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摘要：“电子测量技术”是电子信息工程等工科专业的一门综合性较强的专业技术基础课程。课程开设的目的是使学生掌握典型电子测量仪器的原理、性能及使用方法，学生熟悉并且掌握常用电参量的测量原理与测试方法，对测量数据进行科学的处理及表示；通过学习使学生能够针对不同的测量任务，独立选取适当的测量仪器组成测试系统，合理的设计测量方案，并能调试、排除在测量过程中能够的简单故障，准确测量电参量及正确处理测量数据，获得准确可靠的测量结果。通过对适用型培养模式下课程教学模式的改革，在讲授的过程中将理论和实践有机的结合在一起，同时加入学生独立的实践设计环节，可有效的调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情，开拓学生的思维能力，培养学生的独立创新能力。
关键词：电子测量与仪器；课程改革；适用型；人才培养
本文引用格式：王春杰等.适用型人才培养模式下《电子测量与仪器》课程改革[J].教育现代化，2019，6（7）：56-58
《电子测量与仪器》作为电子信息工程、微电子科学与工程、测量仪器等相关工科专业的通用专业技术基础课程，内容涉及基础性、科普性和实践性。其主要内容包括电子测量的基本原理、方法和分类，测量误差的分析和数据的科学处理，主要典型电子仪器的组成、工作原理、功能、性能指标，基本电参数的测试方法，智能仪器、虚拟仪器和自动测试系统等相关知识。
近年来，随着传感器技术等领域的飞速发展，电子测量技术的应用范围得到了大大的扩展，而其与计算机和自动控制技术的融合又使得电子测量技术以高速化、集成化、智能化、自动化的测量优势渗入到各行各业之中。目前该课程已经成为电子技术、信息工程、仪器与仪表、机械、航空航天等诸多领域的专业基础之一。而当前电子测量课程的教学却并非都能跟上电子测量行业的蓬勃发展。学校的软件、硬件设备跟不上电子测量领域技术的发展，教材落后，实践设备陈旧，实验主要以验证性实验为主，无法充分调动学生的积极性。开设该课程的学校各专业的学生对该课程的重视程度和学习效果也不尽人意。另一方面，在工科相关专业的课程设置上，《电子测量与仪器》一般都以专业选修课形式出现，学生在学校里参加的实训机会少，认识不到该课程的重要性，而选修课多以考查的形式结课，这使得一些学生对该课程提不起兴趣，也无法给予足够的重视。电子测量课程的教学现状和主体认识的不足及相对落后的教学形式密切相关。
《电子测量与仪器》是一门综合性较强的专业技术基础课程，然而在培养方案设定时，由于种种原因，《电子测量与仪器》课程安排的学分少、学时数少，有的专业没有设置实验课程，有的专业甚至无法完成全部章节的教学。因此需要从根本上调整《电子测量与仪器》课程的基本设置，以保证课程内容的完整性和饱满性。此外，由于内容涉及领域众多，《电子测量与仪器》的内容较为繁杂，如果仅仅按照书本上的知识照本宣科，学生的学习积极性不高，最终导致学生的厌学心理，课堂的教学效果一般。作为一门专业技术实践基础课，要充分激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性、主动性，让学生在课程学习中能够学有所用，找到学习乐趣。首先，可以根据课程特点，将课程内容进行归纳总结，先向学生介绍学习这节课的必要行和理由，这门课程与我们以后的工作、从事的方向关系是什么样的，与我们的生活有着怎样的联系；由一些问题而引发的好奇心，然后我们应该了解这些课程的哪些内容，最后再逐步深入的去讲解具体的相关内容。在《电子测量与仪器》这门课程中，通过突现“构想-实现”的课改教学模式来向同学们强化并尝试学习、掌握新的电子测量相关知识。
鉴于电子测量技术所涉及的门类和领域非常广泛，在重新构建《电子测量技术》课程内容体系时就必须采用综合化的方法，对所涉及的教学内容重新进行整合。
根据培养目标及培养方案的要求，结合目前企业相关技术领域常用的电子测量技术所涉及的专业知识和技术手段，将该课程的教学内容划分为三大部分并使其各具特色。
