电子测量技术实验教学改革探讨

寸巧萍

(西南交通大学 电气工程学院，成都 610031)

电子测量技术实验教学改革探讨

寸巧萍

(西南交通大学 电气工程学院，成都 610031)

从电子测量的发展趋势和目前电子测量课程实践教学存在的问题，提出实践教学模式改革的具体思路，提出了相应的一系列实验教学改革措施，包括：改善实验硬件条件、改革实验内容和实验教学的方式方法、加强教师队伍建设、面向学生开放实验室、建立校企联合实验室等等多个方面进行改革，旨在提高学生的动手能力和综合应用知识的能力，培养创新型人才；使电子测量技术课程的实验教学更适应现代科技的发展，培养出的学生在测量技能、创新能力和职业素养方面更有优势。

实验教学; 创新意识; 实践能力; 改革

电子测量是现代科学获取信息的重要手段，是从事现代电子科学研究的必备基础[1]。电子测量技术课程是电子信息工程专业必修的专业基础课，同时也是理论性、应用性及综合性很强的课程[2]。电子测量技术课程包括电子测量的基本理论和方法、主要电子仪器的工作原理、误差分析、电参数的测试方法、实际应用以及该领域的最新发展等[3]，是培养学生实践动手能力的重要课程，其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛[1]。通过本课程的学习，使学生具有电子测量技术与仪器方面的基础知识和实际应用能力，以后在科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案，合理地选用测量仪器，正确处理测量数据以获得最佳的测量结果[3]，因此做好该课程的实践教学环节至关重要。结合西南交通大学这次电子信息工程重点专业建设项目，针对专业人才培养质量提高这一根本目标，本文从专业实践教学方面作为突破口，对电子测量技术实验课程进行改革探索。

1 电子测量技术实验教学现状

目前，西南交通大学的实验教学存在诸多问题：(1)实验教学硬件配备不足，实验仪器数量严重短缺、设备陈旧。仪器设备的更新较慢，远远跟不上行业的发展；容易给学生造成学不能用的想法[4]。(2)实验教学一直处于从属地位，实验教学没有形成完整的教学体系，缺乏一支高素质的实验教学师资队伍。(3)实验内容大多以验证性实验为主，缺乏一些设计性、综合性实验，不利于培养综合型的人才。(4)实验教学手段、方法陈旧，不能激发学生的实验兴趣等。

2 实验教学改革措施

针对以上情况，实验教学改革可从以下方面着手改进：

2.1 改善实验室硬件条件

实验室是实践教学的基本阵地，是保证实验教学的主要环节。加强实验室的硬件条件，配备数量充足、品质精良、组合优良的仪器设备，使仪器能满足验证性、设计性、综合性和创新性的实验要求。近年来测试行业发展起来的虚拟仪器是计算机技术与电子仪器相结合而产生的一种新的仪器模式[5]，它是以虚拟仪器技术为基础的“综合”实验平台，运用虚拟仪器技术，以计算机为基础，构建集成化测试平台，代替常规仪器、仪表。将虚拟仪器引入高校的实验教学不但可以提高测试效率和教学的质量，而且能降低实验仪器成本，同样能够满足电子专业实验教学的需要，而且更为重要的是能够达到教学的灵活性和扩展性，调动学生学习的主动性、积极性和创新性。

近年来，学院陆续购进一批新的测量仪器，其中包括2006年购入NI公司的虚拟仪器23套，在实验教学及课程理论教学上取得了较好的效果。但是目前仅有的23套NI- ELVIS I代虚拟仪器难以满足每年400名学生的课程实验需求，实验安排以2名学生为一组进行实验，很难达到独立培养学生的操作能力，造成有的学生不动手实验，而增加仪器数量后，我们将安排学生一人一组进行实验，更好地培养独立操作能力。

加之现在学院开设了学生的个性化实验、SRTP实验、电子课程实训和课程设计、毕业设计等内容，有很大一部分学生需要用虚拟仪器来完成，而且基于LabVIEW的虚拟仪器已经成功发展了NI-ELVIS II、II+，所以我们应加快增加仪器数量、更新换代仪器，以求达到更好的实验效果。

