論《測控儀器電路》課程建設(shè)

蔡建文

【摘 要】《測控儀器電路》課程是測控技術(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)與測量、控制之間架起一座橋梁，通過本課程的學習使學生熟悉怎樣運用電子技術(shù)來解決測量與控制中的任務(wù)，讓學生學會如何在測量和控制中運用電子技術(shù)，如何與光、機、計算機緊密結(jié)合實現(xiàn)測控任務(wù)。本文針對課程特點，從課程教學內(nèi)容、教學方法和教學手段等方面進行了探討，以期提高教學質(zhì)量和教學效果。

【關(guān)鍵詞】計算機控制技術(shù)；教學內(nèi)容；教學方法；教學手段

“測控儀器電路”是測控技術(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)與測量、控制之間架起一座橋梁，通過本課程的學習使學生熟悉怎樣運用電子技術(shù)來解決測量與控制中的任務(wù)，讓學生學會如何在測量和控制中運用電子技術(shù)，如何與光、機、計算機緊密結(jié)合實現(xiàn)測控任務(wù)。本課程側(cè)重測控電路的外特性，電路的選用及設(shè)計，熟悉掌握測控電路的分析與設(shè)計方法。課程教學中增加雙語教學環(huán)節(jié)，可以更好地促進專業(yè)核心課程建設(shè)，使得該課程的教學內(nèi)容、教學手段更為豐富，從而更有利于調(diào)動學生的學習積極性，不斷提高教學效果，不斷提高學生的外語水平及綜合運用知識的能力。

1 課程教學內(nèi)容

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

課程理論教學內(nèi)容主要圍繞以下幾個方面開展：①測量放大電路；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)幅式測量電路；調(diào)頻式測量電路；調(diào)相式測量電路；脈沖調(diào)制式測量電路。③濾波器的基本知識；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加減運算電路；對數(shù)、指數(shù)及乘除運算電路；微分積分運算電路；常用特征值運算電路；復(fù)雜運算電路。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信號細分與辯向電路。⑦測控電路中的抗干擾技術(shù)。

本課程開發(fā)了虛擬實驗、FLASH動畫演示、計算機仿真軟件，可在一臺計算機上實現(xiàn)測控電路分析、應(yīng)用等多種功能，避免重復(fù)購置的浪費，節(jié)約了大量資金。虛擬儀器實驗系統(tǒng)還可利用網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，老師通過計算機監(jiān)控實驗過程，同時管理幾十個甚至上百個學生做實驗。

基于LabVIEW的測控電路虛擬實驗系統(tǒng)和THZK-1型測控技術(shù)綜合實驗平臺，構(gòu)建了演示性、驗證性和綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性三層次實驗體系。驗證性和綜合性實驗加強綜合運用所學知識解決實際問題能力的培養(yǎng)，設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗可以很好地培養(yǎng)學生想象、構(gòu)思、自主實驗的能力。開發(fā)了基于VB的測控儀器電路實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，學生可充分利用這些軟件對實驗結(jié)果進行驗證分析及信號分析。

2 教學方法與教學手段

1）以優(yōu)質(zhì)教學資源建設(shè)為抓手，通過開發(fā)基于LabVIEW的測控電路虛擬實驗系統(tǒng)、測控電路網(wǎng)絡(luò)教學平臺、編寫適合應(yīng)用型本科教學需要的輔助教材等，為實現(xiàn)不受時間空間限制的互動教學創(chuàng)造良好的硬件平臺，為課程建設(shè)和人才培養(yǎng)打下堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

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

3）將學生自主性、探究性學習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、學以致用的能力和舉一反三的能力。利用網(wǎng)絡(luò)平臺的典型案例、課后練習、自測試題等資源和虛擬實驗室等進行自主學習、自主訓練，培養(yǎng)學生敏銳發(fā)現(xiàn)問題的能力和有效解決問題的能力；同時通過自主應(yīng)用培養(yǎng)了學以致用的能力。在此基礎(chǔ)上，針對自己的薄弱環(huán)節(jié)進行強化，實現(xiàn)自主提高，培養(yǎng)了舉一反三的能力。“自主學習、自主訓練、自主應(yīng)用、自主提高”四個環(huán)節(jié)構(gòu)成自主性、探究性學習的漸進過程，使學生從初步入門達到靈活自主應(yīng)用的階段。

4）通過課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、課外科技活動四個環(huán)節(jié)的分層次、遞進式反復(fù)訓練培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。分層次：本著“因材施教”、“因人而異”的教學理念，針對基礎(chǔ)、能力不同的學生提出不同的要求。比如對實踐能力稍弱的學生，在課內(nèi)實驗中只要求完成規(guī)定的驗證性、綜合性實驗；在課程設(shè)計中，要求完成理論設(shè)計、分析計算即可。對有能力的學生要求進行設(shè)計性實驗，在課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計中必須做出實物，調(diào)試通過。遞進式：通過設(shè)計性實驗、課程設(shè)計等的訓練，學生能夠高質(zhì)量完成畢業(yè)設(shè)計。通過組織學生在課余參加教師的科研項目、申報大學生訓練項目、參加各類競賽，達到培養(yǎng)實踐能力和創(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)學模型，在課堂中組織學生進行討論，用學過的基本概念和控制方法加以分析與設(shè)計，讓學生了解所學知識的典型應(yīng)用領(lǐng)域及最新科技前沿。

3 結(jié)論

《測控儀器電路》課程建設(shè)項目在教學改革上進行了一些有益的探索和嘗試，并且對教學內(nèi)容的調(diào)整、教學手段和方法的改進與完善等方面進行了詳細的研究和總結(jié)，取得了不錯的成果。

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[責任編輯：王偉平]