示波器操作与使用的实践教学研究

刘淑聪 郭纯生 王 薇 彭宏伟

防灾科技学院 河北三河 065201

示波器操作与使用的实践教学研究

刘淑聪 郭纯生 王 薇 彭宏伟

防灾科技学院 河北三河 065201

示波器的操作与使用是通信和电子专业最基本的专业基础实践课，是学习电子技术课程的重要实践环节，本文从激发学生兴趣、理论与实践结合、增加开放性实践训练、提高教师处理应变能力等方面进行了探讨，以改革和优化示波器操作与使用的实践教学，从而更好地展开教学。

示波器；实践；开放性；教学

示波器是电子技术中常用的电子仪器之一，它是利用示波管内电子束在电场中的偏转，显示电信号随时间变化波形的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路的动态过程，还可以定量测量电信号的电压、电流、周期、频率和相位等各种参数，配以各种传感器，还可以用于各种非电量（压力、声光信号等）的测量，是一种用途极为广泛的测量与观测仪器。

示波器的操作与使用是通信和电子专业最基本的专业基础实践课，是学习电子技术课程的重要实践环节，也是现代电子测量测试的基础。通过实践技能的训练培养学生使用示波器进行基本测量的能力，提高学生的实践操作能力，并为后面其他理论课和实践课的学习打下扎实的基础。为了更好地开展示波器的实践教学，本文从激发学生兴趣，理论与实践结合，增加开放性实践训练等方面进行探讨，以期望更好地展开教学。

一、重新认识，激发学生学习兴趣

大部分学生在高中物理或大学物理实验中都接触过示波器，对示波器已有了一定的了解，但是普遍存在的问题是一知半解，就是关于示波器的知识都知道一些，但是不够全面。现在在实训实践中又一次开设了这一课程，很多学生就存在先入的“反感”，认为示波器还有什么可实训的呢？实际上，学生对示波器的操作与应用只了解一点，这时候，我们教师在一开始就要让学生对示波器有个重新认识。首先，学生对示波器的了解不尽相同，他们所知道的示波器有的是模拟示波器，有的是数字示波器，还有其他的，那么就应该对示波器的种类作详细的介绍，从而让学生对示波器有个全面的了解。其次，学生以前知道的示波器可能就是用来测量电压和时间，实际上示波器是一种用途极为广泛的测量与观测仪器，教师应该让学生了解示波器的更多用途，这样能激发学生的探索兴趣，从而更好地进行实训。最后，教师可以将示波器的实训与学生今后更多专业知识的学习联系起来，这样也可以激发其学习兴趣。

二、理论与实践相结合引导学生入门

在实践教学中，我们会遇到理论部分该不该讲这样的问题。首先，因为学时有限而知识多，所以不可能花费很多时间在示波器的原理等知识的讲解上，大部分时间应该让学生自己动手，有些理论让学生在实践过程中掌握会更好。其次，如果讲示波器工作原理，学生比较难理解；但是有些知识不讲，学生不容易理解为什么这么操作，出现一些问题也不明白，所以必要的理论讲解也是需要的。因此，笔者建议理论与实践结合。

在实训过程中，只要是与示波器操作关系不大的原理性问题，可以不讲或者少讲。可以先让学生调节几个重要旋钮，观察调节它们时示波器的显示屏会发生什么现象，然后开始简单扼要地将旋钮的作用讲解；最后再让学生用示波器进行操作，完成各种量的测量。如果在实际操作中遇到了一定要讲的原理性知识，则可以在学生掌握了基本操作方法，有了一些疑问后再进行讲解。在实际操作过程中，学生总会碰到一些问题，比如波形显示不正常，有些学生就忽略了，应该鼓励学生对出现的问题多质疑，这种针对问题的解释，能够更好地引导学生进行实践。

这样，通过理论→实践→理论→实践的不断交替，学生能够不断加深对理论的理解，从而有效地掌握操作方法，提高动手能力，以达到实践教学目的。总之，长时间的理论教学容易使学生失去兴趣与学习信心；而实践能让学生产生兴趣，再辅以理论则让学生进一步理解，最后再进行实践就可以强化学生的实践技能了。

三、增加开放性的实践训练

在示波器的操作与使用实训中，学生主要完成一些基本量的测量（电压、时间和频率等），以及李萨如图形法测量频率这些内容。学生似乎只是为了完成教师交给的测量任务而测量，他们甚至觉得这部分实训内容是高中物理实验的重复进行。实际上实训是为今后专业综合实践打基础，或者说示波器在今后的专业学习中是一种不可缺少的工具。因此，笔者建议在示波器实践中加入一些开放性的实践训练，对于学习能力较强的同学，他们在掌握基本测量之后，可以进行一些额外的拓展式的训练，这样既让学生了解了示波器更广的用途，提高他们的学习兴趣，又可以将他们所学的知识在实践中加以应用，让他们感觉学有所用，激发学习动机，还可以提前增加他们对专业知识的了解。

