“电子测量技术”课程教学改革与实践
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作者: 夏哲雷许华王秀敏肖丙刚
摘要：文章分析了“电子测量技术”课程的特点和当前发展趋势，介绍了该课程作为中国计量学院精品课程在教材建设、教学内容、教学方法和手段、实践教学、师资队伍建设等方面进行的一系列改革措施和创新性实践教学。
关键词：电子测量技术；教学改革；教材
作者简介：夏哲雷（1957-），男，浙江杭州人，中国计量学院信息工程学院院长，教授；许华（1960-），女，浙江杭州人，中国计量学院信息工程学院，副教授。（浙江 杭州 310018）
基金项目：本文系中国计量学院2011重点教改项目“具有电子测量特色的电子信息专业实践教学体系的改革与实践”（项目编号：HEXZ2011001）资助的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）05-0047-01
“电子测量技术”是中国计量学院的一门特色课程。电子测量技术在科学技术、国防建设、工农业生产、通信、医疗、环保等各领域都有广泛的应用，在现代生活中电子测量技术也成为不可缺少的手段，例如电子称、电子表、电子体温计等等。“电子测量技术”课程的开设目的是使学生熟悉和掌握常用电参量的测量原理与测试方法，掌握典型电子仪器的原理、性能及使用方法；使学生能够正确选取适当的测量仪器组成测试系统，准确测量电测量及正确处理测量数据，以获得准确可靠的测量结果；同时要使学生了解电子测量技术在数字化、智能化、虚拟化、网络化方面的最新发展进程。笔者结合科研背景，尝试对本课程教学内容和教学方法进行改革与实践。
一、教材建设
教材的编写应具有科学性、先进性和适用性，立足理论与实践相结合，基本概念与现代技术相结合，注重作为教材的可读性和知识点的内在逻辑关系，深入浅出，系统而全面。我们根据“电子测量技术”课程教材变化和课程教学改革的需要，编写并公开出版了《电子测量技术》的新教材。[1]新教材主要有如下特点。
1.科学性
电子测量技术教材应该阐述测量科学的丰富内涵。本教材对测量和计量的基本概念给予准确科学的描述，介绍了经典误差理论和测量不确定的概念和评定方法，并将误差分析和测量数据处理贯穿于全书。
2.先进性
相比同类教材，内容较新、实用性强。例如示波器部分，许多教材介绍数字存储示波器原理时是在模拟示波器的基础上额外加一个数字化存储电路，经过数字存储之后的信号仍然需要转换为模拟信号送给静电偏转CRT进行显示。事实上在新型的数字示波器中，被测信号通过数字化存储以后不再转换为模拟信号，而是经过计算机处理，直接以像素的方式显示出被测波形。
3.适用性
“电子测量技术”是一门理论与实践结合紧密的课程，本教材的编写充分注重测试技术、实验方案在培养学生动手能力和创新能力中的重要作用。在教材内容的选择上突出应用型人才培养的特点，在介绍基本测量原理的同时充实应用实例。例如示波器的应用部分，介绍了示波器的基本测量方法、选择示波器应考虑的主要技术指标及使用示波器检测电子电路、AM/FM无线电测试和用数字示波器检测故障信号等。通过实例将学生的应用能力培养融汇于教材并贯穿始终。
二、理论教学
我们对“电子测量技术”课程的理论部分与实践教学进行了统一规划，重点加强学生实际测试测量能力和应用能力的培养。根据电子测量技术应用广泛的特点，在教学中突出实用性、前瞻性和趣味性。
1.课程网站
利用学校的Blackboard教学平台建立了“电子测量技术”课程网站。在此平台上设有网络课程，展示整个教学板块，学生可以自主选择要学习的部分进行学习。学生之间以及师生之间可以通过Blackboard 教学平台进行讨论、交流。
“电子测量技术”课程教学网站建有丰富的资源，设有网络课堂、教学课件、在线测试、视频资料、实践教学、知识拓展、讨论与答疑等板块。通过“讨论区”、“交流”等工具，可以实现教师生之间的交流与互动，很好地解决了师生课外交流少的问题；答疑板块及时为学生在学习中的疑问提供解答和帮助。通过讨论区教师可以及时了解学生在学习过程中碰到的学习难点和共性问题，以便在课堂讲授中进行更清晰的讲解。
如今高等院校都具备良好的网络设施，这为多媒体资源的共享提供了必要的硬件支持。在我们的网络教学平台上，有各种多媒体资源，如美国安捷伦公司、泰克公司、国家仪器（NI）有限公司的视频资料。多媒体资源能使枯燥且缺乏吸引力的内容变得生动有趣、图文并茂、动静分明，对教学有着很好的补充作用，尤其适用于“电子测量技术”这类综合性、实用性很强的课程。专业视频资源可以让学生了解电子测量行业的最新进展、电子测量仪器的正确操作和广泛用途。通常学生知道示波器可以测量电压、频率、相位，实际上在汽车修理中示波器也是很常用的仪器。
