電子測量與儀器范文

時間:2023-03-31 08:13:49

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電子測量與儀器

篇1

電子測量技術的現狀及存在的問題

目前國內的電子測量技術已有了很大的發展,中國測量儀器的可靠性和穩定性問題得到了各個方面的重視,狀況有了很大改觀。測試儀器行業目前已經越過低潮階段,重新回到了快速發展的軌道,尤其最近幾年,中國的儀器取得了巨大的進步,特別是通用電子測量設備和汽車電子設備的研發方面,與國外先進產品的差距正在快速縮小,給國外電子儀器龍頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬電子技術的發展,為中國的測量儀器行業帶來了新的契機,加上各級政府越來越重視,以及中國自主應用標準研究的快速進展,都在為該產業提供前所未有的動力和機遇。從中國電子信息產業統計中可以看出,中國的電子測量儀器每年都以超過30%以上的速度在快速增長。在此快速增長的過程中,無疑催生出了許多測試行業新創企業,也催生出了一批批可靠性和穩定性較高的產品,現在已基本上采用了標準化,模塊化的設計體系,已從CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發展,從堆疊式測試系統向標準化、模塊化測試系統發展,并先后研制出國產化VXI模件、VXI測試系統及PXI系統,使我國測試系統技術水平逐步進入國際先進行列。

雖然國內的測試測量產業快速的發展,但客觀地說中國的測試測量儀器還普遍落后,表面上看的有精度不高,外觀不好,可靠性差等,深入分析則存在以下問題:

人們在整個產品的制作流程中對測試這個環節不夠重視。在傳統的產品的制造流程中,研發始終處于核心地位,而測試則處于從屬和輔助位置,研究者對測試不夠重視。

數字化、標準化、模塊化結構有待提升。“數字化時代”是社會與經濟現代化的最新標志,關系著一個國家在科技領域“核心競爭力”的高低。模塊化則是國際電子測量儀器發展的方向。由于歷史的原因,中國儀器配套行業的企業多為良莠不齊的小型企業,標準化的研究也沒有跟上需求的快速發展,從而導致儀器的材料配套行業的技術水平較低。雖然目前已有較大的改觀,但距離整個產業的要求還有一定距離。所以,還應把標準化和模塊化的研究放到重要的位置。還有,在技術水平沒有達到的條件下,一味地追求精度或追求高指標,而沒有處理好與穩定性之間的關系。這些都是制約本國儀器發展的因素。

軟件技術、集成技術不夠發達。軟件技術在電子測量儀器中的作用,就如同人的大腦一樣,然而現代我國的電子測量儀器中的軟件技術還遠遠沒有體現出來。電子測量儀器硬件,即電子電路技術、同軸器件組件技術、波導器件組件技術的集成技術,在電子測量儀器中是其重要的核心技術,它與總線技術、軟件技術、模塊化技術共同組成現代化的電子測量儀器,這是我們電子測量儀器企業尚待攻克的一個難關。

面向應用和現代市場營銷模式還沒有真正建立起來。中國的儀器設備廠商只是重研發,重視生產,重視狹義的市場,還沒有建立起一套完整的現代營銷體系和面向應用的研發模式。傳統的營銷模式在計劃經濟年代里發揮過很大作用,但無法滿足目前整體解決方案流行年代的需求。所以,為了快速縮小與國外先進公司之間的差距,國內儀器研發企業應加速實現從面向仿制的研發向面向應用的研發的過渡。特別是隨著國內應用需求的快速增長,為這一過渡提供了根本動力,應該利用這些動力,跟蹤應用技術的快速發展。

目前電子測量儀器的高技術成果

成功研制微波毫米波矢量網絡分析儀。微波毫米波矢量網絡分析儀是我們成功研制的被稱為“世界電子測量儀器之王”的儀器。該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:工作頻帶寬;測量精度高;大動態范圍;高速實時測試。

調制域分析儀的成功研發。調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。

VXI總線技術取得重大進展。VXI可以大大減小設備的體積和重量,還可以大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它測試系統的適應性、靈活性大為提高并且價格適中,有利于充分發揮計算機的作用。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。

電子測試儀器向毫米波推進。通信測量儀器達到高技術水平。通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。

現代電子測量儀器的發展方向及趨勢

篇2

關鍵詞:電子測量技術與儀器;工程應用;分組指導;教學改革

1 強化實踐操作的《電子測量技術與儀器》課程教學內涵

目前,《電子測量技術與儀器》課程作為移動通信專業的必修理論課,該課程對理論和實踐的要求都比較高,高職學生在移動通信工程中所需的測量技能以及微波理論知識需要有較高的要求,傳統教學中實驗操作較少,電子測量儀器種類較少,如何通過教學改革,強化學生的理論知識和實踐操作技能,形成具有高職自身特色的教育課程,值得我們深入研究和思索。

結合該課程特點,我認為其教學內涵應體現任務驅動的本質,一是理論性和實踐性。理論性是指對學生的基本理論知識要求較高,因為移動通信專業的知識外聯性較低,學生以前接觸的很少,因此我們要求學生掌握基本的電子測量技能,并能夠運用理論去指導本專業的實踐操作。實踐過程必須以提高學生基礎和應用能力為主線,使其能夠勝任崗位基本要求。二是任務性。《電子測量技術與儀器》課程教學將工作任務細分,同時配備多種電子測量儀器,讓學生在實際操作中練習各種測量技能,學和做相輔相成,更重要的是在學習中以實際電子儀器作為載體,遴選、重構課程內容,將工作任務作為終極努力目標。

2 教學改革實施

依據高職院校培養高端技能型專門人才的培養目標,本課程實踐教學改革的原則如下:⑴以電子儀器或模塊作為課程載體。⑵將實際工程應用引入實踐教學。⑶以實踐作為教學的主線,通過實踐帶動知識、技能的學習與職業素養的養成。

在上述原則的指導下,對該課程教學進行如下改革:

⑴在教學中以學生為主體,以教師為主導,充分發揮主導的導向作用,使主體具有自主學習的能力。主導教師應加強自身理論知識水平的提高和技能的鍛煉,同時及時更新專業動向。主體學生需要在理解理論知識的基礎上,著重鍛煉自身實踐操作。通過調查分析及學生反饋,移動通信專業對于電子測量的能力要求為熟練使用各種電子儀器,運用自己所學理論指導實踐,進行高頻微波各種信號的測試,對相關數據進行記錄分析并處理。因此,本課程從專業需求入手,充分利用實訓室條件,培養學生分析問題,解決問題的能力。

⑵充分采用多種教學方法,逐步培養學生自主學習能力。在實踐教學中,引入實際工程應用,以任務作為驅動,積極引導學生學習。主導教師介紹任務,將學生分組,每組同學分貝完成不同任務,在同一組中,每位同學輪流當組長,指導該組學生進行整個任務的完成流程。在授課過程中采用課前預留,讓同學們在課下時間充分利用網絡資源豐富和準備即將學習的知識,在后續課中鼓勵同學們上臺展示,給學生發揮的空間。將教學內容分為基本模塊和拓展模塊兩部分,基本模塊用于提高電子測量能力,拓展模塊用于培養學生的創新能力。

⑶以電子儀器作為載體,聯合企業開發多項實驗實訓項目,構建理論實踐統一的教學體系。通過整合電子測量實踐教學,合理有序的安排實驗項目,根據不同的工程環境、工作任務及精度要求,選取科學合理的測量方案,選取正確的測量儀器。主導教師給定測量要求,學生自行確定實驗方案,配置實驗儀器,分組制定實驗步驟,完成實驗任務。比如測量射頻放大器參數實驗,不同組別的學生可以選取不同測量模塊,自行查閱實訓手冊,分別制定不同實驗步驟,最終完成測量任務。同時提出擴展性任務,添加學生自己的新思維,鍛煉學生分析問題解決問題的能力。構建虛擬實驗平臺,引入Lab View虛擬儀器平臺,利用虛擬儀器測量相關實際電路測試點,得出仿真結果,從而掌握電子產品發展新方向。

