电工测量多媒体一体化实验室的建设

马纪梅

摘要：《电路理论基础》和《电磁场》课程是电气信息类专业的两门主干基础课，理论性和实践性都比较强，《电工测量》是其配套实验课程。本文就建设多媒体一体化实验室，以期激发学生的学习兴趣和参加实验的积极性，更好地开展电工测量课程，进行了简单论述。

关键词：电工测量；多媒体；实验室

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）23-0258-02

《电路理论基础》和《电磁场》课程是电气信息类专业的重要理论基础之一，现已发展成为一门体系完整、逻辑严密、具有强大生命力的学科领域；如今的电路理论和电磁场已经广泛应用于信息传输、自动控制、图像处理、电力传输、生物医学等各个工程领域。其课程具有较深的理论性和一定的实践性，为加深理论的理解和培养学生的动手实践能力，这两门课程一般都附带实验教学，在本校《电工测量》是这两门课程的配套实验课程。

一、电工测量实验室建设现状

1.实验室软硬件设备老化[1]，授课模式单一。电工测量实验室基本上都配有示波器、信号发生器、稳压电源、万用表、交直流电桥等常规硬件设备，能够配套的软件设施比较少，与当前计算机技术的快速发展和日益普及不协调，鲜将多媒体、教学视频和虚拟仿真引入到实践教学中，学生的感性认识不强，学习兴趣不高。在现有的实验设备基础上只能做简单的验证性和少量的综合性试验；教学组织模式单一，教师通过讲解使学生理解并掌握实验的原理、操作步骤、仪器仪表使用方法、注意事项及实验报告要求等。尽管教师尽力授课，也力争将注意事项面面俱到，但由于授课方式的限制，学生听课效果不佳，在实际操作时还是会出现老师已提到的各种问题，遇到问题往往不是自己分析、调试、寻找原因，而是直接找老师解决，实践效果不佳。此现象城市学院尤为明显。

2.实验室开放面狭窄，一些院校的实验室只是对现学本课程的学生开放，不允许往届、外专业或者外校师生进行实验，影响了交叉学科学生的学习积极性和实践能力的培养[2]，也使得校与校之间资源得不到共享，无法充分调动学生的主观能动性，锻炼其综合运用能力。

3.实验室师资队伍有待提高，现有的实验室的人员基本上都存在以下问题：实验教师技术力量薄弱、实验教师数量不足、实验技术人员地位需要改善。

二、改善实验教学环境，建设电工测量多媒体一体化实验室

为更好地配合理论教学，激发学生的学习兴趣和参加实验的积极性，从而提高实验效果和实验水平，培养学生独立工作和分析问题、解决问题的能力，其相应的实验室建设越来越受到人们的重视，电工测量多媒体一体化实验室应运而生，其主要功能如下：

1.多媒体教学系统：将多媒体和教学视频引入到实践教学中，加强学生的感性认识，激发学习兴趣。将涉及到的17个实验的多媒体课件按照实验原理、操作步骤、仪器仪表使用方法、注意事项及实验报告要求等内容设计编写，其中尽量结合FLASH动画力求通俗易懂，便于学生接受。录制重要仪器仪表和17个实验的操作视频，可以上课时演示教学，也可放到电路课程网站上，便于学生自主学习，使学生熟练掌握实验操作过程。

2.计算机辅助教学系统：实验室应配备计算机及其实验仿真教学软件，学生可利用计算机，根据实验要求设计、确定实验方案、处理数据结果、绘制实验曲线，总结实验规律，将实验室内难以实现的实验用仿真软件来进行模拟。

电路课程配套的电工测量实验主要分为验证型、综合型和设计型三个不同层次。如果对仪器设备进行操作可以加强学生的动手能力。但受课程教学课时安排限制和院校实验室条件的影响，在一定程度上制约了实践教学的深入开展。因此，在实验室教学的基础上，以课外仿真实验教学作为辅助，对加强实践教学环节和挖掘学生的学习潜力有很大的帮助。在开发仿真实验的教学平台中，我们根据需要采用多种软件工具，如Pspice和Multisim等。

3.建设实验室网络教学平台，充分开放实验室。通过此平台可以预约实验、网上查询实验成绩、提供师生交流空间。以此平台为契机可以面向全校或同类院校的师生开放。

4.加强实验教师的师资建设。改变单一讲授的授课模式，将各种现代化的教学手段和讨论式、启发式、项目教学法等教学方式和严格的考核制度相结合，在显著改善教学条件、提高教学效果的同时减少设备消耗，节省实验经费，克服时间和空间上的限制，使实践课的开课率和学生的操作技能得到明显提高。

三、依托电工测量多媒体一体化实验室所进行的典型实验

在具有上述功能的电工测量多媒体一体化实验室可以进行各种验证性实验、实际应用性实验和设计性综合实验，如若现有实验条件满足不了学生的实验要求，那么相应的也可以用电路软件来进行仿真模拟，满足了学生的求知欲。

在电工测量中《用二瓦特计法侧三相功率》[3]实验可以说无论从原理、实验操作、接线还是实验数据的处理来说都有一定的难度，如若在多媒体一体化实验室进行此实验，那会大大的提高实验效果。首先，学生可以通过实验室网络教学平台预约此实验，预约成功之前必须完成一套关于此实验精心设计的测试题，它包括用二瓦特计法侧三相功率的原理、条件、功率表、交流电流表的解法、三相负载正确的Y和▲连接方法，了解此实验中所用到的低功率因数功率表、交流电压表、电容箱等仪器仪表设备。若A相中接入电容箱哪块功率表有可能出现负值，若出现时如何处理，如何测量三相电路的总功率等问题，这样就杜绝了学生不提前预习就进入实验室的现象。其次，学生进入实验室之后由老师带领熟悉仪器设备、使用方法、注意事项。在现有的电路仿真软件上进行理论模拟，以期对实验的电路连接、仪器设备、试验结果有感性的认识。再次，进入实物实验阶段。首先按照实验指导书的实验步骤完成实验，把相关的电压、电流和功率表示值记录下来。动手能力比较强的学生可以在现有实验设备的基础上进行实验扩展，如能否用一块功率表测量三相电路的总的无功功率，如何实现。如若设备不足可以在电路仿真软件上进行模拟。最后，学生通过实验室网络教学平台将完成的实验报告交给实验老师，老师批改之后，登录成绩，学生可以通过网络进行查询。由此可以看出依托电工测量多媒体一体化实验室可以大大地激发学生的实验兴趣，提高他们的动手实践能力。同时，通过网络教学平台也减轻了实验老师的劳动强度。

当然，要建设具有上述条件的多媒体一体化实验室的投入是巨大的，我们可以以电工电子实验中心建设为契机更新设备。中心在建设过程中，仪器设备厂商会提供相关的培训课程，中心要定期安排实验技术人员出去学习新技术、新知识，并鼓励他们不断学习以提高他们自身的学历水平。同时利用中心建设扩大开放面，为提供良好的实验环境打下坚实的基础。

参考文献：

[1]朱向东.电工电子理实一体化实验室的建设[J].中国校外教育（基教版），2013，（3）：146-146.

[2]陆应华，刘明，陈世文.电子电路实验中心EDA室的建设与应用[J].电气电子教学学报，2000，22（3）：76-77.

[3]白慧珍，王宝珠，张慧娟.电路理论基础[M].中国科学技术出版社，2008.