電子測量技術》課程實驗教學改革的實踐與探索

趙陽　吳東升　高翠云

摘要：為使學生更好的掌握電子測量技術的基本理論和相關儀器設置的使用，提高學生解決電子測量技術領域問題的能力，主要針對實驗教學進行了改革的實踐。通過實驗設計型實驗內(nèi)容安排和考核方式的調(diào)整，培養(yǎng)了學生對電子測量技術理論和知識的理解和應用的能力。實踐證明這些教學改革能提高學生對于專業(yè)知識的興趣，加深學生對課程的理解，提高學生的設計能力和綜合分析能力，獲得了較好的教學效果。

關鍵詞：電子測量技術；實驗研究；設計型實驗

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）34-0110-02

電子測量是電子技術中進行信息檢測的重要手段，它是一門發(fā)展快、應用面寬、實踐性強的重要學科，在當今的信息化社會中發(fā)揮著重要的作用?！半娮訙y量技術”課程是電子信息類專業(yè)中一門重要的專業(yè)必修課程。 “電子測量技術”課程的主要任務是使學生掌握近代電子測量的基本原理和方法，熟悉新型電子測量儀器的應用技術，在科學實驗中能夠制定先進，合理的測量和測試方案，具備正確選用測量儀器、設計合理測試方案、科學嚴格地處理數(shù)據(jù)、以獲得最佳結果的能力。

電子測量技術實驗教學一方面建立在理論教學的基礎之上，是對理論教學進行服務的實踐教學環(huán)節(jié)，它對理論教學有畫龍點睛的作用；另一方面其效果應高于理論教學的內(nèi)容，是將理論教學轉(zhuǎn)化為實驗測試能力的關鍵環(huán)節(jié)，對理論教學有升華的作用。電子測量技術課程實驗對于電子信息類專業(yè)學生的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著十分重要的意義，其教學效果直接影響后續(xù)專業(yè)課程及專業(yè)技能的培養(yǎng)。

1傳統(tǒng)電子測量技術實驗存在的問題

受有限的資金和實驗條件的限制，傳統(tǒng)電子測量技術實驗教學以驗證性實驗為主，忽視能力培養(yǎng)。實驗教學僅作為驗證和鞏固理論教學的附屬，使實驗教學缺乏設計性、研究性、綜合性、創(chuàng)造性和實用性，忽略了對學生能力的培養(yǎng)。而且，在實驗內(nèi)容的設計和安排上，傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容大多是按照指導書使用一些測量儀器進行規(guī)定的測量，比較單調(diào)、片面，學生為了使用而使用，照本宣科的進行實驗操作，收獲甚少，且挫傷其對電子測量技術實驗課程的興趣；另一方面，實驗中安排的儀器在前期課程中已有使用，如萬用表、信號源、示波器等，使學生極其輕視電子測量實驗，認為其無新內(nèi)容甚至可有可無。

傳統(tǒng)的驗證型實驗使電子測量實驗偏離了實驗的初衷，單一的實驗教學方式，陳舊的實驗教學內(nèi)容，使得電子測量實驗環(huán)節(jié)的教學效果受到極大的限制。實驗變成了對電子測量儀器的認識和簡單操作，學生掌握了各種測量儀器的使用方法，卻不能夠自主完成對某待測量的設計、測試、分析以及處理數(shù)據(jù)的測試過程；而電子測量實驗的真正目的是培養(yǎng)學生具有正確選用測量儀器、設計合理測試方案、科學嚴格地處理數(shù)據(jù)、以獲得最佳結果的能力。不難看出，電子測量實驗環(huán)節(jié)達不到本學科教學目的，離社會需求更是相差甚遠。

結合學校的質(zhì)量工程建設，對電子測量實驗進行了改革。改革堅持“一個中心、兩個基本點”的原則，“一個中心”即以培養(yǎng)學生綜合測試能力為目標，“兩個基本點”即熟練掌握測量儀器的原理和使用、熟練掌握測量原理和方法。改革的目標確定為：在熟練掌握常用測量原理和方法和常用電子測量儀器的原理和操作的基礎上，能根據(jù)被測對象正確選擇測量方案和儀器，能對測量結果進行正確的誤差分析和數(shù)據(jù)處理，切實提高學生動手能力和創(chuàng)新意識，增強學生的綜合測試能力。結合改革的目標，我們做了如下改進：

2電子測量技術實驗教學改革的實踐探索

對于電子測量技術課程實驗教學的問題，我們針對學生的能力和認知特點，結合學院實際情況，對電子測量技術實驗教學提出了一些新的思路，并在此基礎上進行了實踐和探索。

1）在內(nèi)容方面，建立3個層次遞進的實踐教學體系：驗證型實驗、設計型實驗和綜合型實驗。

驗證型實驗的目的是加深學生對測量儀器原理的理解，掌握常用測量儀器如萬用表、信號發(fā)生器、示波器等的使用方法。改革后的實驗體系中保留了1個代表性實驗（實驗1）。通過對電阻電容、二極管、三極管等常用分立器件量值的確定，熟悉萬用表、LRC測試儀的使用；采用信號發(fā)生器發(fā)生波形，輸出給示波器觀察，從而熟悉信號發(fā)生器和示波器的使用。

