电子测量教学改革探索和实践

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1、电子测量教学改革探索和实践　　摘要：电子测量是一门理论性和实践性相结合的综合课程。为了提高电子测量的教学质量，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，从而培养出具有扎实的理论基础和解决实际问题能力的专业人才，使之能够快速适应社会对电子测量领域的需求。从课堂教学、实践教学和考核方式等环节对该课程教学进行改革。关键词：电子测量；教学改革；实践作者简介：张东明（1977-），男，河南新乡人，河南大学物理与电子学院，讲师；贺明（1954-），男，河南开封人，河南大学物理与电子学院，副教授。（河南开封475001）中图

2、分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）05-0070-028电子测量是高等院校电子信息科学技术类学科的重要专业基础课，是一门理论性和实践性相结合的综合课程。其内容包括电子测量工作中常用和基础的测量原理与方法、测量和测试分析领域的介绍、测量误差与不确定度、测量数据处理知识以及自动测试系统与电子测量技术的发展介绍等。该课程作为河南大学（以下简称“我院”）电子、测控、通信工程的重要专业课，其内容具有很强的实践性、技术性和综合性。该课程作为各类高等院校电子信息类教学的基础环节，其教

3、学改革具有十分重要的意义。通过几年来的教学实践，在课堂教学、实践教学和考核方式等环节进行了课程教学改革的探索和尝试。一、课堂教学1.精选教材电子测量发展速度很快，各种仪器的更新更是日新月异。就“示波器”而言，其通带宽度、实时采样率、存储深度、图像刷新速率都在快速提升，其功能也从单一的时域仪器，通过组成混合信号示波器和添加适当软件，就可以成为带有数据域分析和FFT频域分析功能的多功能仪器。因此，传统的以典型仪器为主线的教材已无法满足仪器快速发展变化的要求。笔者选择的是蒋焕文、孙续主编的教材。[1]该教材以电子测

4、量基础知识、基本原理和方法为主线，注意理论联系实际、提高能力，适应测量理论、技术和仪器迅速发展与更新换代的要求。2.突出教学重点，传统和现代兼顾8电子测量涉及的内容比较广泛，包括示波测试技术、信号源、时频测量和调制域分析、电压测量、频域测试、数据域测试和自动测试系统等，但是只有54个理论学时，所以在讲授过程中必须突出重点章节，其他内容适当缩减。笔者把“示波器”和“电压测量”这两章作为重点进行讲解。把“示波器”作为重点，一方面是因为示波器是目前使用最广泛的时域分析仪器，具有分析信号直观的特点；另一方面，“示波器

5、”的显示原理也是后继其他图示分析仪器的基础。电压是电路和信号最基本、最重要的参数，是在电子或电路系统普遍使用的电子测量仪器；同时大量非电量的测量也多是通过传感器转变为电压信号再进行测量。因此笔者把“电压测量”作为本课的另一个重点章节。对于各种测量仪器电路方面的阐述则侧重于原理、功能，而不把过多教学时间放在具体电路上。在对新旧内容选择上采取以现代测量原理和技术为重点，同时适当照顾目前仍有较多使用的传统内容，以新为主、新旧兼顾，使课程在总体上保持一定的先进性、新颖性。这样可以在限定的课时内把电子测量的基本原理阐述

6、清楚。3.采用多媒体教学方式，通过仿真实例改善教学效果8充分利用多媒体资源（图像、音频、视频、动画）可以使抽象的知识内容形象化、具体化，加深了学生对所学知识的理解。比如在讲示波器的时候，可以通过使用LabView软件虚拟一个双踪示波器，动态地显示电压的波形以及测量的过程：包括触发方式、扫速调节等，使学生对示波器有一个感性的认识。[2]在讲解调制域分析与应用时，根据跳频通信系统的基本工作原理，使用Simulink设计和实现跳频系统仿真模型，[3]对跳频信号进行仿真，并在此基础上构建了跳频技术在蓝牙通信中的应用仿

7、真模型，使学生对抽象的跳频概念和原理理解起来更加容易。如图1所示，在通信及数据传输测试中广泛使用的眼图功能可以通过Matlab进行仿真。[4]通过这些仿真实例很好地调动了学生的学习兴趣，改善了课堂教学效果。4.加强章节之间的联系，提高分析问题的能力电子测量内容比较繁杂，各章节的内容相对比较独立，容易造成学生学习比较单调。在教学中，如果能够加强学习内容之间的纵向联系则可以加强学生对知识的理解，同时还能培养学生的分析总结能力。比如测量相位差可以把采用李沙育图形法和采用计数器测周期这两种方法进行对比讲解。在讲调制信

8、号测试时，可以把用示波测试的梯形法和频谱仪分析法进行分析对比。这样能够让学生加深理解测量方法的本质，使学生养成以测量需求出发选取仪器，针对具体问题选择合适的测量方案，提高分析解决实际问题能力。二、实践教学作为一门实践性很强的课程，电子测量的实验教学是一个十分重要的环节。通过实验一方面可以加深学生对理论知识的理解；另一方面，可以使学生对课堂上讲授的理论知识和生产实际进行联系，从而提高学生的动手能力、工