《電子測量與儀器》網絡課程資源建設的特點及其應用

◆陳 劍 李 進

(浙江理工大學信息學院)

一、《電子測量與儀器》網絡課程資源建設的特點

1.電類課程的特點

從電子技術的發展來看，電類課程有著自身的一些特點。首先，電類課程的專業知識具有實驗性和探索性，甚至是隨著科學技術的發展，可能會被新的知識替代。這種技術和知識的更新，在行業中的電子產品上會首先得到體現。實際中，電子產品更新的速度很快。其次，電類課程具有很強的實踐性。

2.《電子測量與儀器》網絡課程資源建設的特點

結合電類課程專業知識的實驗性和探索性，在進行《電子測量與儀器》課程網絡資源建設時，宜引入行業中最新的電子測量儀器介紹及其技術講座，添加相關網絡鏈接、視頻和反映技術前沿的文獻。結合電類課程很強的實踐性，并考慮到網絡與電類課程之間的共同點:計算機化，在網絡資源應用中，適當地引入虛擬仿真實驗。特別是《電子測量與儀器》課程中基于計算機的虛擬儀器技術作為先進的測量技術，使得應用虛擬儀器進行虛擬仿真實驗成為可能，電子設計仿真軟件NI Multisim 很好地做到了這一點。與其它電類課程相比較而言，這是《電子測量與儀器》課程網絡資源建設和應用中獨有的一個特點。這樣，通過最新電子測量儀器、前沿技術和虛擬仿真實驗內容的資源建設和應用，以充分發揮網絡作為課堂延伸的作用。

二、《電子測量與儀器》網絡課程的資源建設

本文基于4A 網絡教學平臺，進行了《電子測量與儀器》網絡課程的資源建設。資源建設的基本模塊包括課程資源、作業、討論區、學習活動等。課程資源中包括課程內容、實驗內容、常用儀器簡介、以及設計常見儀器的芯片資料等，擴展的模塊有虛擬儀器、畢業設計等，主要課程資源組織圖如圖1 所示。其中，課程答疑安排在討論區進行。課程資源呈現的方式有文字、圖片、PPT、視頻等。根據前述《電子測量與儀器》網絡課程資源建設的特點，在網絡課程資源建設中還引入了最新的電子測量儀器類產品介紹與講座類的視頻，提供了虛擬儀器前沿技術的參考文獻，并設計了選擇、應用電子測量儀器的綜合性學習活動，即給定測量任務，讓學生在NI Multisim軟件中加載虛擬儀器進行虛擬仿真實驗。為了使學生在課外對課程內容有一個更好的理解，還專門設計了視頻題和思考題。

三、儀器產品講座類視頻的合理應用與引導

網絡課程作為課堂的延伸，應盡量促進學生自主學習。一方面，學生通過網絡課程能對課內的教學內容有更好地理解;另一方面，學生能學到與課內教學內容緊密相關的知識，對課內教學內容進行擴展。結合電類課程專業知識的實驗性和探索性，《電子測量與儀器》網絡課程引入了儀器產品講座類視頻，其視頻內容與課程內容緊密相關，其中包括最新的數字示波器和數字萬用表等視頻。

下面以數字示波器視頻的引入為例。受課內學時數的限制，“數字示波器”的課內教學內容重點講解數字示波器的原理和測量方法，包括探頭的基本應用。而更詳細的探頭應用及注意事項，則在網絡教學平臺上通過引入探頭視頻專題來學習。這拓展了學生學習知識的范圍。因為是學生自主學習，在教師不在現場的情況下，仍然應該引導學生學習，所以就視頻設計了視頻題，讓學生觀看視頻后回答問題，以幫助學生在觀看視頻的同時思考問題，使學生的自主學習更有效。

“數字示波器”視頻有關問題的設計要達到的教學目標是:使學生掌握探頭的基本應用和示波器的原理，理解探頭使用的注意事項和示波器的功能，并促進學生思考，幫助學生主動建構知識。教學設計遵循循序漸進、由淺入深的原則。首先，將一Flash 作為引子。它通過展示一個電子工程師在使用示波器檢驗產品的過程中遇到的一些困惑，來引出數字示波器產品中使用的新技術。其次，在其視頻下方顯示相應的提問，學生可帶著問題去觀看視頻。最后，提示回答某個問題后續所需要學習的視頻。如設計的問題有:探頭的作用有哪些，如何選擇、使用探頭(詳見后續視頻:探頭專題)。并在作業模塊下給出視頻題和答案。

四、虛擬仿真實驗學習活動

目前，實踐性很強的課程的教學安排大多采用課內實驗或課程設計來達到培養學生對知識的應用和實踐的目的。《電子測量與儀器》課程的內容在強調技術知識的同時，對知識的應用也很重視。基于能應用虛擬儀器進行虛擬仿真實驗的課程特點，在《電子測量與儀器》網絡課程資源建設中應用NI Multisim 軟件引入虛擬仿真實驗，有利于學生的知識建構和學習遷移。NI Multisim 軟件中加載虛擬儀器的方式有三種:自帶的虛擬儀器、基于LabVIEW 的虛擬儀器和NI ELVISmx 虛擬儀器。

在學生學習了多種電子測量儀器之后，利用4A 網絡教學平臺的學習活動模塊設計基于虛擬仿真實驗的綜合性學習活動，使學生通過本門課程的學習，能正確地選擇測量方案和儀器，達到完成給定測量任務的教學目標。依據教學目標，虛擬仿真實驗的學習活動內容為:給學生一個測量任務，讓學生在NI Multisim 軟件中加載虛擬儀器完成仿真實驗。具體的任務包括觀察濾波前后的時域波形、分析濾波后的信號頻率分量和測量濾波器的帶寬。考慮到濾波器帶寬測量的方法有多種，所以設計了投票環節，給出其中三種測量方案，讓學生從中推選出最佳的測量方案。這三種方案有用正弦信號源和示波器的觀察法測量、用波特圖儀(或頻率特性測試儀)的自動掃描法測量、用正弦信號源和電壓表的點頻法測量。附件作業中提供了NI Multisim 設計的語音濾波器電路原理圖，以方便學生課外進行仿真實驗。共享資源環節要求學生在活動中提供相關資源與同學共享，同時它也是支撐測量結果的依據。

五、結語

根據《電子測量與儀器》課程知識具有實驗性和探索性、設計計算機化等特點，且能使用虛擬儀器進行虛擬仿真實驗的獨有特點，利用4A 網絡教學平臺對課程進行了網絡資源建設和應用。通過設計儀器產品講座類視頻題和NI Multisim 仿真實驗學習活動來引導學生自主學習，從而達到促進學生主動建構知識和學習遷移的目的。實踐表明，網絡教學是促進學生自主學習的一個有效途徑。如何提升大學生網絡自主學習的能力還有待研究。

［1］從宏壽，李紹銘.電子設計自動化——Multisim 在電子電路與單片機中的應用［M］.北京:清華大學出版社，2008.36－64.

［2］楊吉祥，高禮忠，詹宏英.電子測量技術基礎(2004 年第1 版修訂)［M］.南京:東南大學出版社，2008.

［3］黃小妹.網絡自主學習模式下建構主義學習理論應用剖析——以高職公共英語教學為例［J］.湖北廣播電視大學學報，2012，32(7):39.22.

［4］劉儒德.論建構主義學習遷移觀［J］.北京師范大學學報(人文社會科學版)，2001，(4):106－112.