蘭州工業學院電子信息工程學院 胡 玫 王永喜 劉保錄
近些年逐漸發展起來的應用型本科以其較高的教育質量和較強的實用性,順應了社會的發展,提高了高校人才培養與市場需求的契合度,因此逐漸成為本科教育的重心。針對本地區高等教育的現狀,各省市積極探索符合本學校實際、體現時代特點、具有地方特色的多元人才培養模式,其中教材建設是一項起決定性作用的內容,是全面推進素質教育、保證創新人才培養質量的基礎。
電子測量是測控技術與儀器、通信工程、電子信息工程、電氣工程等本科專業的專業課程,主要講授電子測量領域的技術和電子測量儀器的工作原理。該課程的知識廣泛應用于電子、計算機、信號處理、通信和自動控制領域。由于該課程理論綜合性強、實踐性突出,因此通過本課程的學習,不僅使學生獲得電子測量技術及儀器方面的基礎知識,而且培養了學生的綜合應用能力與實踐能力。
電子測量是“電路分析基礎”“信號與系統”“模擬與數字電路”等基礎課程的后續課程。過去大多數的高校都使用延續前續基礎課程風格的教材。這些教材基本上都是一些經典教材,教材的思路清晰、理論嚴謹、實例豐富、文筆流暢,是編者根據本學校的實際情況編寫的。這類教材更適合高中數理化基礎知識扎實,大學專業基礎課成績過硬的學生使用。而應用型本科院校師生在使用的過程中發現這類教材的內容龐雜,涵蓋了所有電子測量領域的理論知識,但是實際工程中用到的理論偏少,應用舉例基本沒有。同時,教材對電子測量儀器的基本原理講解過多,對儀器的使用方法介紹講述較少。另外教材的學時量過大和應用型本科院校的教學計劃不符。因此在電子測量經典教材的基礎上要積極探索建設適合應用型本科院校自身實際、符合培養人才目標,突出應用性、實用性的教材。
1.明確教學對象
高校生源的知識水平是教材建設必須要考慮的因素之一。應用型本科院校一般由新升本的地方高校、高職高專院校組成,這些院校的生源在高考分數上比研究型的本科院校要低,基本達到本科線的水平。后來在大學中學習到的專業基礎知識也不夠扎實。因此應用型本科院校的電子測量課程的教材建設要立足于生源的認知水平,以科學的電子測量理論為依據,重點突出教材的理論與實踐相結合。
2.突出應用性
應用型本科院校電子測量課程的教材建設要以經典的電子測量理論為基礎,重點突出教材內容的實踐應用性。對內容的選取不追求知識體系的完整性,不追求教學上的嚴密性,而注重工程上夠用為度、實用為主。例如,對測量原理、基本概念的講解,把握由淺入深、通俗易懂的原則;對測量方法的講述,注重歸納、比較、易操作性,盡可能做到簡明實用;對常規、通用、典型型號的電子測量儀器儀表講清其工作原理,不宜過多涉及單元內部具體電路,而儀器儀表的面板結構、使用方法、測量應用實例要重點講解。在技能方面重在基本儀器儀表的操作、使用方法上的訓練,主要通過實驗、實習實訓加強。
3.具有開放性和可持續發展性
電子測量是一門發展快、應用面寬、實踐性強的應用性學科,因此為了緊跟電子測量學科的發展,應用型本科院校中的電子測量課程教材建設體系必須具有開放性和可持續發展性。教材建設要有國際意識和國際視野,調研國外同類教材的內容安排和教學方案,吸收發達國家電子測量學科中先進的測量方法,介紹其高科技的測量儀器,有助于拓寬學生的視野,啟發學生的創造性思維。
教材建設是一個動態的可持續性發展的過程。因此應用型本科院校中電子測量教材體系、內容更不應是一成不變的。保留電子測量中經典的測量理論,有選擇地介紹和闡述具有普適性的測量新技術,這些技術都是電子測量未來發展的方向,例如虛擬儀器、智能儀器和調制域測試技術等。不斷地更新和豐富教材內容,使教材與時代發展保持一致。
依據應用型本科院校電子測量課程教材建設“明確教學對象,突出應用性,具有開放性和可持續發展性”的思路,以培養應用型人才為目標,編寫了《電子測量基礎》教材。
1.全新的教材結構,教材編寫的過程中對本學科的知識單元進行了梳理,課程內容分為三部分:
(1)必要的高數、電路、模數電基礎;
(2)框架式的原理分析方法;
(3)豐富的工程電子測量實例。
內容組織上首先介紹電子測量的基本概念、測量誤差分析與處理,然后重點講解電子測量中的基本的測量儀器—信號發生器和電子示波器的原理和使用方法,在此基礎上展開對主要物理量(電壓、頻率、時間、相位)、元件參數、阻抗的基本測量原理、方法以及測量儀器的工作原理和操作方法的重點介紹,最后以次重點的方式講述電路的頻率特性、數據域測量和虛擬儀器測試技術。內容編寫的過程中盡量不過多地陷入對高數、工程數學、電路和模數電理論知識的介紹,給出一種框架式的搭積木的原理分析方法,同時配備豐富的工程測量實例,使學生的科學思維品質和分析問題、解決問題的能力得到提高。
2.精選典型的電子測量實驗,將實驗指導書作為單獨的一章內容,不僅可以激發學生的學習積極性,且能把課堂學習和工程實踐有機地結合起來。
3.在教材的相關章節中引入設計方法及設計實例,有目的地提高學生的創新設計能力,培養學生履行崗位職責的能力,使之畢業即能就業。
教材建設是應用型院校教學改革探索中一個核心環節。以電子測量這一實踐性很強的課程為例,對應用型院校電子測量教材建設進行初步探討,為高校應用型人才的培養提供一種思路。
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