《电子测量与智能仪器》教学及实验改革探索

王大勇 周晶晶

摘要：电子测量与智能仪器是各个信息工程类院校的热门课程，《电子测量与智能仪器》是与实际工程相结合，在院校所开设课程中有着很重要的地位。由于受到传统教学模式的影响，该课程的教学出现了严重脱节的现象。所以针对该课程在教学实验中的不足，提出一系列的实验教学改革措施，目的为了提高学生的动手能力以及思考能力，培养创新型人才。使该课程更加适应现代科技的发展。

关键词：教学实验;改革;电子测量

中图分类号：G642       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）24-0160-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Exploration on Teaching and Experimental Reform of Electronic Measurement and Intelligent instrument

WANG Da-yong， ZHOU Jing-jing

（Wuchang Institute of Technology Information Engineering School， Wuhan 430065， China）

Abstract： The electronic measurement and intelligent instrument is a popular course in various information engineering colleges. is the combination of practical engineering and it has a very important position in the course of the school. Due to the influence of the traditional teaching mode， the teaching of the course has a serious disjunction. Therefore， in view of the shortage of the course in the teaching experiment， a series of experimental teaching reform measures are put forward， in order to improve the students undefined hands-on ability and the ability of thinking and cultivate the innovative talents. To make the course more suitable for the development of modern science and technology.

Key words： teaching experiment; reform; electronic measurement

1 背景

电子测量是当今获取信息的关键方法之一。同样也是现代电子科学研究的基础。《电子测量与智能技术》课程主要涵盖电子测量的基本理论和方法，以及电子仪器的工作原理、误差分析、电参数的测量方法以及在各领域的发展等。虽然这门课程在教学中是很重要的一门课程，但是在教学实验中存在很严重的脱节现象。学生对学习这门课程的积极性不够高，兴趣方面也不足，不认真听课，造成该课程的教学效果不够好。另外，这门课程以书面作业为主，当遇到课程设计环节，也是纸上谈兵，不能与实际工程接轨。 针对这些教学问题，需要我们大胆改革，分别在教学方法、手段以及实验实践，另外还有成绩考核等多方面进行深一步的改革。为祖国的发展培养适应型人才。

2 电子测量和智能仪器的发展

电子测量主要包括对电压、电流、电功率等的测量，另外还有对各个电路元件及参数、电阻、电容的测量，其次就是对远程遥感以及深海高空的测量。智能电子测量仪器是在电子测量的基础下结合、通信技术以及计算机技术、自动化技术等各个方面结合的创新型测试系统。电子测量技术对国家、对社会都有着十分重要的发展。在现代社会中电子测量技术涉及范围十分广泛。而在未来的应用中，电子测量技术主要体现在通用化、模块化、智能化等方面。现代的电子测量仪器主要由四种结构组成，以微处理器系统为核心的智能化电子测量设备，通过计算机为基础组成个人计算机仪器系统。

随着微电子技术的不断发展，集成了CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片（即单片机）出现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能仪器。智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。

3 新技术在電子测量技术上的应用

3.1 软件平台的应用

软件平台技术作为电子测量技术的关键组成。它可以提高测量的精度，以及提高测量的效率。通过利用计算机的快速运算速率以及计算机机械化减小误差的方式来使电子测量技术能够精准的工作。通过利用Linux系统对软件平台进行开发。通过利用网络环境完成软件系统的开发与应用，使测量对象的软件具有可兼容性以及可重写的性能。用户在不了解测量对象的同时能够利用软件平台技术实现测量语言在电子测量软件上的集成。

3.2 虚拟测量的应用

虚拟测量技术是电子测量技术发展应用中关键的一部分。该技术不仅能够帮助用户更好的测量还能够将电子数据结果数据化还能对数据结果进行优化并对整个测量过中的具体参数进行修正。使用虚拟测量技术能够使被测对象在实际工作中起到一定的指导作用，还能够预期测量规划，能够对数据进行虚拟化处理，提高测量的进程及效率。

3.3 基于总线的电子测量技术

总线作为电子测量系统的关键部分，总线实现了电子测量技术的标准化。软件的发展离不开总线，所以电子测量技术的发展同样也离不开总线接口技术，类似于计算机中CPU的地位。是整个测量系统的神经中枢，使软件和硬件结合到一起。总线技术能够使电子测量速度提高很多，并且能够减轻设备的重量和大小，能够使测量进程变得更加简单。

