利用现代教育技术培养学生电子测量实践能力研究

周胜海，罗 浩，范春凤，涂友超，余本海

（信阳师范学院，河南 信阳 464000）

《电子测量技术》是高校测控技术与仪器、通信工程、电子信息工程、探测制导与控制技术、智能科学与技术等专业的一门专业基础课。作为一门应用性学科，实验实习条件对培养学生的实践能力很重要。然而，很多高校尤其是高师院校现有的实验实习条件，难以满足教学需要，制约了学生实践能力的培养。所以，研究解决这一问题的措施具有实际意义。

本文作为信阳师范学院教育教学改革项目“利用现代教育技术培养学生电子测量实践能力研究”的总结报告，论证了利用现代教育技术，通过《电子测量技术》CAI课件优化，主要是在课件中增加有代表性的现代电子测量原理、测量方法、测量仪器及测量实践的实物彩色照片、动画、视频等材料，来弥补实践环节教学的不足，以加强学生实践能力培养的必要性与可行性，给出了课件优化的实用方案，总结了课件优化的教学效果。

1 教学改革的必要性

1.1 课程基本特点

《电子测量技术》是高校测控技术与仪器、通信工程、电子信息工程、探测制导与控制技术、智能科学与技术等专业的一门专业基础课。该课程教学基本要求是使学生掌握现代电子测量的基本原理和方法，熟悉新型电子测量仪器的应用技术，在科学实验中具有制定先进、合理的测量和测试方案，正确选择测量仪器，严格处理数据，以获得最佳测试结果的能力。课程包括的具体内容主要涉及四个方面：电子测量工作中常用和基础的测量原理和方法；测量和测试分析领域简介；测量误差与不确定度及测量数据处理知识；自动测试系统与电子测量技术的发展简介。课程重点讲授主要物理量（电压、频率、时间、相位）、元件参数、阻抗、噪声等的基本测量原理、测量方法及常规仪器（示波器、信号源、计数器等）的工作原理和操作方法，并适度的介绍数据域测量、智能测量系统、虚拟仪器等体现现代高科技的测量技术与仪器。教学形式为理论讲授加实验实习，理论讲授学时与实验实习学时之比约为3 1［1－6］。

可见，实践环节教学是课程的重要组成部分，对培养学生的实践能力很重要。

1.2 实践环节教学局限

现代电子测量仪器的特点是种类多、应用广、发展块、价格高。所以，很多高校尤其是高师院校不具备现代电子测量实验条件，《电子测量技术》课程的实践环节教学只是利用电子技术基础实验教学仪器来完成基础的、简单的电子测量实验。这样的实践环节教学存在两大局限：一是学生接触的电子测量仪器种类少、档次低；二是学生接触的电子测量任务种类少、测量内容简单。现行的《电子测量技术》CAI课件也基本没有针对两大局限的考虑和措施。这种状况严重制约了学生实践能力培养，实际教学效果与教学目标相去较远，毕业生难以适应生产、科研、服务等领域的电子测量工作。

高师院校一般没有相关实习工厂或实训基地，所以难以利用实习工厂或实训基地的现代电子测量仪器来解决以上问题。现代电子测量仪器价格高，且在高师院校教学外利用率低，所以难以成批购置现代电子测量仪器来解决以上问题。因而，亟待探索新的、切实可行的解决问题方法。

1.3 教学改革的必要性

多媒体已在《电子测量技术》课程教学中得到普遍应用。利用现代教育技术，主要通过CAI课件优化，来弥补实践环节教学的不足，以加强学生实践能力的培养，应该是切实可行的。

目前国内有很多各具特色的《电子测量技术》优秀教材，并配有 CAI课件［3－6］。但是，教材上实物照片极少，已有的实物照片也是黑白的，看不清原貌和细节；配套的CAI课件大多是教材内容的摘录，或添加了极少量的彩色照片或动画。

综上，利用现代教育技术，通过《电子测量技术》CAI课件优化，主要是在课件中增加有代表性的现代电子测量原理、测量方法、测量仪器及测量实践的实物彩色照片、动画、视频等材料，来弥补实践环节教学的不足，以加强学生实践能力的培养，是十分必要的。

2 教学改革的可行性

2.1 政策环境

《中华人民共和国高等教育法》明确指出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”；“高等学校工作应当以培养人才为中心，开展教学、科学研究和社会服务，保证教育教学质量达到国家规定的标准”。

为有效贯彻执行《中华人民共和国高等教育法》，高校必须长期坚持教育教学改革，不断探索教育教学改革的具体思路与方法，大力支持任课教师结合专业开展教育教学改革研究。各级教育行政部门，从国家教育部到各省教育厅，以及众多高校，都定期立项各种级别的教育教学改革研究项目，并尽力提供经费资助。

2.2 师资与经费

制作CAI课件和用多媒体教学已成为高校教师的基本教学技能之一。高校也会通过必要的培训，使广大教师掌握相关的知识和技能。目前，大多数高校教师都能制作实用的CAI课件。

在制作《电子测量技术》CAI课件时，可以从互联网上找到大量的相关彩色照片、动画和视频资料，一般稍做编辑即可用于课件，有些可直接用于课件。也有些制作和编辑需用扫描仪、数码相机、数码摄像机等设备。但是，这些设备高校院（系）办公室、实验室、教师个人等一般都有，无需专门购置。

2.3 教学条件

目前，高校《电子测量技术》课程教学已普遍使用多媒体。这为通过课件优化，来弥补实践环节教学的不足，以加强学生实践能力的培养，提供了基本教学条件。另外，高校都有较完善的校园网，将课件作为网络教学资源，使学生的学习时间、学习内容、学习方式等选择，更加灵活，这也是教学条件的重要补充。