在綜合性課程設計中,要求學生使用DXP、Multisim等軟件進行項目設計與仿真。根據仿真通過的電路結構與參數,進行搭建實際電路并進行實際參數測量,要求學生提交測量結果,完成課程實習報告的書寫,同時在實訓結束前預留一定時間,自行講解實訓原理、數據處理過程、實訓過程中碰到的問題及如何解決等,指導教師進行點評與打分。整個過程其他同學均可參與討論,學生分析與解決問題的能力得到了進一步的升華。

3 總結

通過對電子測量技術與儀器課程進行的教學改革,學生有了較強的自信心,理論知識在不斷的展示講解中得到了進一步的提高,而有目的的實踐又能夠幫助學生從全局角度完善整個任務,進而提高學生整體思路思考方式的鍛煉。師生在教學過程中關系融洽,面對問題能夠共同討論解決,學生的學習積極性有了明顯的提高,真正落實了理論實踐深層次理論的過程,學生探究性的學習精神得到提高。課改過程中學校和企業關系進一步增進,教學內容貼近實際要求,因此,基于工程應用的電子測量技術與儀器課程實踐教學意義深刻。

[參考文獻]

[1]姜大源.如何開發工作過程導向―工作過程系統化課程設計方法[M/CD].姜大源教授在湖北職業技術學院的報告,2008-11.

篇3

關鍵詞:項目教學法 電子測量儀器 教學應用

中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)008-178-02

1 項目教學法的概念

項目教學法是以實踐為導向,教師為主導,學生為主體的教學方法,是從職業的實際出發選擇具有典型性的事例作為教學的內容,學生在教師的指導下,按照問題的要求搜集、選擇資料,通過小組的共同研究,得出結論或完成任務。

在項目教學法的教學過程中,首先將學生劃分成若干個小組,然后按照項目任務的要求,通過分工協作,學生獨立制定計劃并實施計劃,最后完成項目任務。項目教學法能最大限度地調動學生學習的積極性、主動性和參與性,讓他們獨立學習,積極思考,團結協作,充分發揮其想象力和創造力,有效地提高學生的各方面能力。而教師在整個教學過程中起組織、指導和輔助的作用。

2 項目教學法的應用

2.1確定項目任務

首先選定合適的項目是成功的關鍵。項目的難易程度要結合學生的實際情況而定,既要有一定的趣味性,又要有可操作性,以促使學生運用知識、技能解決遇到的問題。不過與傳統教學不同的是,項目完成后,學生能達到舉一反三的效果,即教師布置本項目的同類項目,同類項目必須讓學生自行分工協作,獨立完成。《電子測量儀器》這門課程介紹了常用電子測量儀器(如電子電壓表、函數信號發生器、電子示波器、電子計數器等)的原理與使用,同時為了拓展學生的知識面,介紹了一些電子測量儀器的新產品,如數字存儲示波器、邏輯分析儀、智能儀器。我們可以把《電子測量儀器》這門課程中的常用電子測量儀器及一些電子測量儀器的新產品確定為若干個項目,例如,在學習這門課程中的電子示波器項目時,學生剛學習時必須在教師的指導下完成,在此基礎上,教師可以將此項目的同類項目如“電子計數器”、“電子電壓表”等,讓學生獨立學習完成。下面以電子示波器這個項目為例介紹具體的任務,如表1所示。

2.2制定項目計劃

根據具體的項目任務,確定電子示波器具體項目計劃,如表2所示。

制定一個完整有序的計劃是項目活動得以順利進行的基礎。在制定計劃時,教師要進行一定的指導。針對不同層次的學生,教師指導的深度可以有所不同。即使學生遇到困難,教師也應該進行啟發性的、非正面的提示性指導,這樣可以使學生記憶深刻,還能鍛煉學生的能力。(1)首先將全班學生進行分組,采取自愿原則,將他們按4-6人自由組合成項目小組,然后再按“組間同質,組內異質”的原則進行適當調整,力求各個小組的實力較為均衡,小組內部能做到優勢互補。(2)在每一小組中選出組長一人,由組長布置自己小組的具體分工。例如:一人查閱資料了解電子示波器的工作原理,一人了解電子示波器的基本組成,兩人熟悉電子示波器的各個旋鈕及測量被測信號的幅度、周期,一人記錄學習內容。(如表3所示)最后由組長匯報本組的學習情況。

2.3實施項目計劃

電子示波器具體項目實施過程如表四所示。這一階段是項目教學的關鍵,是項目教學能否成功的一個決定性環節。在這個過程中,學生是活動的主角,而教師是輔導者,成為教學的服務者。中職學生年齡尚小,研究問題難以持久,教師要根據學生的項目實施情況,制定跟蹤管理方案。在學生實施計劃時,教師不要急于斷定學生的方案是否可行、是否正確等等,而是應該鼓勵學生積極的進行嘗試,從而獲得正確的研究方法。當學生遇到問題時應該鼓勵學生相互討論,指導學生查閱相關的教材和參考資料,對于個別問題,教師可以進行個別指導;對于共性問題,教師可集中講授。例如,學生在學習電子示波器中示波測試的基本原理時,因為這個知識點較難,學生不易自學,教師應集中進行講解。再如電子示波器中旋鈕較多,學生一時不能分清,教師應重點講解一些旋鈕。在雙蹤電子示波器中,有X、Y兩個輸入信號,它有五種顯示方式,學生一般不易自學,應集中進行講解。

2.4開展項目評估和交流

項目結束時,每組學生要展示自己的學習成果,講解方案的理論基礎,方案的設計,自評本項目實施的情況和需要改進的地方。這一階段,學生對自己提交的作品進行現場演示,每個學生要就自己所承擔的項目任務進行講述與現場答辯;教師要對學生提交的項目報告進行考察,對作品進行測試。教師在評估時,就學生完成項目的過程進行評價,對學生的評價要從學生參與學習的程度、知識的應用、專業技能的掌握情況等多方面綜合考慮。

例如在電子示波器項目的學習過程中,檢查學生是否了解了電子示波器的基本原理和組成,是否能熟練運用電子示波器來測量被測信號的幅度和周期,在學習過程中的心得體會。

3 實施項目教學法的幾點思考

3.1教師方面

3.1.1轉變了教師的教育理念

引入項目教學法,在整個教學過程中,教師不再是傳統教學中的中心人物,取而代之的是學生,教師擔當的角色是組織者、引導者、幫助者和促進者。創設學習資源和協作學習的環境是教師最主要的工作。教師在不同章節的教學過程前要進行大量的實踐和操作,分析在實踐操作中學生可能出現的問題,并找出對策,再根據學生的實際情況和應達到的實踐能力,圍繞項目實施教學。

3.1.2激發了教師的學習熱情

在項目教學中涉及的內容和范圍遠遠超出教科書規定的內容,教師僅憑書本上的一些知識已經遠遠不夠,為此,教師要對本課程有一個系統的思路,同時有極大的創造性和應變能力。因此教師應利用業余時間不斷學習、實踐、操作,不斷積累實踐經驗和理論涵養,來獲得相關項目的信息,才能勝任項目教學法。

3.2學生方面

3.2.1學生學習更加積極主動

項目教學法使學習過程成為一個人人參與的實踐活動過程。在完成項目實踐過程中,學生更加理解了教材內容,體驗到創新的艱辛與樂趣。特別是當學生的作品被展示后,學生的表現欲被極大地激發出來。

