電工測(cè)量多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

馬紀(jì)梅

摘要：《電路理論基礎(chǔ)》和《電磁場(chǎng)》課程是電氣信息類專業(yè)的兩門主干基礎(chǔ)課，理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)，《電工測(cè)量》是其配套實(shí)驗(yàn)課程。本文就建設(shè)多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室，以期激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參加實(shí)驗(yàn)的積極性，更好地開展電工測(cè)量課程，進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述。

關(guān)鍵詞：電工測(cè)量；多媒體；實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）23-0258-02

《電路理論基礎(chǔ)》和《電磁場(chǎng)》課程是電氣信息類專業(yè)的重要理論基礎(chǔ)之一，現(xiàn)已發(fā)展成為一門體系完整、邏輯嚴(yán)密、具有強(qiáng)大生命力的學(xué)科領(lǐng)域；如今的電路理論和電磁場(chǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于信息傳輸、自動(dòng)控制、圖像處理、電力傳輸、生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)工程領(lǐng)域。其課程具有較深的理論性和一定的實(shí)踐性，為加深理論的理解和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，這兩門課程一般都附帶實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在本?！峨姽y(cè)量》是這兩門課程的配套實(shí)驗(yàn)課程。

一、電工測(cè)量實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

1.實(shí)驗(yàn)室軟硬件設(shè)備老化[1]，授課模式單一。電工測(cè)量實(shí)驗(yàn)室基本上都配有示波器、信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、萬用表、交直流電橋等常規(guī)硬件設(shè)備，能夠配套的軟件設(shè)施比較少，與當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和日益普及不協(xié)調(diào)，鮮將多媒體、教學(xué)視頻和虛擬仿真引入到實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)不強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣不高。在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上只能做簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性和少量的綜合性試驗(yàn)；教學(xué)組織模式單一，教師通過講解使學(xué)生理解并掌握實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟、儀器儀表使用方法、注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求等。盡管教師盡力授課，也力爭(zhēng)將注意事項(xiàng)面面俱到，但由于授課方式的限制，學(xué)生聽課效果不佳，在實(shí)際操作時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)老師已提到的各種問題，遇到問題往往不是自己分析、調(diào)試、尋找原因，而是直接找老師解決，實(shí)踐效果不佳。此現(xiàn)象城市學(xué)院尤為明顯。

2.實(shí)驗(yàn)室開放面狹窄，一些院校的實(shí)驗(yàn)室只是對(duì)現(xiàn)學(xué)本課程的學(xué)生開放，不允許往屆、外專業(yè)或者外校師生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，影響了交叉學(xué)科學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[2]，也使得校與校之間資源得不到共享，無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，鍛煉其綜合運(yùn)用能力。

3.實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍有待提高，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室的人員基本上都存在以下問題：實(shí)驗(yàn)教師技術(shù)力量薄弱、實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量不足、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員地位需要改善。

二、改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，建設(shè)電工測(cè)量多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室

為更好地配合理論教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參加實(shí)驗(yàn)的積極性，從而提高實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)水平，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和分析問題、解決問題的能力，其相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)越來越受到人們的重視，電工測(cè)量多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生，其主要功能如下：

1.多媒體教學(xué)系統(tǒng)：將多媒體和教學(xué)視頻引入到實(shí)踐教學(xué)中，加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。將涉及到的17個(gè)實(shí)驗(yàn)的多媒體課件按照實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、儀器儀表使用方法、注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求等內(nèi)容設(shè)計(jì)編寫，其中盡量結(jié)合FLASH動(dòng)畫力求通俗易懂，便于學(xué)生接受。錄制重要儀器儀表和17個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作視頻，可以上課時(shí)演示教學(xué)，也可放到電路課程網(wǎng)站上，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作過程。

2.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備計(jì)算機(jī)及其實(shí)驗(yàn)仿真教學(xué)軟件，學(xué)生可利用計(jì)算機(jī)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)、確定實(shí)驗(yàn)方案、處理數(shù)據(jù)結(jié)果、繪制實(shí)驗(yàn)曲線，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)用仿真軟件來進(jìn)行模擬。

