蔡建文

【摘 要】《測(cè)控儀器電路》課程是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門核心專業(yè)課。該課程是在電子技術(shù)與測(cè)量、控制之間架起一座橋梁，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生熟悉怎樣運(yùn)用電子技術(shù)來解決測(cè)量與控制中的任務(wù)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何在測(cè)量和控制中運(yùn)用電子技術(shù)，如何與光、機(jī)、計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)測(cè)控任務(wù)。本文針對(duì)課程特點(diǎn)，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了探討，以期提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)手段

“測(cè)控儀器電路”是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課。該課程是在電子技術(shù)與測(cè)量、控制之間架起一座橋梁，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生熟悉怎樣運(yùn)用電子技術(shù)來解決測(cè)量與控制中的任務(wù)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何在測(cè)量和控制中運(yùn)用電子技術(shù)，如何與光、機(jī)、計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)測(cè)控任務(wù)。本課程側(cè)重測(cè)控電路的外特性，電路的選用及設(shè)計(jì)，熟悉掌握測(cè)控電路的分析與設(shè)計(jì)方法。課程教學(xué)中增加雙語教學(xué)環(huán)節(jié)，可以更好地促進(jìn)專業(yè)核心課程建設(shè)，使得該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段更為豐富，從而更有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不斷提高教學(xué)效果，不斷提高學(xué)生的外語水平及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

1 課程教學(xué)內(nèi)容

《測(cè)控儀器電路》課程是一門專業(yè)核心課程，它既有自身的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性，在本科教育中起著重要的作用，因此本課程教學(xué)內(nèi)容逐漸由基本理論知識(shí)向電路在測(cè)試系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用轉(zhuǎn)變，以期不斷提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力；不斷更新教學(xué)內(nèi)容，加入外文內(nèi)容和一些復(fù)雜測(cè)控電路的知識(shí)，讓學(xué)生掌握和了解測(cè)控系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的前沿信息。

課程理論教學(xué)內(nèi)容主要圍繞以下幾個(gè)方面開展：①測(cè)量放大電路；隔離放大電路；增益調(diào)整與切換及線性化電路；功率放大電路。②調(diào)制解調(diào)的功用和類型；調(diào)幅式測(cè)量電路；調(diào)頻式測(cè)量電路；調(diào)相式測(cè)量電路；脈沖調(diào)制式測(cè)量電路。③濾波器的基本知識(shí)；RC有源濾波電路；集成有源濾波器；跟蹤濾波器；數(shù)字濾波器。④加減運(yùn)算電路；對(duì)數(shù)、指數(shù)及乘除運(yùn)算電路；微分積分運(yùn)算電路；常用特征值運(yùn)算電路；復(fù)雜運(yùn)算電路。⑤采樣保持電路；電壓比較電路；電壓頻率轉(zhuǎn)換電路；電壓電流轉(zhuǎn)換電路；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。⑥信號(hào)細(xì)分與辯向電路。⑦測(cè)控電路中的抗干擾技術(shù)。

本課程開發(fā)了虛擬實(shí)驗(yàn)、FLASH動(dòng)畫演示、計(jì)算機(jī)仿真軟件，可在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)測(cè)控電路分析、應(yīng)用等多種功能，避免重復(fù)購置的浪費(fèi)，節(jié)約了大量資金。虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還可利用網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，老師通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程，同時(shí)管理幾十個(gè)甚至上百個(gè)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。

基于LabVIEW的測(cè)控電路虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和THZK-1型測(cè)控技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建了演示性、驗(yàn)證性和綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性三層次實(shí)驗(yàn)體系。驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)可以很好地培養(yǎng)學(xué)生想象、構(gòu)思、自主實(shí)驗(yàn)的能力。開發(fā)了基于VB的測(cè)控儀器電路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，學(xué)生可充分利用這些軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析及信號(hào)分析。

2 教學(xué)方法與教學(xué)手段

1）以優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源建設(shè)為抓手，通過開發(fā)基于LabVIEW的測(cè)控電路虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、測(cè)控電路網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、編寫適合應(yīng)用型本科教學(xué)需要的輔助教材等，為實(shí)現(xiàn)不受時(shí)間空間限制的互動(dòng)教學(xué)創(chuàng)造良好的硬件平臺(tái)，為課程建設(shè)和人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2）依托優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，創(chuàng)建“三階段、三步走、三結(jié)合”的理論教學(xué)新模式，實(shí)施構(gòu)閉環(huán)式、互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)，構(gòu)造“工程化、多元化”的實(shí)踐教學(xué)體系加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3）將學(xué)生自主性、探究性學(xué)習(xí)能力具體的分解為敏銳發(fā)現(xiàn)問題的能力、有效解決問題的能力、學(xué)以致用的能力和舉一反三的能力。利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的典型案例、課后練習(xí)、自測(cè)試題等資源和虛擬實(shí)驗(yàn)室等進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自主訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生敏銳發(fā)現(xiàn)問題的能力和有效解決問題的能力；同時(shí)通過自主應(yīng)用培養(yǎng)了學(xué)以致用的能力。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)自己的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)自主提高，培養(yǎng)了舉一反三的能力?！白灾鲗W(xué)習(xí)、自主訓(xùn)練、自主應(yīng)用、自主提高”四個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成自主性、探究性學(xué)習(xí)的漸進(jìn)過程，使學(xué)生從初步入門達(dá)到靈活自主應(yīng)用的階段。

4）通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課外科技活動(dòng)四個(gè)環(huán)節(jié)的分層次、遞進(jìn)式反復(fù)訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。分層次：本著“因材施教”、“因人而異”的教學(xué)理念，針對(duì)基礎(chǔ)、能力不同的學(xué)生提出不同的要求。比如對(duì)實(shí)踐能力稍弱的學(xué)生，在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中只要求完成規(guī)定的驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)；在課程設(shè)計(jì)中，要求完成理論設(shè)計(jì)、分析計(jì)算即可。對(duì)有能力的學(xué)生要求進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)中必須做出實(shí)物，調(diào)試通過。遞進(jìn)式：通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等的訓(xùn)練，學(xué)生能夠高質(zhì)量完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過組織學(xué)生在課余參加教師的科研項(xiàng)目、申報(bào)大學(xué)生訓(xùn)練項(xiàng)目、參加各類競(jìng)賽，達(dá)到培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的目的。

5）將教師科研過程中遇到的相關(guān)問題加以提煉，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在課堂中組織學(xué)生進(jìn)行討論，用學(xué)過的基本概念和控制方法加以分析與設(shè)計(jì)，讓學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的典型應(yīng)用領(lǐng)域及最新科技前沿。

3 結(jié)論

《測(cè)控儀器電路》課程建設(shè)項(xiàng)目在教學(xué)改革上進(jìn)行了一些有益的探索和嘗試，并且對(duì)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)手段和方法的改進(jìn)與完善等方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究和總結(jié)，取得了不錯(cuò)的成果。

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[責(zé)任編輯：王偉平]