《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)的特點及其應(yīng)用

◆陳 劍 李 進(jìn)

(浙江理工大學(xué)信息學(xué)院)

一、《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)的特點

1.電類課程的特點

從電子技術(shù)的發(fā)展來看，電類課程有著自身的一些特點。首先，電類課程的專業(yè)知識具有實驗性和探索性，甚至是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可能會被新的知識替代。這種技術(shù)和知識的更新，在行業(yè)中的電子產(chǎn)品上會首先得到體現(xiàn)。實際中，電子產(chǎn)品更新的速度很快。其次，電類課程具有很強(qiáng)的實踐性。

2.《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)的特點

結(jié)合電類課程專業(yè)知識的實驗性和探索性，在進(jìn)行《電子測量與儀器》課程網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)時，宜引入行業(yè)中最新的電子測量儀器介紹及其技術(shù)講座，添加相關(guān)網(wǎng)絡(luò)鏈接、視頻和反映技術(shù)前沿的文獻(xiàn)。結(jié)合電類課程很強(qiáng)的實踐性，并考慮到網(wǎng)絡(luò)與電類課程之間的共同點:計算機(jī)化，在網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)用中，適當(dāng)?shù)匾胩摂M仿真實驗。特別是《電子測量與儀器》課程中基于計算機(jī)的虛擬儀器技術(shù)作為先進(jìn)的測量技術(shù)，使得應(yīng)用虛擬儀器進(jìn)行虛擬仿真實驗成為可能，電子設(shè)計仿真軟件NI Multisim 很好地做到了這一點。與其它電類課程相比較而言，這是《電子測量與儀器》課程網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)和應(yīng)用中獨有的一個特點。這樣，通過最新電子測量儀器、前沿技術(shù)和虛擬仿真實驗內(nèi)容的資源建設(shè)和應(yīng)用，以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)作為課堂延伸的作用。

二、《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程的資源建設(shè)

本文基于4A 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，進(jìn)行了《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程的資源建設(shè)。資源建設(shè)的基本模塊包括課程資源、作業(yè)、討論區(qū)、學(xué)習(xí)活動等。課程資源中包括課程內(nèi)容、實驗內(nèi)容、常用儀器簡介、以及設(shè)計常見儀器的芯片資料等，擴(kuò)展的模塊有虛擬儀器、畢業(yè)設(shè)計等，主要課程資源組織圖如圖1 所示。其中，課程答疑安排在討論區(qū)進(jìn)行。課程資源呈現(xiàn)的方式有文字、圖片、PPT、視頻等。根據(jù)前述《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)的特點，在網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)中還引入了最新的電子測量儀器類產(chǎn)品介紹與講座類的視頻，提供了虛擬儀器前沿技術(shù)的參考文獻(xiàn)，并設(shè)計了選擇、應(yīng)用電子測量儀器的綜合性學(xué)習(xí)活動，即給定測量任務(wù)，讓學(xué)生在NI Multisim軟件中加載虛擬儀器進(jìn)行虛擬仿真實驗。為了使學(xué)生在課外對課程內(nèi)容有一個更好的理解，還專門設(shè)計了視頻題和思考題。

三、儀器產(chǎn)品講座類視頻的合理應(yīng)用與引導(dǎo)

網(wǎng)絡(luò)課程作為課堂的延伸，應(yīng)盡量促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。一方面，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)課程能對課內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容有更好地理解;另一方面，學(xué)生能學(xué)到與課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的知識，對課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展。結(jié)合電類課程專業(yè)知識的實驗性和探索性，《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程引入了儀器產(chǎn)品講座類視頻，其視頻內(nèi)容與課程內(nèi)容緊密相關(guān)，其中包括最新的數(shù)字示波器和數(shù)字萬用表等視頻。

下面以數(shù)字示波器視頻的引入為例。受課內(nèi)學(xué)時數(shù)的限制，“數(shù)字示波器”的課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容重點講解數(shù)字示波器的原理和測量方法，包括探頭的基本應(yīng)用。而更詳細(xì)的探頭應(yīng)用及注意事項，則在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上通過引入探頭視頻專題來學(xué)習(xí)。這拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的范圍。因為是學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在教師不在現(xiàn)場的情況下，仍然應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，所以就視頻設(shè)計了視頻題，讓學(xué)生觀看視頻后回答問題，以幫助學(xué)生在觀看視頻的同時思考問題，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)更有效。