設計型實驗要求學生利用實驗室已有的儀器設備和材料，自己設計實驗方案，在實驗室完成實驗任務。一般要求在實驗前一周查閱實驗所需要用的設備的相關技術資料，閱讀使用說明書，并觀看相關視頻，設計基本的實驗方案和步驟；做好了前期的準備工作，每組同學帶著設計好的實驗測試方案進入實驗室，實驗時間學生就可以根據(jù)設計的實驗方案搭建簡單的電路，并進行測試，記錄相應數(shù)據(jù)；實驗結束后，要求對于所得到的數(shù)據(jù)要做詳細的、有計劃的、科學的數(shù)據(jù)處理，撰寫實驗報告。 改革后的電子測量技術實驗以設計型實驗為主，實驗2、3、4均為設計型實驗。

例如對于RC電路特性的測試實驗，該實驗學時為4學時，學生需要進行無源RC電路仿真設計，確定其電路元件參數(shù)；進而選擇電路元件搭建和焊接電路，根據(jù)自己的電路特點設計相應的電路特性即幅頻特性、相頻特性測試方案。通過對RC電路特性的實驗設計及實現(xiàn)，要求學生能夠熟練掌握基本測量設備的使用，并且熟練掌握幅頻特性、相頻特性測試方法，對電路中關鍵器件對電路特性的影響有一定的認識。在改革前的實驗中，要求學生用信號發(fā)生器發(fā)生不同信號，用示波器對其進行測試，以掌握電壓的測試方法。但是學生在做實驗時索然無味，更不可能加以認真的思考和分析。改革后的實驗將電壓測量等知識點融入到實驗中的各個環(huán)節(jié)中。學生在測量幅頻特性的時候需要考慮所測電壓的使用何種表征方法，電壓幅值和頻率的關系如何測試，示波器的頻率特性等；另外，相頻特性測量中需要考慮示波器測量相位差的方法等等。

2）在學生分組方面，我們按照班級人數(shù)確定，一般4人一組，要求小組成員分工明確，各司其責，同時充分發(fā)揮團隊精神，確定合理、完備的測試方案。在其實驗報告中，列出本小組的成員以及分工情況，詳述本人分工的工作情況。同時，在測試過程中，每位同學必須有各自獨立的測試，記錄各自獨立的測試數(shù)據(jù)并進行相應的數(shù)據(jù)分析。

3）在考核方面，我們對實驗教學設立了獨立的考核環(huán)節(jié)。實驗考核內(nèi)容為開放式的綜合性實驗設計，時間為2周。通常電子測量技術課程的所在學期學生還有教學實習課程即收音機焊接實習課程，按照要求每位學生都要焊接的自己收音機作品。對于電子測量技術實驗的考核則結合收音機焊接實習開展，要求每位學生查閱資料，對自己焊接的收音機進行電路特性的測試設計和調(diào)試，由實驗指導老師根據(jù)實驗設計水平、設備操作熟練程度以及調(diào)試結果現(xiàn)場打分，并最終提交一個完整的報告。作為本門課程實驗環(huán)節(jié)的考核。通過改革考核方式，增強了學生的動手實踐能力和獨立解決問題的能力；也為指導老師客觀、公正、全面地反映學生的掌握情況和能力。

3教學效果

改革后的實驗內(nèi)容體現(xiàn)出重應用、重技能、重素質(zhì)的特點，要求學生在實驗過程中運用所學的理論基礎知識來指導設計并獨立完成，其成效是顯著的，一方面，在參與實驗的過程中，一切由學生獨立思考和動手，學生在課堂上學習的理論知識得到了驗證和應用，從而提高了學生的實驗興趣，學生的設計技能、調(diào)試技能、測試技能和實驗研究技能得到了充分的訓練。另一方面，實驗內(nèi)容的安排貫穿了整個電子測量技術理論教學的各個知識點，學生在實驗設計的過程中需要相應的電子測量技術的理論知識支撐，從而促進了學生對于課堂理論教學內(nèi)容的學習興趣，更激發(fā)了學生對于電子測量方法和原理和學習和探索欲望。

綜上，學生在進行了電子測量技術的課堂及實驗教學環(huán)境的學習后，能夠在熟練掌握常用測量原理和方法和常用電子測量儀器的原理和操作的基礎上，能根據(jù)被測對象正確選擇測量方案和儀器，能對測量結果進行正確的誤差分析和數(shù)據(jù)處理，切實提高了學生動手能力和創(chuàng)新意識，增強了學生的綜合測試能力。

4結束語

經(jīng)過不斷的改革與實踐，將電子測量技術實驗逐漸轉(zhuǎn)變成學生喜歡且重視的環(huán)節(jié)，學生的學習興趣明顯提高，在實驗過程中更是培養(yǎng)了學生的團隊合作精神以及獨立解決問題的能力。改革后的實驗大大增加了老師指導實驗的工作量，十分辛苦，但是看到電子測量實驗中涌現(xiàn)出一批理論知識扎實，動手能力強的學生，我們頗感欣慰。電子測量實驗也成為后續(xù)的大學生創(chuàng)新大賽發(fā)現(xiàn)和選拔人才的重要環(huán)節(jié)，電子測量實驗室成為實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要基地。

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