开放性的实践训练有很多种，但是难度较大、学生花费时间太多而且测量时较难的题目不适合选用。教师可以选择一些比较容易实现的电路，或者现有的其他元器件电路来进行测量。本文提供几个简单的例子。

1.利用示波器观察积分电路和微分电路输出信号波形

学生可以用电阻、电容、二极管及电路板焊接一个简单的微分和积分电路，利用示波器观察积分电路和微分电路输出信号波形。

(1)根据图1所示电路完成电路连接。该电路的充电回路时间常数τ1=RC=0.51ms,与输入脉冲的宽度0.5ms近似相等,电容的充电电压约为输入电压的63%。该电路的放电回路时间常数τ2=(R＋R1)C=0.58ms,与充电回路时间常数相差不大，电容两端的充电电压基本上释放完毕。

图1 积分电路

(2)将函数信号发生器输出的频率f＝1kHz的方波ui送入图1所示电路的输入端，方波的幅值为5V。

(3)用示波器观察输出端uo的波形，记录下输出波形。

(4)同理，用示波器观察微分电路（如图2所示）输出端的波形。

图2 微分电路

2.用示波器观察交流信号通过整流滤波电路后的波形

整流滤波电路的焊接也相对简单些，学生可自己焊接全波整流电路及半波整流电路，焊接好后，将交流信号通过整流滤波电路，用示波器观察输出的波形。在整个训练过程中，经常会出现观察不到想要的波形，这样学生就要自己寻找原因，是电路焊接的问题，还是示波器操作调节的问题，因此既将学习的示波器的知识进行实践应用，又锻炼了学生的综合分析能力。

四、不断提高教师自身操作技能，增强处理应变能力

在实践教学中，教师往往会碰见各种各样的问题，如示波器屏幕上没有任何信号，实验中示波器显示的待测波形总是在屏幕上移动，在用李萨如图形测公共信号源频率时没有出现图形，另外还有学生刚接触示波器时乱扭一通导致无法正常测量，这时，教师应该能够顺利解决这些问题，排除各种故障，保障实践教学顺利进行下去。因此，教师就必须不断地积累实践经验，提高自身的操作技能，进一步增强处理应变的能力。

在实训过程中，当遇到各种问题时，应该把可能出现的原因都考虑进去，分别进行排除。例如示波器屏幕上没有任何信号，我们应该把可能出现的原因都考虑进去。首先，看示波器的电源开关有没有打开，是否亮度设置太低，可以调节亮度旋钮，增加亮度；其次，看波形是否偏离屏幕显示区，这时要调节上下位移旋钮和左右位移旋钮，使波形在示波器屏幕中间区域显示；再次，实验室中示波器的频繁使用，容易产生接口部位接触不良、探头线断线等问题，一旦探头线损坏，示波器肯定无法显示被测波形，那么我们应该检查接口部位是否接触良好，探头有无断线。最后，如果接触良好，还要检查一下是否按下相应的功能按钮，或者是否按了不该按的按钮。实验者可能将所用通道的接地旋钮按下了，这样信号就会对地短路，没有任何信号输入到示波器测量端，如果是就将该旋钮弹起。

遇到各种问题时，学生刚开始可能无法完全解决，那么就需要教师给予指引性地解决，但是教师自身要具备解决这些故障的能力。当然这些需要在实践中不断地摸索，不断地总结经验，不断地更新自己的教学理论及方法，不断地提高解决问题的能力，进而能够更好地指导学生完成课程实践，适应新的发展。

五、结束语

以上是笔者在实践中总结的几点经验。教师应该引导学生跳出实验的框框，在有限学习时间内，学习、掌握基本的操作方法，给电子测量和专业综合实践打下扎实的基础，使学生有明确的目标，理论与实践相结合，在掌握好基本技能的基础上进行开放式训练。只有这样，才能使他们体会到这门课的重要性，从而逐渐地重视动手能力。

[1]唐新灿，孙纪.浅谈示波器的实践教学[J].科技经济市场，2007，4

[2]张磊.浅谈示波器的实验教学[J].大学物理实验，2008，21（3）

[3]崔国霖，范瑞青，付圣雪.实验教学中示波器的变通使用[J].实验技术与管理，2001，18（6）

Research on practice teaching of oscilloscope operation and use

Liu Shucong, Guo Chunsheng, Wang Wei, Peng Hongwei
Institute of disaster prevention, Sanhe, 065201, China

The operation and use of oscilloscope are the most basic professional base-practice courses for communications and electronic professional, and are important practice links to learn electronic technical courses. The article discussed on how to stimulate students’ interest, the combination of theory and practice,increasing some open practical training, improving the capabilities dealing response for teachers and so on， in order to reform and optimize the practice teaching of oscilloscope operation and use, in order to better to start teaching.

oscilloscope; practice; open; teaching

2010-04-25

刘淑聪，硕士，助教。