可见，从政策环境、师资与经费、教学条件等方面来看，利用现代教育技术，通过《电子测量技术》CAI课件优化，主要是在课件中增加有代表性的现代电子测量原理、测量方法、测量仪器及测量实践的实物彩色照片、动画、视频等材料，来弥补实践教学环节的不足，以加强学生实践能力的培养，是完全可行的。

3 CAI课件优化方案

设计《电子测量技术》CAI课件优化方案时，在课件内容选择与组织上的特点有以下6个方面：

注重课程是培养学生知识、能力和素质综合发展重要的一环；注重学生通过课程学习，能适应电子测量技术迅速发展的状况，并为解决今后工作中遇到的大量近现代测量问题准备必要的理论知识和实践能力。

在课件中较多地增加了有代表性的现代电子测量原理、测量方法、测量仪器及测量实践的实物彩色照片、动画、视频等材料，以弥补课程实践环节教学的不足，并反映电子测量技术的快速发展与广泛应用。课件中增加彩色照片181张、动画5段、视频1段（清单略）。

在课件中增加了“测量用直流电源”的内容，简要介绍普通直流稳压稳流电源和程控直流稳压稳流电源的基本原理、性能特点和选用原则。因为直流电源在许多电子测量实践中都必不可少，恰当选用直流电源也属于电子测量的内容。

在课件中增加了“电磁干扰与电磁兼容”的内容，简要介绍电磁干扰与电磁兼容的基础知识。因为电磁干扰与电磁兼容问题愈来愈重要，在许多现代电子测量实践中都必须应对相关问题。

在课件中增加了“电工测量”的内容，简要介绍常用电工测量技术、电工测量技术发展及其与电子测量技术的关系。因为不仅电工测量技术与电子测量技术关系密切，而且实践中往往二者都会用到。

在课件中增加了“电子元器件测试”的内容，简要介绍常用电子元器件测试仪器的基本原理、性能特点和选用原则。因为现代许多电子元器件测试都属于电子测量。

设计《电子测量技术》CAI课件优化方案时，应注意处理好以下3个问题：

有关现代电子测量原理、测量方法、测量仪器及测量实践的实物彩色照片、动画、视频等材料很多，取舍时怎样兼顾典型性、实用性和先进性，并与现有实验实习条件相互补充。

插入课件中的每一部分材料具体选用哪种媒体形式，怎样与传统教学内容和学时分配有机融合，以收到最佳效果。

怎样处理好《电子测量技术》课程教学基本要求和学时限制，与现代电子测量技术内容多、应用广、发展快的关系，与学生学习能力、实践能力及创新能力培养的关系。

4 教学效果比较

对《电子测量技术》CAI课件优化前后的教学效果，笔者通过连续3年的教学实践，作了调查、分析和总结，结果有力证明了课件优化的作用。教学效果改善可以从以下5个方面得到印证：①90%以上的同学充分肯定了课件优化的必要性，认为课件优化加强了对现代电子测量原理、测量方法、测量仪器及测量实践的直观了解，有助于提高实践能力；②多数同学能总结常见现代电子测量与测试分析领域和现代电子测量仪器选用原则，说明课件优化成为课程实践环节教学的重要补充；③多数同学能体会到现代电子测量技术发展快、应用广，需要不断提高学习能力、实践能力和创新能力；④学生期末考试综合题得分较以往有普遍提高，说明课件优化有助于培养和锻炼学生综合运用相关知识解决实际问题的能力；⑤学生参加2009年和2011年全国大学生电子设计大赛的成绩较以往有很大提高，参赛同学一致认为课件优化使其受益匪浅。

5 结 论

通过《电子测量技术》CAI课件优化，主要是在课件中增加有代表性的现代电子测量原理、测量方法、测量仪器及测量实践的实物彩色照片、动画、视频等材料，来弥补实践环节教学的不足，以加强学生实践能力的培养，是十分必要的，也是完全可行的。教学试验结果证明课件优化对提高教学质量作用显著。这一教改方案具有很好的推广基础和较高的推广价值。

致谢：本教改项目研究得到信阳师范学院教改项目经费资助，得到“河南省信阳市机电公共技术服务平台”和中央财政支持地方高校发展专项资金建设项目“信阳师范学院大学生电子技术实践创新创业基地”教改试验支持，谨此致谢。

［1］2009年国家级精品课程，西南交通大学，张葛祥，电子测量技术［EB／OL］.http：／／course.jingpinke.co m／details？ uuid ＝ eed7817e－123b－1000－908f－144ee02f1e73＆objectId＝oid：eed7817e－123b－1000－908e－144ee02f1e73＆courseID＝W090028，2012－5－18.

［2］2004年国家级精品课程，电子科技大学，王厚军，电子测量原理［EB／OL］.http：／／course.jingpinke.com／details uuid ＝ 8a833996－18ac928d－0118－ac92918a－0588＆objectId＝oid：8a833996－18ac928d－0118－ac92918a－0589＆courseID＝A040068，2012－5－18.

［3］蒋焕文，孙续.电子测量［M］.3版.北京：中国计量出版社，2008.

［4］张永瑞，宣宗强，高建宁.电子测量技术［M］.2版.北京：高等教育出版社，2011.

［5］林占江.电子测量技术［M］.3版.北京：电子工业出版社，2012.

［6］陈尚松，郭庆，黄新.电子测量与仪器［M］.3版.北京：电子工业出版社，2012.