4 电子测量与智能仪器教学实验的现状

目前来看，很多院校的实验教学都存在以下问题：

1） 教学设备陈旧，硬件配置缺乏、仪器数量不多，而且实验室教学设备更新慢，追不上时代的需求发展。这会使学生感觉学到的东西，和实际接轨不大，一心想学顺应时代潮流的技术。却忽略了课堂所学的基础知识，只看到眼见知识不能够顺应科技的进步，却不能看到现代技术的发展都是以这些基础知识的更新及拓展，只有掌握了学科的基础，才能够进一步的顺应科技潮流。

2） 实验教学在教学模式中一直处于一个从属的位置，并没有一套完整的体系，另外还缺乏一支高水平的师资队伍。

3） 实验的内容也存在一些问题，比如：课程实验大多数都是以实验性实验为主，并没有一定的创新、设计、综合。往往这些实验内容都是历年学生所做的实验，还有一些能够在网上查询到实验内容及模板，这就会使一些学生投机取巧，不用自己所学的知识去设计、创新，直接把网上设计好的搬给老师看。

4） 教师的教学手段单一，方法传统，不能够提高学生学习的积极性。

5 电子测量和智能仪器的实验教学改革

5.1 完善实验室的硬件设备

实验室作为实践教学最重要的一部分，只有加强了实验室的硬件数量及条件，使实验室满足设计、综合、创新等条件。近年来，虚拟仪器以一种实验教学仪器出现在实验室中， 虚拟仪器技术主要以计算机为基础，组成集成化的测试平台。虚拟仪器可以降低实验室的仪器成本，满足实验室的需求，并且能够很灵活的实现教师的教学，能够调动学生学习的积极性。

5.2 改革实验内容，使实验内容更具有设计性

根据当今科学技术的发展，将实验课程内容进行更新，增加一些更具有设计性、综合性的实验课程。主要在于理论教学中电子测量仪器的基本原理以及测量方法的验证;还有对各种测量仪器的综合应用的测试;还有就是教师给出设计题目以及各项要求及条件，学生根据设计要求进行实验方案的设定，根据实验需求，挑选实验仪器设备，完成实验。设计性的实验课程，能够对学生提高专业技能有很大的帮助。能够使学生自己发现问题，分析和解决问题。从基础开始慢慢拓展，慢慢培养学生们的综合能力。

5.3 更新实验课程的考核方式

现在大多数院校都是以考察的方式进行对学生实验操作及报告评价实验的总成绩。这种传统的考核方式不能够调动学生学习的积极性，所以将操作考试加入对实验成绩考核之中。其评定表如表1：

实践证明，在更换考核模式之后，学生们对实验课程的重视度有所提高，这样既能够方便教师对学生成绩的评定，还能够提高学生对实验课程的重视度。使学生独立操作的能力得到了大大的提高。在改革考核方式之后，使一些刻苦钻研、勤于思考的学生显现出来，着重培养，培养该类学生参加一些学校内外的科技竞赛等。

5.4 采用多媒体教学

教师在授课的时候，需要多借助多媒体，通过利用动画演示的手段来，教授学生学习专业知识。使学生能够熟悉一些不常见的测量手段及方案。通过利用现代的科学技术能够很轻松的使学生理解和接受。结合黑板的板书，使学生能够直观理解和记录。还可以通过一些科研所的网站，让学生们熟悉当今的科学技术以及先进的科研成果，激发学生对创新的激情。还可以创建该课程的网课，实现网络授课，方便学生自己复习和自我学习，这样不仅能够弥补课堂受时间和地点的局限，还能够培养学生的自学能力。

6 结束语

通过对“电子测量与智能仪器”的教学改革，实现理论教学与实践一体化的教学模式，通过对实验室设备的更新、考核方法的改进、采用现代教学技术以及对教学内容的改革迎合国家培养创新型人才的大方向。经实践证明，实验教学的改革，调动了学生学习的积极性和创造性，提高了学生的动手能力、创新能力和思考能力。达到了预期目标，并取得了一定的成绩。

参考文献：

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

[2] 张成亮， 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.

[3] 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.

【通联编辑：谢媛媛】