《智能测控仪器》实验教学改革探索

张琳 贺繇

摘要：《智能测控仪器》作为电子信息类专业的一门重要课程，具有很强的实践性，实验教学在本课程中占有相当重要的地位。本文针对《智能测控仪器》课程特点和实验教学现状，探讨改进实验教学的模式和方法。

关键词：智能测控仪器；电子信息；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）03-0114-02

前言：在目前正在实施的高等学校本科教学质量工程和教学改革中，培养学生理论联系实践和解决实际问题的工程实践能力及创新能力是提高本科教学质量的核心内容，电子信息类专业学生尤其应该重视以上能力的培养。《智能测控仪器》作为高校电子类专业的一门重要的专业课程，具有以多门电子类专业基础课程知识为基础、多个学科知识交叉和高新集术密集的特点，是培养学生能力的一门重要课程。

一、《智能测控仪器》课程特点及实验现状

《智能测控仪器》知识综合性较强，主要前导基础是模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、单片机原理、传感器等[1，2]。学生通过本课程的学习，能较为系统地掌握智能测控仪器的基本概念、工作原理、主要技术与设计方法。由于该课程的特殊性，可培养学生运用所学知识开展综合设计和创新实践的能力、增强学生创新意识。但目前该课程实验多数为验证性质或者是要求不太高的综合设计类实验，对学生电路设计能力的培养和训练不足，为更好地达到培养计划的要求，急需进行较大的改革和调整。

二、方法和措施

1.转变实验教学观念。长期以来，实验教学是理论课教学的附属和补充，处于次要的地位。在传统的《智能测控仪器》教学中，理论课学时和学分均占了总课时和总学分的80%以上。在重视素质教育的今天，教育界已经认识到实验教学是培养学生实验动手能力和创新能力的最重要环节。转变实验教学观念就是改变实验教学是课堂理论教学补充的观念，在《智能测控仪器》教学中，应调整教学计划，增加实验课时及学分在总课时及学分中的比例；在有条件的情况下，最好在培养方案中将《智能测控仪器》实验单列为一门电子设计实践课。

2.激发学生对本课程实验的兴趣。兴趣是人力求更深入地了周围世界的积极认识倾向[3]。认识兴趣是大学生学习动机最活跃的成分，它使学生积极主动地从事各种喜爱的创造性活动，大大提高学习和工作效率。电子类学生基本都具有对高新技术的浓厚兴趣，关键是如何将这种兴趣转移到学习上。在有条件的情况下可以组织学生到企业参观先进的生产和科研设备，课堂上介绍目前世界上的主要的仪器研发企业及其先进产品，欣赏影视作品中出现的高科技电子设备等，使学生产生对智能测控仪器的好奇心，进而产生探索的源动力和进行深入学习其原理、亲自动手设计的欲望，再辅之以相应的实验项目和实验形式，给学生提供发挥自己创造能力的空间，激发学生实验的主动性和积极性，使学生深入地研究他们各自感兴趣的课题。

3.科学规划《智能测控仪器》的实验项目。为了达到教学目标和培养要求，实验项目的选择非常重要。根据实验教学改革的思路，结合学生已有的专业基础知识，实验项目的选择应由易而难，综合运用所学专业基础知识，充分激发学生的学习热情和兴趣，尽量接近工程应用实践，充分结合理论课的教学内容。考虑智能测控仪器模块化的特点，可将仪器的各组成模块作为实际的实验项目。要求学生在设计报告中有方案比较，硬件原理图的设计及对硬件电路的说明、PCB图。如设计中有软件部分，应要求学生完成软件的编写，并结合软件流程图说明软件各部分的功能。根据学生个人的能力，学生可在基本要求的基础上进行功能扩展。根据学生的基础知识情况及学生工程实践能力培养的要求，结合理论课教学，可开设“电压表表头电路设计”“仪器测量放大器设计”“仪器键盘及显示电路设计”“仪器测量数据采集电路设计”“仪器测量数据处理软件设计”“简易存储示波器设计”等比较符合要求的项目。对每个实验项目，教师只给出要求和基本的设计思想和设计方法，对较为复杂的电路给出部分参考设计方案。学生通过自己查阅资料，自定设计方案，自行安排、调试电路及相应的软件。学生每做完一个实验，既完成了一个小课题的研究，又设计出了测试仪器电路的一部分。经过多次实验，学生完成了多个功能电路设计之后，将这些局部功能电路组合起来可构成简易的测试仪器。

