)原理，體會(huì)學(xué)以致用的愉悅，消除電子測(cè)量枯燥無味的想法，而且可以學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)報(bào)告的書寫規(guī)范，為以后的科研打下基礎(chǔ)。開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的意義設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫貫閷W(xué)生提供幫助，使實(shí)驗(yàn)達(dá)到更好的效果，主要表現(xiàn)在以下兩方面：有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力通過開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以把 電子 測(cè)量理論課程中分析到的測(cè)量原理轉(zhuǎn)化成具體的電路。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)方案，確定實(shí)施方法與手段；對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題進(jìn)行多方

9、位思考并借助于測(cè)試儀器認(rèn)真地分析，教師僅在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加以啟發(fā)引導(dǎo)。在參與實(shí)驗(yàn)的過程中，一切都由學(xué)生獨(dú)立思考和動(dòng)手，自己尋求正確答案，真正成為實(shí)驗(yàn)的主體，從而提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、故障分析到故障排除和得到滿意實(shí)驗(yàn)結(jié)果一系列的過程，每一步都需要學(xué)生積極的思考，這非常有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使理論和實(shí)踐的結(jié)合更加緊密。通過實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試，學(xué)生在很大程度上加深了對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握，他們普遍認(rèn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以自主獲取知識(shí)，對(duì)開闊思維、增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、鍛煉獨(dú)立工