2.2 更新实验内容，增加设计性、综合性实验

关注学科技术发展，根据课程内容进一步改进实验内容，多增加一些综合性、设计性的实验。把实验课程安排成为3 个层次的实验课程：第 1 层次是验证性实验，是对课程的理论教学中涉及的电子测量仪器的基本原理和测量方法进行验证；第 2 层次是综合性实验，主要是进行综合测试或多种仪器的综合应用；第 3 层次是设计性实验[6]，就是让学生根据给定的要求和条件，自主查阅资料，设计实验方案，选择仪器设备，拟定实验步骤并完成实验。设计性实验教学对学生技能的提高，思考方法的训练，知识的综合运用起了很好的作用; 同时有效地提高了学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。这样做到从低到高，从基础到前沿，从接受知识到培养综合能力的逐级提高的实验课程新体系。

近年来，我们根据本学院培养学生的特点和实验室的环境和条件，自己编写了切合实际需要的实验指导书，实验内容也根据相关技术的发展，不断地进行修改和完善。利用新引进的NI-ELVIS虚拟仪器，增加了虚拟仪器方面的实验，所设置的实验项目如表1所示。

表1 电子测量实验项目一览表

下一步，我们将联系现代测试技术发展和新的技术成果，精心设计增开一些设计性、综合性的实验项目，比如频谱分析仪实验、逻辑分析仪实验和计数器实验等。

2.3 加强实验教学师资队伍建设

针对实验教学队伍现状，作为实验室老师，除了自身不断学习和提高以外，可以多参加企业和公司组织的一些技术和专业上的培训，以提高我们的实验技能和水平，跟上企业技术发展的步伐。例如，可以邀请仪器的厂家和企业多到学校进行相关技术的培训、多开展讲座介绍他们的产品和技术，组织老师和学生积极参加，从而提高我们的实验水平；另外，学校应鼓励高层次人才积极从事实验教学、运用国内外培训和进修等激励机制, 加大对实验教学人员的倾斜力度, 进一步稳定实验教学队伍, 提高实验教学指导水平[7]。

2.4 运用多种教学手段，提高学生实验兴趣

学生的学习兴趣是最好的动力，为了提高学生的学习兴趣，增强学生学习的自主性，在实验教学中可引入多种教学方法与手段[8]。例如，可以改善实验课件PPT的形式，利用网上资源进行教学，可以让学生观看仪器教学和测量技术新发展的视频等。实验中，运用NI-ELVIS虚拟仪器技术建立虚拟仪器教学实验平台，利用虚拟仪器实验工作台、NI PCI6 251 数据采集卡及基于LabVIEW的NI ELVIS虚拟仪器教学实验套件构成了课程实验、通过图形化的编程语言LabVIEW完成硬件的软件化设计，让学生接触强大的虚拟仪器技术，学生可以凭自己的兴趣与爱好来设计人性化的智能仪器的前面板，感受相同硬件环境下通过改变软件设计所获得的不同的仪器功能[8]。

2.5 改革实验考核方式

目前的实验教学以考察方式进行考核，即综合学生的实验操作情况和实验报告成绩给出实验总成绩。这样的考核方式较为传统和平均化，不能充分调动学生的实验积极性和创造性。为此，我们拟采取把操作考试也加入到实验考核方式中，操作考试即是对每名学生独立操作指定实验内容的过程和结果进行综合评分，其评定标准如表2所示。

实践证明，考核方式的转变，使电子测量实验受到了学生的普遍重视，促进了实验教学。学生的学习积极性和独立操作能力均大有提高，达到了实验辅以教学，通过实验教学培养学生实践能力的教学目标。改革后的考核方式还有利于选拔出实践动手能力强、勤于思考和钻研的学生，对其进行更进一步的培养，可以作为参加学校的各种科技活动和省级、国家级电子设计大赛等的有力后备人选[1]。