3.2.2學生綜合素質得到提高

篇4

關鍵詞:電子測量 教學方法 理論教學 實驗教學

中圖分類號:G642.4

文獻標識碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128

1 引言

現代科學技術的發展,如現代數學、物理學、微電子學、材料學等科學的發展為電子測量技術的發展創造了條件。電子測量技術的發展又為各行各業科學技術的發展提供了有利的工具,推動了現代科學技術的發展與進步。當今的各行各業都離不開電子測量技術和電子測量儀器,甚至在一些原先與“電”無關的專業,如化學、生物、醫學、土木建筑等行業也都得到了充分的利用。各式各樣的精密電子測量儀器在各種實驗室里早已成為不可替代的基本工具和設備,因此電子測量技術的課程絕對不是可有可無的。當代大學生、研究生必須把電子測量技術和儀器作為一門基本功,認真學好。不論哪行哪業,在今后的工作中都將會大有益處、受益非淺。《電子測量技術》如此重要,如何更有效的展開本課程的教學工作,是一個值得我們深思的問題,本文筆者從理論教學和實踐教學兩個方面對《電子測量技術》課程的教學方法進行探索與實踐。

2 理論教學

電子測量技術課程的內容主要包括電路參數測量、頻譜分析、時域信號的測量、晶體管特性測量等電子測量的基本原理和測量誤差分析,并包含了相關電子測量儀器的工作原理、性能指標、實際應用和相關儀器的最新成果等。與很多課程一樣,該課程的理論內容非常枯燥,如果在教學過程中將理論內容和實驗內容嚴重脫節,只是一味的介紹理論知識,將使得學生無法全面掌握電子測量的核心技術。若要出色的完成這門課程的教學是一項非常有挑戰性的任務。理論教學工作作者是從教材選擇、教師的自我提高、逆向思維教學法三個方面展開的。

2.1 教材的選擇

一本好的教材不僅可以使教師易教,大大提高教學效果和教學質量,而且還可引導教學改革和教學思想的轉變,而且可使學生易學,啟發學生思維、引導學生創新。

筆者選用的教材是電子工業出版社出版的由桂林電子科技大學陳尚松等編寫的《電子測量與儀器》,該書按高等學校電子信息科學與工程類專業的教學要求編寫,教材中的內容與時俱進,技術上跟進更新。書中的內容是按發展歷程講解儀器原理,容易入門,敘述深入淺出,圖文并茂,宜學宜懂,同時也包含了擴展或深入的內容可供教學和科研的不同需求選用;該書的具體內容做到了理論聯系實際,既講電子測量原理,又講具體儀器應用,通過實例與儀器型號參數介紹,加深對儀器的認識和對國內外技術水平的了解。在內容上每章均附本章要點、小結和思考題與習題,便于學生預習、復習和總結。

2.2 教師的自我提高

在任何一門課程的教學過程中教師都具有主導作用,教師知識水平的提高可使教學質量得到有效地提高。我們知道電子技術的發展是非常迅速的,電子產品的發展速度呈摩爾定律所描述的規律,即集成電路的規模和微處理器的性能每18個月都會提高一倍,在這一速度的帶動下各種電子測量儀器的生產廠家不斷發展更新自己的產品。作為《電子測量技術》的教師,一方面應該時刻關注研制和生產電子測量儀器的商家的產品動態,要實時關注Aglient、Tektronix等這些大的電子儀器生產廠家的產品動態,定期查閱他們產品的資料,用來深化和擴展教學內容,將這些新內容、新知識在課堂上呈現給學生,豐富課堂內容激發學生的學習興趣和熱情,拓寬學生視野做到與時俱進;另一方面教師要主動進行電子測量方面的科學研究,促使教師對該方面的知識有更深入的理解,多參加學術交流會議,到科研水平較高的國內國際會議或其它相關的平臺學習,通過與他人交流學習來提高教師自身的水平。

2.3 逆向思維教學法

任何一門課的理論學習都是一個枯燥的過程,如何化枯燥的理論學習為一個有趣的學習過程也是教師要思考的一項重要內容。這要求教師明確教學目的,在雙重考慮教學目的和本專業實際情況的條件下,選取授課內容和授課方法。本課程主要介紹電子測量的原理及儀器使用部分,教師將理論教學的陣地從教室轉移到實驗室,直接面對儀器教學,使用逆向思維的方法進行理論教學,先從教學生如何使用測量儀器開始,讓學生對儀器的結構有一個直觀的感性認識,懂得儀器的各個旋扭或按鍵分別實現了什么功能,以及各旋扭或按鍵間如何協調工作,以使用過程中遇到的問題引發對理論知識的思考與學習。

以信號源和示波器的教學為例,這一教學過程將第三章和第六章的內容結合起來,先對信號源和示波器兩種儀器的表面結構進行講解,讓學生使用示波器測量信號源輸出的信號,學生使用儀器并利用儀器觀察到信號后學習積極性也被調動起來,教師由實際操作引導理論知識的學習。如在信號源的使用過程中,信號的形狀會發生變化,由此引出怎樣才能使信號的波形發生改變,這就指引學生去學習“函數信號發生器的基本組成”部分的內容,這里講解了常見信號波形的產生和轉換方法;再如我們可以從示波器上觀察到信號源的頻率可以從低頻段調到調頻段,在同一頻段內頻率也會在一定范圍內發生變化,信號源是如何實現這些頻率變化的呢?帶著這樣的問題能引導學生學習信號源內部電路設計中的多種頻率合成方法。在示波器的使用過程中同樣提出問題,引導學生去學習示波器的理論內容,如打開示波器觀察到光點,通過輝度與聚焦的調整引導學生學習示波管的原理及構造,這一顯示原理也用于其他的顯示設備上,如頻譜儀、掃頻儀等,做到觸類旁通;通過示波器的觸發模式調節鍵觀察不同觸發模式下信號的顯示變化,反過來引導學生去研究是怎樣的設計變化促使了顯示屏信號的相應變化,帶著學生學習示波器X通道中的觸發電路的組成、觸發耦合方式、觸發電平、觸發極性等知識;再如使用示波器觀察信號源的同一個信號波形時,通過調節垂直或水平偏轉旋扭觀察信號波形的變化,為何會出現這種變化?帶著同樣的思考引導學生學習X通道、Y通道的放大電路設計等等。

3 實驗教學

本課程的實驗教學采取驗證性實驗和設計性實驗相結合的策略。

3.1 驗證性實驗

驗證性實驗的目的是讓學生通過操作各個實驗項目,使他們對電子測量的基本概念、原理及方法有更加深入的認識和理解,培養學生獨立思考的習慣,提高學生理論聯系實際的能力和分析、解決問題的能力。在本課程的理論教學過程中,學生已基本掌握了實驗所用用儀器的操作和使用方法,學會利用現有設備采取正確方案進行一些簡單的測試測量。教師設計一些具有鍛煉學生思考能力的實驗給學生。如:通用計數器的應用,該實驗要求學生理解通用智能計數器工作原理,掌握測量頻率周期的測量方法及其檢定高頻信號源頻率準確度,熟悉計數器的其他擴展功能;再如通用示波器的應用,要求學生理解示波器的工作原理、技術指標,熟練掌握通用示波器測試信號參數的方法等。

3.2 設計性實驗

《電子測量技術》課程綜合運用了電子、計算機、通信、控制等方面的技術知識,教師結合本專業的基礎課程,設計了本課程的設計訓練題目,目的是培養學生將科學理論與實際工程相結合的能力,通過設計訓練,要求學生在掌握電子測量儀器基本理論的基礎上,能根據所學知識綜合設計簡單的測量電路,運用單片機、FPGA、Protel等工具對簡易電子測量系統進行仿真與設計,從而提高學生的創新設計實踐能力。