“數(shù)字示波器”視頻有關(guān)問題的設(shè)計要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)是:使學(xué)生掌握探頭的基本應(yīng)用和示波器的原理，理解探頭使用的注意事項和示波器的功能，并促進(jìn)學(xué)生思考，幫助學(xué)生主動建構(gòu)知識。教學(xué)設(shè)計遵循循序漸進(jìn)、由淺入深的原則。首先，將一Flash 作為引子。它通過展示一個電子工程師在使用示波器檢驗產(chǎn)品的過程中遇到的一些困惑，來引出數(shù)字示波器產(chǎn)品中使用的新技術(shù)。其次，在其視頻下方顯示相應(yīng)的提問，學(xué)生可帶著問題去觀看視頻。最后，提示回答某個問題后續(xù)所需要學(xué)習(xí)的視頻。如設(shè)計的問題有:探頭的作用有哪些，如何選擇、使用探頭(詳見后續(xù)視頻:探頭專題)。并在作業(yè)模塊下給出視頻題和答案。

四、虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)活動

目前，實踐性很強(qiáng)的課程的教學(xué)安排大多采用課內(nèi)實驗或課程設(shè)計來達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生對知識的應(yīng)用和實踐的目的?！峨娮訙y量與儀器》課程的內(nèi)容在強(qiáng)調(diào)技術(shù)知識的同時，對知識的應(yīng)用也很重視?；谀軕?yīng)用虛擬儀器進(jìn)行虛擬仿真實驗的課程特點，在《電子測量與儀器》網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)中應(yīng)用NI Multisim 軟件引入虛擬仿真實驗，有利于學(xué)生的知識建構(gòu)和學(xué)習(xí)遷移。NI Multisim 軟件中加載虛擬儀器的方式有三種:自帶的虛擬儀器、基于LabVIEW 的虛擬儀器和NI ELVISmx 虛擬儀器。

在學(xué)生學(xué)習(xí)了多種電子測量儀器之后，利用4A 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的學(xué)習(xí)活動模塊設(shè)計基于虛擬仿真實驗的綜合性學(xué)習(xí)活動，使學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，能正確地選擇測量方案和儀器，達(dá)到完成給定測量任務(wù)的教學(xué)目標(biāo)。依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，虛擬仿真實驗的學(xué)習(xí)活動內(nèi)容為:給學(xué)生一個測量任務(wù)，讓學(xué)生在NI Multisim 軟件中加載虛擬儀器完成仿真實驗。具體的任務(wù)包括觀察濾波前后的時域波形、分析濾波后的信號頻率分量和測量濾波器的帶寬?？紤]到濾波器帶寬測量的方法有多種，所以設(shè)計了投票環(huán)節(jié)，給出其中三種測量方案，讓學(xué)生從中推選出最佳的測量方案。這三種方案有用正弦信號源和示波器的觀察法測量、用波特圖儀(或頻率特性測試儀)的自動掃描法測量、用正弦信號源和電壓表的點頻法測量。附件作業(yè)中提供了NI Multisim 設(shè)計的語音濾波器電路原理圖，以方便學(xué)生課外進(jìn)行仿真實驗。共享資源環(huán)節(jié)要求學(xué)生在活動中提供相關(guān)資源與同學(xué)共享，同時它也是支撐測量結(jié)果的依據(jù)。

五、結(jié)語

根據(jù)《電子測量與儀器》課程知識具有實驗性和探索性、設(shè)計計算機(jī)化等特點，且能使用虛擬儀器進(jìn)行虛擬仿真實驗的獨有特點，利用4A 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對課程進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)和應(yīng)用。通過設(shè)計儀器產(chǎn)品講座類視頻題和NI Multisim 仿真實驗學(xué)習(xí)活動來引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到促進(jìn)學(xué)生主動建構(gòu)知識和學(xué)習(xí)遷移的目的。實踐表明，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的一個有效途徑。如何提升大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的能力還有待研究。

［1］從宏壽，李紹銘.電子設(shè)計自動化——Multisim 在電子電路與單片機(jī)中的應(yīng)用［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2008.36－64.

［2］楊吉祥，高禮忠，詹宏英.電子測量技術(shù)基礎(chǔ)(2004 年第1 版修訂)［M］.南京:東南大學(xué)出版社，2008.

［3］黃小妹.網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模式下建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論應(yīng)用剖析——以高職公共英語教學(xué)為例［J］.湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報，2012，32(7):39.22.

［4］劉儒德.論建構(gòu)主義學(xué)習(xí)遷移觀［J］.北京師范大學(xué)學(xué)報(人文社會科學(xué)版)，2001，(4):106－112.