表2 电子测量技术课程实验成绩评定标准

2.6 开放实验室，增加实践类培养环节

建立开放型实验教学模式，由实验室给学生提供充裕的时间、充分的设备进行自主、创新性实验或进行科技创新活动。对于实验课中没有完成实验的学生可在实验室开放时间再来完成。此外，优秀学生可自行选择不同的实验内容和实验方法，由实验室安排时间和指导教师，在实验室开放时间完成实验，实验成绩可计入本门课程的总成绩中。在开放的实验过程中，让学生独立设计方案, 确定实施方法与手段，对实验过程中遇到的问题进行多方位思考并借助于测试仪器进行分析，提高了学生的实验兴趣, 激发了学生的创新意识，培养学生的创新能力。

2.7 实验教材改进

利用学校这次的电子信息专业评估建设和引进的NI-ELVIS II代虚拟仪器，增加补充新的实验项目，修改实验内容，将现有实验指导书重新修订改版，争取以实验教材的形式出版。

2.8 开发一个实验中心网络平台

每年学生实验课程安排都是以班为单位由班长和老师面对面协商确定，但是每名学生的理论课程选课又不同，这样安排经常导致学生课程时间和实验时间冲突，又得由学生自己和老师来重新安排实验时间，既麻烦又效率低。建立一个网络平台可以使每名学生根据自己课程情况自主在网上选择实验安排；而且，老师和学生还可以在上面发布实验项目、预约实验项目、提交实验报告、共享电子实验资源、交流学习体会与经验教训等[8]。

2.9 建立校企联合实验室

与企业建立联合实验室[3]，根据市场需求开设实验。一些仪器仪表公司有自身的特长，新技术含量高，引领仪器发展的潮流。高校与这些企业共建实验室对培养学生实践能力大有裨益。通过对这些仪器设备的认识使用，会缩短学生对最新仪器的距离，对将来学生在工作岗位上选用、使用这些仪器具有极其重要的作用。

3 结束语

随着电子工业的迅速发展，电子测量技术和电子测量仪器也得到了新的快速发展。本文介绍了电子测量技术实验教学的特点和一系列的实验教学改革措施，相信通过这些改革，必能强化学生的实验意识，提高实践能力，更好地提升电子测量技术的实验教学质量和水平。

[1]詹曦.《电子测量》课程实验教学的探讨[J].科技资讯,2010(2)：216-218.

[2]董英英.《电子测量技术》课程实践教学探讨[J].信息技术教学与研究,2011(87):150-151.

[3]陈爱菊.电子测量实验教学探讨[J].内江科技,2010(1):184-200.

[4]徐艳蕾,李士军, 周婧.电子测量技术课程教学改革探索与实践[J].吉林农业科技学院学报,2012，21(3):89-91.

[5]张立学.基于LabVIEW的虚拟数字示波器设计[J].长沙大学学报,2008,22(5):66-68.

[6]张成亮,李卫兵,杜玉杰.《电子测量》设计性实验研究[J].实验科学与技术,2011,9(6):83-84.

[7]徐克科,王宏涛.高校测量实验教学体系探索[J].实验技术与管理,2011,28(1):144-146.

[8]刘刚,黄剑华,谢芳森,等.电子信息工程专业实验教学改革的探讨与实践[J].实验室研究与探索,2010,29(10):303-351.

Discussion on the Experiment Teaching Reform for ElectronicMeasurement Technology

CUN Qiaoping

(School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031,China)

From the development trend of electronic measurement and the status of the electronic measurement experiment teaching, the approaches to practice teaching mode reform in the course electronic measurement are presented after a discussion of problems in its practice teaching, such as to improve experimental hardware, to reform experimental content and teaching methods, to strengthen teachers level, to establish laboratory between school and enterprise and to open laboratory and so on. All these efforts are aimed to improve students’ practice ability and comprehensive ability of applying, to adapt the course to the development of electronic engineering technology, and cultivate students’ potential in measuring skills, innovation, and quality in career development.

experiment teaching; innovation consciousness; practice ability; reformation

2013-12-23；修改日期: 2014-01-06

西南交通大学重点专业建设资助项目(X9800411041302)。

寸巧萍(1978- )，女，硕士，工程师，主要从事电子信息专业实验教学工作。

G642.423;G642.0；TM

Adoi:10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.027