設計題目主要有簡易信號源設計、簡易計數器設計、簡易頻率計設計、簡單的數據采集卡設計等,讓學生通過這些題目進一步對課本理論知識進行深入的學習。設計要求學生首先要寫出《設計任務書》,包括以下內容:第一,儀器名稱、用途、特點及簡要設計思想;第二,主要技術指標;第三,儀器應具備的功能;第四,儀器的設備規模;第五,系統的操作規范等。該任務書反映同學的設計目標,同時也是教師作為設計完畢進行驗收的依據。在設計之前要先學習基本的設計方法;在設計過程中除寫好《設計任務書》外,還要做到理論聯系實際,實現書本知識到工程實踐的過渡,要求學生在每一步設計結束要及時與教師溝通,盡可能完善設計工作。硬件電路設計前要畫好硬件原理框圖,過程中要繪制詳細的電路圖,仿真無誤后方可制作電路板;硬件完成后要規劃軟件控制流程圖,根據流程圖逐步、逐點編寫程序;最后進入軟、硬件聯調、實驗,最后還要撰寫設計報告。教師根據任務書中的指標逐項檢查設計成品。

通過課程設計同學們學習了硬件電路設計、軟件程序設計、電路調試等知識,使學生深入理解并掌握了測量儀器的基本原理,硬件結構和工作原理。掌握程序的編制方法和程序調試的方法,掌握常用接口的設計及使用。學生為其它課程、項目和畢業設計做了大量的知識儲備,也為將來在自動化、智能檢測、電子信息工程、測試計量技術及儀器、電子科學與技術及其它領域工作打下良好基礎及應用實踐能力。

4 結論

作者在課程教學過程中采用理論教學與實驗教學相結合的教學模式。教師在“做中教”,學生在“做中學”。教師充分利用實驗室現有的實驗儀器、智能儀器控制軟件、虛擬儀器軟件等,較為全面地介紹電子測量技術的基本知識、電子測量儀器及測試系統的工作原理以及它們在工程實際中的具體應用,讓學生盡可能廣的學習到本課程所涉及的專業知識。經實踐,本文提出的理論教學和實驗教學方法證明了該方法的構建激發了學生的學習興趣,鞏固和加深了學生對理論知識的掌握與理解,提高了學生分析問題和解決問題的能力并加大了授課的信息量,符合創新人才培養和社會發展的要求。

參考文獻:

【1】陳尚松,郭慶,雷加.電子測量與儀器【M】.電子工業出版社,2012.

【2】范澤良,王永奇.電子測量與儀器【M】.清華大學出版社,2010.

篇5

【關鍵詞】電子測量;方案;選擇

電子測量是以電子技術理論為依據、以電子測量設備為手段、對各種電量和非電量所進行的測量。隨著科學技術的迅速發展,在工業、農業、交通運輸、航空航天、國防建設等國民經濟的諸多領域都廣泛應用著電子技術,而電子測量又是電子技術中進行信息檢測的主要手段,它是一門發展快、應用面寬、實踐性強的重要應用學科,在現代科學技術中占有舉足輕重的作用和地位。在我國實現四個現代化的偉大事業中,科學技術的現代化是關鍵,科學實驗手段的現代化是實現科學技術現代化的必要條件,而電子測量正是各個學科領域科學實驗手段現代化的重要標志。

科學技術的發展對電子測量的需求面越來越寬,促進了電子測量的應用范圍更廣泛,電子測量儀器種類更多,準確度和靈敏度更高,測量方法更加多樣化。在實際測量中該如何從眾多的測量方案中選擇出最佳方案呢?應從以下幾個方面來綜合考慮,從而選擇出最佳測量方案。

1.測量方法要合理

電子測量方法有很多種,按測量手續分類,分為直接測量法(萬用表測電阻)、間接測量法(伏安法測電阻)和組合測量(電阻器電阻溫度系數的測量);按測量方式分類,分為偏壓式測量法(使用萬用表測量電壓電流)、零位式測量法(利用惠斯登電橋測量電阻)和微差式測量法)偏差式與零位式相結合的方法);按被測量的性質分類,分為時域測量(用示波器觀察脈沖信號的上升沿、下降沿等)、頻域測量(用頻譜分析儀分析信號的頻譜)、數據域測量(用邏輯分析儀等設備對數字量或電路的邏輯狀態進行測量)和隨機測量(對各類噪聲信號進行動態測量和統計分析);另外,按照對測量精度的要求分為精密測量和工程測量;按照測量者對測量過程的干預程度分為自動測量和非自動測量;按照傳感器與被測對象是否接觸分為接觸式測量和非接觸式測量;按照被測量的屬性分為電量和非電量測量等等。

在眾多的測量方法中,到底哪一種是我們選擇的最佳方案呢?對于測量方法的選擇要綜合考慮以下幾個方面內容:①被測量本身的屬性;②所要求的測量精確度;③測量環境;④現有的測量設備等。例如,要測量正在工作的白熾燈的電阻,萬用表再方便、電橋再精確,在直接測量時二者也無能為力,而間接測量法中的“伏安法”是最佳選擇方案;如果要獲得某一電信號隨時間變化規律的波形,用示波器測量將是我們選擇的最佳方案;例如,要測量一小段導線的電阻,由于阻值非常小,精確度再高的萬用表也派不上用場,而雙臂電橋法就是最佳測量方案[1]。

2.綜合誤差要最小

在實際測量中,由于人們對客觀規律認識的局限性、測量儀器本身的局限性、測量手段的不完善、測量時外界條件的變化、檢測人員的疏忽大意及測量經驗等多種因素的影響,都會造成被測量的測量結果與其真實值之間存在一定的誤差,測量誤差的來源包括儀器系統誤差、使用誤差、人身誤差及影響誤差等。雖然產生誤差的原因多種多樣,但按誤差基本性質和特點,誤差可分為三種:即系統誤差、隨機誤差和粗大誤差[2]。當測量誤差超過一定限度時,測量工作和測量結果就會變得毫無意義,甚至會帶來負面影響,導致人們會根據這個不正確的測量結果做出錯誤地分析、判斷,從而大大阻礙了工作的順利進行,嚴重的會造成巨大經濟損失。

因此,從誤差的角度來看,最佳的測量方案應做到各方面因素造成的綜合誤差越小越好,也就是說使每一項測量誤差都達到最小。由于每項誤差使受一些客觀因素限定的,所以要依據測量的要求、現有的儀器、測量環境及工作人員的素質等具體條件來綜合比較各種可行方案,分析各項誤差可能達到的最小數值,選擇合成誤差最小者作為現有條件下的最佳方案。

在最佳方案中要針對下列不同誤差類型盡可能減小相應的誤差:針對系統誤差,要盡可能選擇用精度較高的儀器儀表進行測量;針對環境誤差要盡可能控制測量的環境;針對人身誤差要盡可能采用數字儀器并采取多次測量求其平均的方式減小偶然誤差;針對方法與理論誤差要選取某些特殊方法來減小理論誤差[3]。

3.測量花銷要經濟實惠

儀表的準確度是指儀表的真實值與被測量真實值的一致程度,反映了測量的各類誤差的綜合。綜合誤差越小,精確度越高,儀表靈敏度描述了對被測量的反應能力,即儀表所能測量的最小被測量。精確度和靈敏度都是儀表的重要技術指標。但是在我們進行儀表的選擇時,不能一味地追求靈敏度而不考慮自身的經濟條件,況且高精確度高靈敏度的儀表也不一定時我們工程或者應用的最佳選擇,我們要從我們的要求實際出發,來選擇相對經濟實惠又可以完成相關測量的方案來完成我們的測量。例如,在一般電阻測量中,我們用普通萬用表就可以滿足測量要求,而不需要買一個較為昂貴的精密電橋進行測量。

因此,在選取我們的測量方案的時候要考慮到一定的經濟利益,我們的測量才能在工程實踐中得到廣泛應用,才會更有價值。

4.測量方法要簡便易行

在科學技術飛速發展的今天,快節奏高效益也要求我們迅速獲得被測量的測量結果,因此我們要追求測量簡便易行。所謂簡便易行,是指測量儀表或測量方法操作簡單、測量步驟少、讀取結果時間短,這樣的測量過程時間短、速度快,因操作造成失誤的幾率小。然而對不同的操作者,要求也有所不同。比如要測量一個電阻阻值,有五種方案:用電阻箱測量、用萬用表測量、用電壓電流表測量、用直流電橋測量、用自動LCR測量儀測量。對于操作者,如果只會熟練使用其中一種方法,那么這種方案就是我們要選取的最佳方案;如果五種都會熟練使用,那么最簡便易行的就是萬用表測量了。對于測量人員,在滿足測量要求的情況下,要在眾多測量方案中選取最為簡便易行的方案,以適應生產和科研發展的要求。