突出了电子测量技术基本原理的应用性。第一部分教学内容为电子测量的基本概念、意义、特点，电子测量仪器的功能和分类，测量误差的基本理论、合成与分配，测量数据的处理技术与表示方法，以及电压测量、阻抗测量、频率测量、时间测量、周期测量、频域测量、数据域测量等各种电参数的测量方法、、原理和测量数据的科学处理方法和表示方法。
强调了电子测量技术及仪器的工具性。第二部分教学内容包括：信号发生器、示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪以及与上述电子测量技术相对应的常用电子测量仪器的组成、原理、使用以及相关实际应用。从基础上讲解常用典型电子测量仪器所涉及的相关知识，要求能掌握各种仪器组成部分的功能和工作原理，熟练使用各种仪器进行各种电参数的测量，并进行分析和处理。
体现了电子测量技术发展的先进性。第三部分教学内容包括：智能仪器、自动测试系统、测试总线以及虚拟仪器的基本原理及应用。同时应掌握使用仿真软件来设计虚拟仪器，并使用虚拟仪器进行理论模拟；掌握自动测试系统的设计、开发和检验。要求能独立设计自动测试系统来对某一项参数进行系统的测试和处理。
基于上述对教学内容进行的阶梯型分层，除了满足学生专业技术应用能力培养的科学性、实践性之外，还注重了教学内容的先进性。
一 讲述电子测量时突出体现“启发式教学”在电子技术中的重要意义
在教学的整体过程中，教师一方面需要正确传授课本上的知识，另一方面也应该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。启发式教学最先是由美国提出的一种教学模式，主要是通过问题来引发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维能力。启发式教学已经有了很多的成功案例，因此我们应大力提倡启发式教学方法。但是在具体的实施中，需要对教学模式进行合理的完善。
在教学过程中，应突出学生的学习主体地位，引导并辅助学生成为课堂学习的主力，激发学生的学习热情，提高学生的综合能力。例如，在讲授第一章课程时，可通过一个假设向学生了解学习《电子测量与仪器》这门课程的意义、重要性。例如：
生活中我们所接触的哪些仪器属于测量仪器，功能和地位如何？人们如何利用多种电路元器件和电子技术手段来实现多种电子化工作的过程，实现全自动化生产、运行控制过程。而在科学研究领域中，要实现诸如火箭、飞机、卫星、导弹准确运行的过程，首先必须准确得到哪些信息？这些信息是如何得到的。而对于一些电子仪器、电器设备的各种实时的电信号和非电信号（非电信号可通过传感器转换成电信息），我们怎么去产生、分析、处理，又如何去实现控制呢？在举出例如上述的假设之后，可以通过一些实例来对各部分内容进行更加具体的理解。通过一些学生的大学生创新创业项目，例如：“基于单片机用于检测汽车内有毒气体报警器的设计”等，进行阐释学习自动测试系统的意义，什么是自动测试系统，怎么去根据测试目的有效的构建测试系统。又如在讲授电子计数器时，讲授完基本原理后，学生可以使用自己基于单片机制作的电子计数器，通过LED和按键实现对秒钟或分钟的计数，学生看后就有了很深地印象，加深了对本节知识的充分理解，同时激发了他们学习兴趣，起到了很好地课堂教学效果。
电子信息工程专业学生往往认为《电子测量与仪器》这门课程太过于基础，学习意义不大，以后也不一定能用上，不用给足够够重视。殊不知，测量，才是科学进步的基础。“没有测量，就没有科学”，“测量是认识自然界的主要工具”，测量是通过实验方法对客观事物取得定量信息即数量概念的过程，是人类认识和改造世界的一种不可或缺的手段。广义的说，有了实验科学以后近代自然科学才真正形成。因此，应该在这门课程讲授的开始和过程中，不断的让学生认识到学习电子测量的重要性。
二 讲述测量仪器时突现测量仪器和参数的“设计理念与实现原理”二者关系
在《电子测量与仪器》课程讲解过程中，“示波器”和“信号发生器”是两种最基本的，也是应用最广泛的、最具有代表性的电子测量仪器。这两个仪器分别代表着电子测量系统的两个端口“激励源”和“响应端”。在课程讲授过程中，让学生了解到二者之间的关系，即信号的输入和输出之间的关系。为了更进一步让学生理解仪器的具体功能、组成和基本工作原理，可以让学生尝试设计一个信号的检测系统，从系统的具体设计方案，到对中间测试设备的选择，再到对信号设定有哪些具体要求，在过程中让学生找到学习兴趣，激发学生设计灵感、创新思维、发现问题和解决问题的能力。