2.教学内容及方法
教学方法和手段的改革，就是要改变过去那种灌输式的教学方法，使学生能够以主动方式获取知识。现代教学模式中教师是教学活动的主导者，学生是教学活动的主体。教师一方面需要传授课本上的知识，另一方面更应传授分析问题和解决问题的方法，使学生由被动学习转变为主动探索。我们应大力提倡启发式教学方法，在教学过程中突出学生的学习主体地位，提高学生的综合能力。
在“电子测量技术”的教学中，课堂上主要是介绍电参量的测量原理及电子测量仪器的工作原理。我们使用动画、视频、LabVIEW软件进行辅助教学，给教学带来了新的活力。例如，电子示波器的扫描过程是一个动态过程，在书本上则只能给出静态的过程，在多媒体课件中利用动画，可使抽象的知识内容形象化、趣味化，加深学生对所学知识的理解和记忆，适合个性化学习，调动了学生学习的主动性、积极性。通过介绍一些当前新技术，比如教师有针对性地介绍自己的科研心得和成果，使学生了解电子测量技术的前沿动态。
3.考核评价
考核评价应当针对学生的基本素质培养效果和质量来展开。遵循知识向能力转化、理论向应用转化的原则，建立与教学内容相适应的考试模式，形成考知识与考理解相结合，考理论与考应用相结合，考能力与考创新相结合的评价体系，适应人才培养模式和教学模式的改革。在考核方式上，采取理论考试、实践考核和写读书报告三合一的考核方式。理论考试重点考核学生对理论知识的掌握程度；实践环节考核学生的动手能力及创新能力：设计一个电子仪器（如数字示波器、任意波形发生器），通过教学平台提交；写读书报告，针对电子测量领域的新测试技术、新测量仪器发表见解。
三、实践教学
实践教学的重要性是毋庸置疑的，它与理论教学相辅相成，在“电子测量技术”课程教学中起着举足轻重的作用。加强实验教学是为了能够培养学生的动手操作能力和创新思维能力，是培养创新型人才的前提。
“电子测量技术”课程教学改革强调理论和实践教学并重，在制订课程体系中，课程组就培养创新人才达成了共识：在学生创新能力的培养中，学习乃基础，思考是关键，实践为根本。通过调研和论证，结合现有的实验设备，选取一些具有创新设计价值的实验项目，让学生进行开发设计。为培养学生的操作技能、知识综合应用能力和创新能力，在实验内容的安排上建立由浅入深的多层次体系，以验证型实验为基础、设计型实验为主体、综合型实验为提升的实验体系，以培养学生的工程实践能力。由于“电子测量技术”课程需要培养学生利用常用的电子仪器（如各种电压表、示波器、信号发生器等）进行信号分析和处理的能力，因此开设一些仪器操作的验证性实验，同时，结合当前技术特点，利用现有的实验设备（如Labview软件）增加综合性、设计性、创新性实验。
随着计算机技术的发展，将计算机技术和仪器技术相结合，产生了一类新型测试仪器――虚拟仪器（VI）。虚拟仪器是一种由用户在计算机等通用设备组件的基础上自行定义设计的仪器。实际上，它是以通用计算机为核心的系统，配合一定的标准电子测量功能组件，利用专门编制的计算机应用软件实现信号的采集和后期数据处理等工作，并以一个如普通仪器面板一样的操作界面呈现出来。由于虚拟仪器技术具有实践性强的特点，对于学生的应用能力、创新能力的培养具有重要意义。利用计算机强大的软件技术，配上数据采集卡，学生可以自行设计出符合需要的各种电子仪器，如数字存储示波器、逻辑分析仪、任意波形发生器等。
四、结语
“电子测量技术”课程的教学改革是一项综合性的教改工程。近年来课程建设已经取得了一些成果，教学质量和教学水平正在逐年稳步提高。学生是课程建设的最大受益者，丰富的教学资源为学生学习提供了方便，综合性、创新性实验有利于学生深入理解和掌握课程原理，提高实际应用能力。通过课程建设也有力促进了青年教师的培养，他们参与教材建设、实验建设、网络资源建设等各方面的工作，并积极投身教学实践中，在课程建设中得到发展和提高。
参考文献：
[1]夏哲雷,许华.电子测量技术[M].北京:机械工业出版社,2011.
[2]许华,夏哲雷,卫力.“电子测量技术”网络课程建设的探索与实践[J].中国电力教育,2010,(3):107-108.
[3]习友宝,王厚军,古天祥.国家精品课程《电子测量原理》的建设与实践[J].实验技术与管理,2005,(9):80-83.
（责任编辑：刘辉）
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