在實際的測量中,對于最佳測量方案的選取不能只從某一個方面來考慮,一切以滿足實際測量需要為宗旨,以適應科研要求和工程生產為目的,在此前提下,綜合考慮各方面因素,盡量減小測量誤差,權衡利弊,在各種方案中選擇最佳方案,挑選出最合理的測量方案,來達到我們的測量目的[4]。

5.要考慮干擾與共地的影響

在考慮了上述因素的情況下,測量時還需要根據測量信號的頻率特性等考慮干擾與共地對測量結果的影響。電子設備是在一定環境下工作的,在實際環境中不可能存在理想的環境狀況,而必然存在著自然的或者人為因素產生的電磁能量,這些電磁能量通過一定途徑進入工作電路,從而產生正常工作所不需要的信號。這些信號有些是瞬間或偶然出現,有些是伴隨著電子設備的使用而長期存在,影響電子電路的正常工作。因此,在生產中,電子儀器、儀表或分散控制系統工作時,或者對參數測量時,電子回路都需要有一個公共電位參考點,這個參考點我們通常稱為工作接地點。合理設計電路或者回路中的接地點可以有效地防止干擾[5]。

在某些電路測量中,當用浮地的、相互獨立的儀器進行測量,測量結果是正確的,但如果測量儀器共地,由于負極接地的電子儀器的接入,測量儀表的負極所接的被測點就被強制接地,原本電位不為零的點的電位強制變為零,改變了電路結構,這時出現測量結果不正確甚至電路和儀器損壞。因此在實際電路進行測量前,一定要注意首先弄清楚儀器負極是否共地,電路能否用共地的儀器進行測量,一定要認真分析,千萬不能盲目接電路,造成不必要的錯誤和損壞[6]。

6.總結

現代電子測量是一門發展迅速、應用廣泛、對現代科學技術發展起著巨大推動作用的測量分支,現在幾乎找不到沒有運用電子測量技術的科技領域。同時電子測量也是一門對科技成就十分敏感的學科,它與科技同步發展,這使得電子測量技術知識不斷更新,這也就要求測量人員不斷吸取新的科技知識,時時尋求測量最佳方案,力求測量方案更加規范化、科學化、現代化,跟上電子測量的時代步伐。

參考文獻

[1]張永瑞,劉振起,楊林耀,等.電子測量技術基礎[M].西安:西安電子科技大學出版社,2009.

[2]鄒其洪,黃智偉,高嵩,等.電工電子實驗與計算機仿真[M].北京:電子工業出版社,2005.

[3]謝海霞.電子測量誤差的分析與減小方法[J].瓊州大學學報,2004,11(5):26-28.

[4]蔣煥文,孫續.電子測量(第三版)[M].北京:中國計量出版社,2009.

[5]魏宗憲,張秉海.干擾與接地[J].石油化工自動化,2002, 4:106.

[6]周宦銀,劉家華,李莉.電子設備共地長出現的錯誤研究[J].中國現代教育裝備,2006,9:55.

作者簡介:

武懷玉(1972—),男,工程師,陜西廣電網絡傳媒股份有限公司安塞縣支公司副經理,從事廣播電視管理和有線電視網絡建設工作。

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關鍵詞:電子測量儀器;教學方法;教學效果

中圖分類號:G423.07 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2015)24-0021-01

“電子測量技術”是一門理論知識和實踐性都很強的學科。“電子測量技術”這門課程的內容包括測量誤差的性質、特點、分類和測量結果的處理,常見元件(電阻、電容、電感)標注方法和測量方法,電參量(電流、電壓、功率)的測量,常用的測量儀器的原理、使用方法,時域測量頻域測量和數據域測量的基本特點。學習本課程的目的是使大學生初步學會選擇合適的測量儀器、制定合理的測試方法,學會設計一個最佳的測試方案,并且學會對測量結果進行誤差分析和處理。開設“電子測量技術”課程旨在培養大學生的基本動手操作能力和提高綜合設計能力。該課程涉及知識點多,數學公式推導復雜,學習難度大,容易造成大學生學習疲勞,致使學習效率下降。因此,我們不僅要加強大學生理論知識的學習,還要注重大學生創新和動手能力的實踐培養。我們可將實驗分為基礎驗證實驗和綜合設計實驗。在基礎驗證實驗中要求大學生能夠識別常用元件,并能對簡單的電路進行測量。在綜合設計實驗中,要根據大學生電子協會和電子設計大賽比賽要求事先擬定題目,使課堂教學和實踐教學相融合,加強大學生的設計和創新能力。通過改革,我校大學生近幾年的參賽均取得了可喜的成績。本文從理論教學、實踐教學和考核方式幾個方面進行了改革,目的是為了激發大學生的內在動力,提高大學生的自主學習能力,通過一系列的改革取得良好的效果。

一、課程內容的改革

當前的“電子測量技術”課程體系陳舊,過多的介紹一些繁雜的公式,對于專科大學生來說難度過大,因此我們聯合黃河水利職業技術學院的教師編寫了適合大學生使用的“電子測量技術”“電子測量技術教學大綱”和“電子測量技術實驗實訓指導書”。該套教材介紹常見電參量的測量方法、常用元器件的特點以及測量方法和測量常用儀器的工作原理、使用方法和測試技能,并且介紹了誤差理論和誤差分析,時域測量、頻域測量和數據域測量的基本方法。該套教材的特點是突出應用性和實踐性,在課程內容上能夠將知識點與能力點有機結合起來,注重培養大學生解決現場實際問題的能力。在內容安排上,力求廣度和深度的統一,對電子測量的主要方面做了全面、系統的介紹,對于具體測量問題,選擇典型的具有代表性的例題,使大學生既能夠建立基本測量理論和基本概念的學習,又能加強基本操作技能的培養和提高。在課程內容上增加了現代測量新技術如無線通信測試、藍牙測試、光通信測試等,每一部分均附有例題和習題,供大學生練習,以加深理解。在每章的開始部分增加實訓項目,在選擇實訓內容時,應結合現場工作需要和我校實驗室的設備條件,所選擇的儀器都是全國各大高校普遍使用的測量儀器。

二、課堂講授

在課堂講授中,不再采取滿堂灌的“填鴨式”的方式,而是將大學生進行分組,選擇具有代表性的例子引導大學生自己去討論、自己制訂測量方案,使每個大學生都能夠全身心地投入到課堂的學習中來。授課過程中,對于基本公式、基本定理的推導采用傳統的板書形式,既能使大學生加深理解,又方便大學生記錄。對于電路的測試技術和方案,利用多媒體技術、動畫演示等手段,通過形象直觀的演示,增加了傳授的信息量。在教學過程中以大學生為主體,使大學生參與到課堂中來,改變了以往在課堂上教師乏味的講解方式,教師在課堂上起引導作用,大學生才是主體。對于難點、抽象的知識點,教師要給大學生講解清楚。同時,教師要在課堂上設置訓練項目,讓大學生先對項目進行分析,然后到網上和圖書館查閱資料,通過自己搜集信息,了解每種測量儀器的優缺點、適用范圍和測量精度,從而學會建立一個優化的切實可行的測量方案。