4.实验教学与大学生电子设计竞赛相结合。全国和各省的电子设计竞赛对提高电子类相关专业的课程体系和教学内容的改革，促进高校实施素质教育，培养大学生的创新能力、协作精神、理论联系实际的学风起到了重要的作用[4]。特别是教育部和工信部共同主办的全国大学生电子设计竞赛已为全国大多数高校所重视，每届全国大学生电子设计竞赛都有测试仪器和控制类的题目，在《智能仪器》实验教学中，尽可能使学生了解电子竞赛中出现过的仪器类题目，甚至直接将竞赛题作为实验项目，将有助于学生认真了解并掌握电子竞赛相关试题的难度和形式，为参加竞赛打下良好基础。

5.充分利用开放实验室的良好条件。根据教学改革的要求，教学实验室应该对学生完全开放，但遗憾的是很多实验室开放之后却少有学生来做实验。由于《智能测控仪器》的实验项目均为设计性实验，需要的实验课时将远远超过一般验证性实验，学生必须充分利用课余时间进行实验的后续工作。开放实验室则成了学生进行实验设计、电路板制作、器件焊接测试的重要场所。学生在开放实验室这样相对宽松的环境中，将更有利于培养独立思考、独立设计、独立查阅资料、综合分析设计方案的能力。同时使得实验室的利用率大为提高，实验室的作用大大增强，成为名符其实的开放实验室。

6.实验教学的重点是培养学生能力。《智能测控仪器》实验的重点应放在对学生能力的培养上，是综合运用所学知识进行工程设计能力的培养。首先，学生在学习该课程之前已经具备了模电、数电、单片机、EDA等课程的知识，但普遍缺乏将这些课程知识综合应用的能力，故在实验中应加强基础知识综合应用能力培养。其次，应努力提高学生的实践动手能力。作为电子信息类专业学生，电路设计、制作、调试、维修的实践动手能力是必须具备的能力之一，也是用人单位非常重视的一项能力，通过實验过程中电路图及PCB图设计、电路板制作、电子器件安装焊接、电路调试检测可较好地训练学生的实践动手能力。第三，应努力培养学生的创新意识和能力。学生课题设计任务完成之后，及时引导学生进行总结和评议，学生通过对同一个课题的不同方案进行比较、对具有创新思想的设计方案进行讨论[5]。这不仅可以培养学生良好的科学态度和素质，同时还能使学生在相互评议中获得较多的知识和经验。若有些方案不完全成熟，或受到器件限制没有完成，但对学生具有的创新意识，指导老师应给予充分的肯定和鼓励，并作一些引导性的分析。

7.加强对学生的实验指导和实验检查考核。由于《智能测控仪器》实验采用的是设计性的实验项目，要求学生完成原理的设计，画出原理图和PCB图，编写出相应的程序，制作出电路板，完成电路的调试和指标测试。这个过程中，对于电路开发设计并不熟悉的学生而言，教师的详细指导是必不可少的，因此必需选配有一定工程经验的教师作为实验指导教师，通过多种方式加强对学生实验的辅导。在学生的每个实验项目完成后，应对学生的实验设计报告仔细批阅和对电路板进行测试，根据报告完成情况和电路实测数据给出该次实验的分数。只有对学生的实验设计报告和制作电路进行严格的考核打分，才能促使学生认真完成各个实验环节，达到实验教学的目的。

三、总结

经过在电子信息科学与技术专业《智能测控仪器》实验的改革和探索，学生的综合应用电子专业基础课知识的能力有了较大的提高，实践动手能力有了较大的增强，为学生参加各种电子设计竞赛活动、毕业实习和毕业设计打下了良好的基础。同时，企业普遍希望电子专业毕业生具有实际的工程经验，因此具有一定工程实践能力的毕业生在就业市场上普遍具有较强的竞争力。

参考文献：

[1]廉春原，张永春，高敏.自动化专业“智能仪表”课程教改方法探索与实践[J].常州工学院学报，2016，（04）：87-89.

[2]许少伦，徐青菁，孙佳，姜建民，赖晓阳，王达开.智能仪表课程设计实践平台的设计与实现[J].实验室研究与探索，2015，（10）：129-131.

[3]陈庆良，丁昭福，等.大学生心理学[M].贵阳：贵州教育出版社，1995：117-118.

[4]王螟，郝子强，张晨洁.大学生电子设计竞赛中学生综合素质的培养[J].科技咨询，2014，（29）：227.

[5]张跃勤.数字电子技术课程设计的实践与探索[J].交通高教研究，2003，（1）：46-47.