電路課程配套的電工測(cè)量實(shí)驗(yàn)主要分為驗(yàn)證型、綜合型和設(shè)計(jì)型三個(gè)不同層次。如果對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行操作可以加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。但受課程教學(xué)課時(shí)安排限制和院校實(shí)驗(yàn)室條件的影響，在一定程度上制約了實(shí)踐教學(xué)的深入開展。因此，在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的基礎(chǔ)上，以課外仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為輔助，對(duì)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力有很大的幫助。在開發(fā)仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)平臺(tái)中，我們根據(jù)需要采用多種軟件工具，如Pspice和Multisim等。

3.建設(shè)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，充分開放實(shí)驗(yàn)室。通過此平臺(tái)可以預(yù)約實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上查詢實(shí)驗(yàn)成績(jī)、提供師生交流空間。以此平臺(tái)為契機(jī)可以面向全?；蛲愒盒５膸熒_放。

4.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師的師資建設(shè)。改變單一講授的授課模式，將各種現(xiàn)代化的教學(xué)手段和討論式、啟發(fā)式、項(xiàng)目教學(xué)法等教學(xué)方式和嚴(yán)格的考核制度相結(jié)合，在顯著改善教學(xué)條件、提高教學(xué)效果的同時(shí)減少設(shè)備消耗，節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，克服時(shí)間和空間上的限制，使實(shí)踐課的開課率和學(xué)生的操作技能得到明顯提高。

三、依托電工測(cè)量多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室所進(jìn)行的典型實(shí)驗(yàn)

在具有上述功能的電工測(cè)量多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行各種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、實(shí)際應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)，如若現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件滿足不了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求，那么相應(yīng)的也可以用電路軟件來進(jìn)行仿真模擬，滿足了學(xué)生的求知欲。

在電工測(cè)量中《用二瓦特計(jì)法側(cè)三相功率》[3]實(shí)驗(yàn)可以說無論從原理、實(shí)驗(yàn)操作、接線還是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理來說都有一定的難度，如若在多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，那會(huì)大大的提高實(shí)驗(yàn)效果。首先，學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)預(yù)約此實(shí)驗(yàn)，預(yù)約成功之前必須完成一套關(guān)于此實(shí)驗(yàn)精心設(shè)計(jì)的測(cè)試題，它包括用二瓦特計(jì)法側(cè)三相功率的原理、條件、功率表、交流電流表的解法、三相負(fù)載正確的Y和▲連接方法，了解此實(shí)驗(yàn)中所用到的低功率因數(shù)功率表、交流電壓表、電容箱等儀器儀表設(shè)備。若A相中接入電容箱哪塊功率表有可能出現(xiàn)負(fù)值，若出現(xiàn)時(shí)如何處理，如何測(cè)量三相電路的總功率等問題，這樣就杜絕了學(xué)生不提前預(yù)習(xí)就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)象。其次，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之后由老師帶領(lǐng)熟悉儀器設(shè)備、使用方法、注意事項(xiàng)。在現(xiàn)有的電路仿真軟件上進(jìn)行理論模擬，以期對(duì)實(shí)驗(yàn)的電路連接、儀器設(shè)備、試驗(yàn)結(jié)果有感性的認(rèn)識(shí)。再次，進(jìn)入實(shí)物實(shí)驗(yàn)階段。首先按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，把相關(guān)的電壓、電流和功率表示值記錄下來。動(dòng)手能力比較強(qiáng)的學(xué)生可以在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展，如能否用一塊功率表測(cè)量三相電路的總的無功功率，如何實(shí)現(xiàn)。如若設(shè)備不足可以在電路仿真軟件上進(jìn)行模擬。最后，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)將完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告交給實(shí)驗(yàn)老師，老師批改之后，登錄成績(jī)，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢。由此可以看出依托電工測(cè)量多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室可以大大地激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高他們的動(dòng)手實(shí)踐能力。同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)也減輕了實(shí)驗(yàn)老師的勞動(dòng)強(qiáng)度。

當(dāng)然，要建設(shè)具有上述條件的多媒體一體化實(shí)驗(yàn)室的投入是巨大的，我們可以以電工電子實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)為契機(jī)更新設(shè)備。中心在建設(shè)過程中，儀器設(shè)備廠商會(huì)提供相關(guān)的培訓(xùn)課程，中心要定期安排實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員出去學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識(shí)，并鼓勵(lì)他們不斷學(xué)習(xí)以提高他們自身的學(xué)歷水平。同時(shí)利用中心建設(shè)擴(kuò)大開放面，為提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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