三、加強實踐技能訓練

在實驗環節的安排上,增加實驗臺、實驗課時和實驗數目。我們把整個實驗內容分為基礎驗證型實驗和綜合設計型實驗,在基礎驗證型實驗中使大學生學會常用元器件的識別方法,學會常用測量儀器的使用方法,會對簡單的電路進行測量;在綜合設計性實驗中,強化大學生創新能力的培養和綜合設計能力的提高。同時,布置一些難度適中的題目和一些高難度的題目,難度適中的題目能使大部分的大學生經過自己的努力就可以完成,高難度的題目可以使少部分有探索精神和創新能力的大學生脫穎而出,從而帶動其他的大學生,營造一個優良的學習氛圍。

四、考試方式的改革

為了杜絕考前突擊幾天就能過關的現象,對大學生的考核方式也進行了改革。以前的測試就是筆試,以至出現了大學生眼高手低、只會紙上談兵的現象。為了徹底杜絕這種情況的發生,我們更注重大學生平時的課堂表現、出勤率、作業情況以及在實驗操作中的具體表現,這樣給出的成績更加客觀公正,能大大提高了大學生的學習積極性,使大學生在平時的課堂上能更好地參與到課堂討論中來。

五、結束語

通過這幾方面的改革,激發了高校大學生的學習的興趣,充分調動了大學生的主觀能動性。近年來,我校的大學生參加河南省電子技能大賽、全國電子大賽還有電工證的等級考試,取得了良好的成績,促進了他們的成長成才。

參考文獻:

[1]王槐生.虛擬儀器在“電子測量技術”教學中的改革與應用[J].中國電力教育,2011(04).

[2]熊秋紅.淺談電子技術與技能訓練的教學[J].都市家教月刊,2011(04).

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【關鍵詞】電子測量;示波器;測量方法

科學的進步,生產的發展與測量理論、技術、手段的發展和進步是相互依賴、相互促進的。測量是指人們對客觀事物取得數量概念的認識過程,是人們認識和改造自然界的一種不可缺少的手段。在自然界中,對于任何被研究的對象,若要定量地進行評價,必須通過測量來實現,測量是技術生命的神經系統。如今,電子測量技術已成為電子科學領域重要而且發展迅速的分支,對整個電子技術和其他科學技術產生了巨大的推動作用。

電子測量是指以電子技術理論為依據,電子測量儀器和設備為手段,對各種電量、非電量、電信號以及電子元器件的特性和參數進行的測量。在電子測量中,示波器是一種不可缺少的測量儀器。示波器是利用電子示波管來顯示被測信號波形的一種電子測量儀器。“百聞不如一見”,示波器能夠把人類肉眼無法直接觀測的電信號,轉換成人類肉眼可以看見的波形,并顯示于屏幕上,以便于對信號進行直觀、定性、定量的觀測,它所提供的直觀視覺效果是其他儀器無法替代的。

一、示波器的選擇

可以根據被測信號的特性來選擇。

1.定性觀察頻率不高的一般周期性信號,可選用普通示波器或簡易示波器。

2.觀察非周期信號、寬度很小的脈沖信號,應選用具有觸發掃描或單次掃描的寬帶示波器。

3.觀察快速變化的非周期性信號,應選用高速示波器。

4.觀察頻率很高的周期性信號,可以選用取樣示波器。

5.觀察低頻緩慢變化的信號,可選用長余輝、慢掃描示波器。

6.需要對兩個信號進行比較時,應選用雙蹤示波器;需要對兩個以上信號比較時,則選用多蹤示波器或多束示波器。

7.若被測信號為一次性過程或復雜波形,需將被測信號存儲起來,以便進一步分析、研究,可選用存儲示波器。

二、需要注意的事項

1.選擇合適的電源,并注意機殼接地。使用前要預熱幾分鐘再調整各旋鈕。

2.經過探極衰減后的輸入信號切不可超過示波器允許的輸入電壓范圍,并應注意防止觸電。

3.通電預熱后再調整各旋鈕,同時注意各旋鈕應先大致旋在中間位置。

4.根據需要,選擇合適的輸入耦合方式。

5.輝度要適中,不宜過亮,且亮點不能長時間停留在同一點上,特別是暫時不觀測波形時,更應該將輝度調暗,以免縮短示波管的使用壽命。

6.聚焦要合適,不宜太散或過細。

7.測量前要注意調節“軸線校正(TRACE ROTATION”)旋鈕,使熒光屏刻度軸線與顯示波形的軸線平行。

8.盡量在熒光屏有效尺寸內進行測量。

9.探極要與示波器配套使用,不能互換,且使用前要校正。

10.波形不穩定時,通常按“觸發源”、“觸發耦合方式”、“觸發方式”、“掃描速度”、“觸發電平”的順序進行調節。

三、示波器測量方法

1.直流電壓的測量

(1)測量原理

利用被測電壓在屏幕上呈現的直線偏離時間基線(零電平線)的高度與被測電壓的大小成正比的關系進行的。VDC=h×Dy×k

其中VDC為被測直流電壓值,h為被測直流信號線的電壓偏離零電平線的高度;Dy為示波器的垂直靈敏度, k為探頭衰減系數。

(2)測量方法

1)將示波器的垂直偏轉靈敏度微調旋鈕置于校準位置(CAL)。

2)將待測信號送至示波器的垂直輸入端。

3)確定零電平線。

4)將示波器的輸入耦合開關撥向“DC”檔,確定直流電壓的極性。

5)讀出被測直流電壓偏離零電平線的距離h。

6)計算被測直流電壓值。

例:示波器測直流電壓及垂直靈敏度開關示意圖如下圖所示,h=4cm,k=10:1,求被測直流電壓值。

VDC=h×Dy×k=4cm×0.5V/cm×10=20V

2.交流電壓的測量

(1)測量原理

Vp-p=h×Dy×k

Vp-p為被測交流電壓值(峰-峰值);h為被測交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點間的高度;Dy為示波器的垂直靈敏度;k為探頭衰減系數。

(2)測量方法

1)垂直偏轉靈敏度微調旋鈕置于校準位置。

2)接入待測信號,輸入耦合開關置于“AC”。

3)調節掃描速度使波形穩定顯示。

4)調節垂直靈敏度開關。

5)讀出被測交流電壓波峰和波谷的高度。

6)計算被測交流電壓的峰-峰值。

3.周期和頻率的測量

(1)測量原理

T=xDx/kx

T為被測交流信號的周期;x為被測交流信號的一個周期在熒光屏水平方向所占距離; Dx為示波器的掃描速度;kx為X軸擴展倍率。周期的倒數即為頻率。

(2)測量方法

1)將示波器的掃描速度微調旋鈕置于“校準” 位置。

2)將待測信號送至示波器的垂直輸入端。

3)將示波器的輸入耦合開關置于“AC”位置。

4)調節掃描速度開關,記錄Dx值。

5)讀出被測交流信號的一個周期在熒光屏水平方向所占的距離x。

6)計算被測交流信號的周期。

4.時間間隔的測量

測量同一信號中任意兩點A與B的時間間隔的測量方法

TA-B=xA-B×Dx

TA-B為:A與B的時間間隔;xA-B為A與B的時間間隔在熒光屏水平方向所占距離;Dx為示波器的掃描速度。

5.相位的測量

(1)用雙蹤示波法測量相位

將欲測量的兩個信號A和B分別接到示波器的兩個輸入通道。利用熒光屏上的坐標測出信號的一個周期在水平方向上所占的長度xT 。再測量兩波形上對應點之間的水平距離x,則兩信號的相位差為 Δψ=×

(2)用李沙育圖形法測量頻率或相位

將示波器工作于X-Y方式下,將頻率已知的信號與頻率未知的信號加到示波器的兩個輸入端,調節已知信號的頻率,使熒光屏上得到李沙育圖形,由此可測出被測信號的頻率。

NH和NV分別為水平線、垂直線與李沙育圖形的交點數;fx、fy分別為示波器Y和X信號的頻率。李沙育圖形存在關系:

四、結論

示波器不僅能直觀地觀測信號波形,能測量信號的電壓、周期、頻率、相位等,另外示波器與傳感器結合,還能對溫度、壓力、密度、聲、光、磁效應等各種非電量進行測量。但在精密度要求高的場合,還需要注意利用示波器測量帶來的測量誤差。

參考文獻

[1]范澤良,吳政江.電子測量與儀器[M].北京:清華大學出版社,2010:53-94.