除了基本的电子测量仪器外，最基本的参数测量也很重要，如在教材的讲授过程中涉及到的电参数的测量主要包括以下几个方面：
（一）电能量测量：包括对各种频率、波形下的电压、电流、功率等参数的测量方法、原理以及对测量数据的科学处理方法和表示方法。
（二）电信号特性测量：时域特性测量、频域特性测量和数据测量，具体包括对波形、频率、周期、相位、失真度、调幅度、调频指数、群迟延、信号带宽以及数字信号的逻辑状态等的测量。
（三）电路元件参数测量：电路元件参数测量包括对电阻、电感、电容、阻抗、品质因数及电子器件参数等的测量。
在这些章节内容的具体讲授过程中，将这些参数和我们的生活实际案例相联系，同时和教师的科研项目测试部分相结合，从几个方面进一步激发学生对本门课程的学习积极性！在每章讲解结束后，可以开发一些与生活实际相联系的思考题，这样既发动同学们主动思考，培养其发现问题、解决问题的能力，也在思考的过程中加深了学生对相关知识点的理解和记忆。例如在电压测量章节中，可以加入一些思考题：“从物理角度来阐述热电偶式有效值电压表的基本工作原理？”、“尝试阐述积分式A/D转换器的物理意义？积分式、比较式和并联式三种A/D转换器，哪一种发展更有前景，为什么？”，通过小组讨论的形式进行考核，即考查了学生知识点的掌握情况，也锻炼了学生团队合作能力。
三 实验内容与实际应用案例相结合
实验设计方面，在现有课程基础上，与实际应用相结合，开设与课程对应的实验内容，并采用实际应用案例来讲解仪器的具体使用方法和功能特点。例如在示波器实验中，可以采用人体电信号为例来讲解、考查示波器的使用、功能和原理；在频谱分析仪实验中，可以以检验电磁干扰信号为例来讲述频谱分析仪的应用；也可以通过综合项目设计来检验学生对整体内容的理解和掌握程度，例如要求学生用软件自行设计虚拟频谱分析仪，在检验Labview应用的同时也加深了对频谱分析仪的理解；同时进一步通过虚拟频谱分析仪分析信号的失真度，将结果与实际仪器实验数据相比较，这样从理论和实践两方面同时对频谱分析仪进行了加深理解。实验内容以提出问题-解决问题-归纳分析问题为思路。提出问题环节是教师依据实验项目向学生提问；解决问题环节是以学生为主体，教师为辅助，指导方法多样化、灵活化；归纳分析问题是由学生依据实际实验操作情况独立完成。实验报告的撰写方面，内容包括实验目的、原理、仪器、内容、项目实做、实验总结等方面。考查的重点是项目实做和实验总结，项目实做要求学生根据自己的实际操作情况如实填写实验步骤；实验总结要求学生总结实验的重点内容和注意事项，并写出自己的实验反思。
四 考核评价
考核评价应当以我们的授课内容为基础，结合学生的基本素质培养效果和质量来展开。主要考察学生的知识向能力转化的水平，理论向实践转化的能力，建立与教学内容相适应的考试模式，形成考知识水平与考理解能力相结合，考理论基础与考实际应用相结合，考能力与考创新相结合的评价体系，从模式上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、实验考核和写读书心得三合一的考核方式。理论考试重点考核学生对理论知识的掌握程度，依据考试答题情况给予成绩；实践环节考核学生的动手能力及创新能力：如设计一个虚拟电子仪器（频谱分析仪、失真度仪等等），通过教学平台提交；或针对某一项参数设计一个自动测试系统，要求写出设计方案和功能原理图，依据实验情况给予成绩。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，并形成报告，依据撰写情况给予成绩。三合一的考试方法，从理论+实践+创新思维三个方面考查学生对本门课程的学习程度。
五 结束语
通过上述课程改革，发现同学们不仅不会对繁杂、枯燥的内容产生反感情绪，反而听课的积极性大大提高。尤其是通过这种结合实际的讲授办法，不仅充分调动学生的学习积极性、主动性，激发学生的学习的兴趣，使课堂教学效果更上一个台阶。
参考文献
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