[2]歐正宏.用示波器測量電阻的三種方法[J].實驗教學與儀器,2013年12期.

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關鍵詞:電子測量 課程 教學改革

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)03(c)-0136-01

眾所周知,中職學生基礎知識較差,他們競爭意識薄弱,學習能力較差。很多在中職教師崗位上奮戰的一線教師時常抱怨:學生的學習反應冷談,學習積極性差,教師時常被現存的種種課堂不良現象嚴重打擊,身心俱疲,無法或鮮少獲得職業的幸福感、成就感。學生的消極反應作用于教師身上,教師無可奈何;教師的消極情緒又反作用到課堂上,學生學習的積極性更差……長此以往,師生間的教與學不斷惡性循環,教學質量逐漸日下。

那么,如何改善師生關系,改善課堂教育效果呢?我個人認為,不管什么課程,只要找到合適的教學方法,對癥下藥,是可以改善課程教學效果,推動教學改革的。以電子專業《電子測量儀器》課程為例,結合學生的實際情況和多年身為一線教師的教學實踐經驗,我覺得,項目導向、任務驅動教學法在其授課課程中效果良好。下面,我將淺談這種教學方法在《電子測量儀器》課程教學改革中的實施,不到之處,敬請批評。

首先,縱觀現有的關于電子儀表儀器測量的教材,不難發現,眾多教材都是選用幾種儀表儀器作為代表,然后重在理論介紹它們的內部結構原理,對于儀表儀器應用部分,介紹則比較空乏。然而,這些理論知識,對于剛從初中升學上來的中職學生來說,文字多、內容復雜、陌生、難理解,而且中職學生畢業后大多從事技術工作,需要很強的實操能力。很多教師在教學過程中,為了完成教學任務,照本宣科,而且在安排實驗的時候,從元件選取、電路搭建、儀表儀器使用、整理實驗場地等,從頭到尾,只用兩節課時間,匆匆忙忙,只求完成教學任務不追求教學質量。這種枯燥、死板、粗暴的上課模式,對于學習能力較差、學習自覺性薄弱的中職生來說,學習非但沒有給他們帶來樂趣,反而增加了他們對學習的抵觸情緒。

而科學研究表明,教學過程中,學生能記住20%他們聽到的,能記住30%他們看到的,能記住50%他們聽到和看到的,能記住70%他們所說的,但是他們卻能記住90%他們做過的。所以,以伍湘彬老師主編的《電子測量儀器》為例,結合我校的實驗設備,以及電子專業學生的特點,我以項目導向、任務驅動教學法為主線,以完成項目任務的形式特別制定了五個項目,完成教學任務:

項目一:通用示波器

儀器:本校設備亞龍YLDS1062D數字示波器。

任務:(1)數字示波器的面板介紹和認識;(2)使用數字示波器對50 Hz的3 V交流電進行波形觀察和相應參數測量;(3)使用數字示波器對電路的輸入、輸出級電路關鍵點進行波形觀察和測量,完成波形繪畫;(4)教學視頻及教學光盤的播放學習。

教學及能力目標:(1)教師引導、學生操作,通過學生自身體驗和感性認識,熟記示波器面板上各功能按鍵的作用;(2)熟練使用示波器對信號、電路等進行波形觀察和測量各種電參量;(3)通過對示波器的其他種類介紹和比較,幫助學生進一步鞏固示波器的相關知識,幫助學生提高學習興趣和樹立學習信心。

項目二:函數信號發生器

儀器:本校設備亞龍YL-238函數信號發生器。

任務:(1)函數信號發生器的面板介紹和認識;(2)使用函數信號發生器調出各種波形,用示波器觀察并測量各種參數,驗證輸出是否正確;(3)使用函數信號發生器調出電路所需要波形信號并送往電路;(4)教學視頻及教學光盤的播放學習。

教學及能力目標:(1)教師引導,學生操作,通過學生的自身體驗和感性認識,學生熟記信號發生器面板上各功能按鍵的作用;(2)會熟練使用信號發生器調出各種波形,并用示波器觀察驗證,同時,會將所需信號供給電路。既可以加深對新知識的理解,也對舊知識(示波器)進一步強化和應用;(3)通過對函數信號發生器的其他種類認識和比較,幫助學生進一步鞏固信號發生器的相關知識,幫助學生提高學習興趣和樹立學習信心。

項目三:電子電壓表(1)

儀器:本校設備南京科華MF47指針式萬用表。

任務:(1)指針式萬用表的面板介紹和認識;(2)使用指針式萬用表測量常用元器件(電阻、電容、二極管、三極管等),并判斷元器件極性、好壞;(3)使用指針式萬用表測量電路靜態參數和動態參數(單管放大電路);(4)教學視頻及教學光盤的播放學習

教學及能力目標:(1)教師引導,學生操作,通過學生的自身體驗和感性認識,學生熟記萬用表面板上各功能按鍵的作用;(2)會熟練用萬用表的歐姆檔、電壓檔進行相應測量;(3)通過對萬用表的其他種類認識和比較,幫助學生進一步鞏固萬用表的相關知識,幫助學生提高學習興趣和樹立學習信心。

項目四:電子電壓表(2)

儀器:本校設備優利德UT61E數字萬用表。

任務、教學及能力目標:與項目三相似

項目五:電子計數器

儀器:本校設備E312A型通用電子計數器。

任務:(1)電子計數器的面板介紹和認識;(2)使用電子計數器對輸入信號進行測量周期、頻率;(3)教學視頻及教學光盤的播放學習。

教學及能力目標:(1)教師引導,學生操作,通過學生的自身體驗和感性認識,學生熟記電子計數器面板上各功能按鍵的作用;(2)會熟練用電子計數器進行周期、頻率測量;(3)通過對計數器的其他種類認識和比較,幫助學生進一步鞏固電子計數器的相關知識,幫助學生提高學習興趣和樹立學習信心。

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示波器之外,工程師們常用的電子測量工具還很對,理想的做法是將他們集成為一臺儀器,這樣將大大減少儀器之間的連接和配置的麻煩,同時也簡化的工程師的工作臺。不過,這顯然是不可實現的,儀器供應商只能權衡利弊,盡可能將可以集成的功能集成進工程師最常用的工具--示波器中。因此,集成哪種功能,集成進多少功能成了示波器供應商需要慎重考慮的問題。如果集成不當,不但沒有簡化工程師的工作,反倒降低了示波器的主要性能,這將得不償失。

將邏輯分析儀的部分功能集成進示波器是最早的嘗試,集成后的示波器號稱混合信號示波器。像安捷倫公司、泰克公司、力科公司等眾多示波器供應商都先后推出了混合信號示波器。從原有的2通道或4通道的示波器到增加了16個邏輯通道的混合信號示波器,大大方便的工程師的測試工作,尤其受到了開發和調試嵌入式設計的工程師們的歡迎。

之后,安捷倫公司又將信號發生器集成進示波器中。2011年2月,安捷倫推出InfiniiVision2000和3000X系列示波器,率先將函數信號發生器集成進示波器中。

去年,泰克公司又推出了集成頻譜分析儀的示波器,將頻譜儀集成進示波器是一個不小的挑戰,這兩類儀器本來屬于不同的測量域--時域和頻域,考慮將他們結合起來也是基于行業的發展需求。近幾年,Wi-Fi、ZigBee、藍牙、RFID等無線應用更多地進入到日益增多的嵌入式系統中,越來越多的工程師需要同時面對數字電路和射頻電路設計,設計工程師必須同時處理這兩個領域。正是基于這樣的行業需求,泰克在去年推出了MDO4000混合域示波器。集示波器和頻譜分析儀功能于一起,MDO4000可以提供時間相關的模擬、數字和射頻信號觀測。由于實現了時間相關的多域顯示,工程師能夠進行準確的定時測量,以了解其設計中的時域命令/控制事件間的延遲和時延在頻域上引起的變化。另外,由于MDO4000能夠提供時域和頻域時間相關的完整系統級觀測,所以尋找間歇性EMI噪聲和元器件狀態帶來的EMI噪聲變得前所未有的容易。

篇10

電工電子技術基礎是電子測量與儀器專業的專業基礎課程,也是一門理論性和實踐性相結合的課程。針對高職教育教學中學生理論基礎弱,但思維活躍,動手能力強的特點,為了使高職學生成為技術應用型高技能人才,有必要在高等職業院校進行電工電子技術課程教學改革,既使高職與普通高校區別開來,又能使個高職學生學到相關知識并能學以致用。為配合高職院校學校實踐性強的課程進行專業建設工作,我們按照課程體系與教學內容改革的建設方案,建設電工電子技術基礎課程,使其達到優質專業基礎課程水平。

2.電工電子技術基礎課程建設思路

本課程以工作任務為邏輯主線,以任務的興趣點為引導,將完成工作任務必需的相關理論知識構建于實驗項目之中,學生在任務興趣點的驅使下進行具體實驗項目探索體驗,完成相應的工作任務,鍛煉職業能力,掌握相應的理論知識。在教學環節中,依據校內實驗環境和實訓條件、校外實習資源情況貫徹模擬電工電子實驗實訓項目(校內實驗實訓室)完成基礎教學,承擔真實的電工電子工程項目(工程現場)的實用教學,并根據工程情況設計隨時更新教學項目內容和實踐教學過程。

3.電工電子技術課程建設探索與實踐

3.1 課程的功能與定位

職業教育課程應當突出能力目標,鑒于電工電子技術課程為專業基礎課,則對課程大要求既要體現嗯能力的培養,又要兼顧基本基礎知識掌握和運用,為后續課程的學習奠定理論基礎。本課程是中國環境管理干部學院電子測量與儀器專業的專業基礎課,是一門理論性和實踐性都較強的課程。通過本課程的學習,學生可以了解單片機原理與應用,實驗數據處理與虛擬儀器,電路仿真軟件應用,可編程序控制器等相關后續課程所需的電路電子基礎的基本概念和電路實踐基礎知識,能夠進行簡單器件的選型,能夠使用常用電工電子儀器設備,能夠獨立完成簡單實踐項目,并能對系統功能進行測試,為將來從電子測量工程相關工作打下堅實的基礎。

3.2 課程的能力目標

本課程的核心能力目標是培養學生電工電子技術相關職業能力和學習后續課程的基礎能力與專業素養,使學生達到國家相關職業標準。通過本課程的學習,學習者應該具備以下知識、技能與素質:

(1)能夠進行實驗任務和實踐項目的器材、儀器需求分析;

(2)能夠撰寫實驗項目的項目說明書;

(3)能設計中小電路應用系統方案;

(4)能夠進行簡單電路電子器件選型;

(5)能熟練操作電工電子常用器材和工具;

(6)能完成電工電子項目任務過程的各個環節,能熟練、規范地完成實踐操作;

(7)能根據電工電子基礎理論和實踐知識,分析后續課程相關電路。選取后續課程實踐所需電路器件和儀器;

(8)能完成對電工電子器件、儀器的規范分類與管理。

3.3 課程教學總體設計和教學內容

根據電工電子技術及應用專業技能目標框架,獲得本課程的能力目標,找到教學設計途徑。依據職業崗位課程學習要求,按照后續職業課程標準,通過校企合作制定職業標準;將能力群分解為若干個能力模塊,結合興趣任務和能力訓練要求,引導學生進入任務角色;制定融合職業標準和行業標準的能力訓練模塊考核標準、考核方法;編寫適合在生產性實訓基地開展教學的工學結合校本教材。

3.4 教學內容的確定

課程教學內容的確定是從高職學生工作預期和后續課程出發,通過電子測量技術與儀器專業課程設置及對工作崗位進行分析,選出與本課程相應的典型工作任務是常用電子器件的識別與使用、常用電測儀器和設備的使用。通過對典型工作任務和職業行動能力進行分析和討論,分解和細化核心能力目標,在此基礎上確定有任務陳述的課程教學內容。

3.5 教學模式設計

組織課程教學時,以學生為主體,充分考慮到高職學生的基礎知識薄弱、動手操作能力較強、思維活躍開放等特征,提出趣味性任來吸引學生,從而建立其自信心。在此方面,首先可以演示案例教學,促進學生職業能力發展。在課程設計上,有小的基礎案例,也有來自行業的工業案例,以實驗室環境教學為基礎平臺,工廠型實訓基地為拓展平臺,使理論知識、實踐技能、職業素養與實際應用環境結合在一起,從而達到工作過程與教學過程的融合。在案例教學中,采用“做中學,做中教”的教學方法,按照案例的工作過程進行學習與訓練,使學生的專業能力、方法能力、社會能力得到逐步提高。

其次是客觀教學內容上實施興趣項目教學。第一學段重在興趣點的建立,從任務的被動吸引到主動探索。通過大量收集資料、整理方案、小組討論,制定實施計劃,完成構思與設計,然后進行小組分工,開始進行方案實施。在循序漸進實施項目過程中,逐漸過渡到學生整理項目方案,由指導教師進行中期檢查,對項目設計的規范和要求提出指導意見,但并不對項目的可行性給予評價,充分發揮學生的主動性和創造性;第二個學段,項目小組必須細化方案,形成完整書面文本,進行項目匯報、答辯與成果展示,并進行成績評定。

在項目教學期間,各項目小組根據項目方案進行匯報,由2名教師(校企雙方組成)進行評定,根據學生在項目方案中獲取知識與運用知識的能力予以打分。從實踐情況看,此階段,學生的創新思維活躍,敢于構思和設計。

3.6 實訓室建設

根據中國環境管理干部學院現有電工電子技術基礎實驗實訓室建設情況和學校教學目的出發,正在完善電工電子技術實訓中心、中型項目任務實訓室,校企共同確定生產實訓基地建設方案。對職業教育國內現狀進行深入調研,對畢業生市場需求進行分析,分析各崗位的需求量及對應的技術特點和設備要求及環境要求,以此為根據確定實驗實訓實習基地建設方案。實驗實訓實習基地建設的定位如下:

(1)電子測量技術與儀器專業群校內實驗室;

(2)電子測量技術與儀器專業群校內實訓室;

(3)電子測量技術與儀器專業群校外實習基地;

(4)學生創業教育平臺。

實訓室配置電工電子技術實驗室的相關設備,培養學生簡單實驗的驗證和操作、基礎實訓的獨立操作能力、校外實習的選件能力、軟件應用能力、資料查詢能力和負責電路的安裝調試維護能力、設備及網絡性能測試能力、物聯網應用平臺管理能力等。

這些實訓設備可以滿足日常的實訓教學需要,同時也為學生課程設計和競賽提供了保障。該實訓室將全體向學生開放,從發發揮了實訓室為全院學生服務的作用。

3.7 教學評價設計

教學評價的基本思路是,不僅有期末考核和期中考核,而且有過程評價和學生的自評。實訓部分占總成績的50%,以實驗實訓過程為考核的主體,貫穿整個學期。具體表現在以下幾個方面:

(1)改革傳統的學生評價手段和方法,采用階段評價,過程性評價與目標評價相結合,項目評價,理論與實踐一體化評價模式。

(2)采用多方位評價模式,分別用出勤、課堂提問、實驗實訓準備、實驗實訓過程及完成質量來綜合評價學生期末成績。

(3)注重學生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力的考核,對在學習和應用上有創新的學生應予特別鼓勵,全面綜合評價學生能力。

4.結語