与时俱进优化电子测量实验教学

【摘要】电子测量是获取信息的重要手段,是一切科学的依据,本文从电子测量的发展趋势和当今高校电子测量实验教学的现状出发,依据多年教学经验,对如何优化电子测量实验教学进行了探讨.

【关键词】电子测量　虚拟仪器　互动　开放

杰出科学家门捷列夫曾说“没有测量，就没有科学”。电子信息科学是现代科学技术的象征，它的三大支柱是：信息获取（测试/测量技术）、信息的传输技术（通信技术）、信息的处理技术（计算机技术），三者中信息的获取是首要的，因为测量是获取信息的重要手段，因此，国内外许多高校的许多工科专业，尤其是电子信息类专业，都把“电子测量”作为一门十分重要的技术基础课程。

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，也是培养学生实践动手能力的重要标志性课程。其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛、更新迅速。

电子测量包括测量仪器和测量理论两部分。当前电子测量仪器已经经历了由模拟仪器发展到数字仪器，又由数字仪器发展到智能仪器阶段；现在电子测量仪器的发展，主要呈现以下几个趋势：

1)量限扩大化趋势

2)集成化、模块化趋势

便携式仪器越来越多，使用者要求集成化、微型化，例如简单的数字温度计、湿度计等，成本低，可靠性高；仪器模块化，可以方便安装选件，可以方便升级，可以方便故障诊断和维修。

3)智能化趋势

具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能；很强的存储、计算、报表输出功能；很好的用户界面，使用户很方便使用。

4)数字化趋势

无论高档还是低档仪器，数字化越来越普及。随着微电子技术的发展，数字电路的成本越来越低；随着各类仪器装上了CPU，实现了数字化后，软件上投入了巨大的人力、财力。今后的仪器归纳成一个简单的公式：“仪器=AD/DA+CPU+软件”，AD芯片将模拟信号变成数字信号，再经过软件处理变换后用DA输出。

5)虚拟化趋势

虚拟仪器的构成：计算机+软件+硬件(用于解决信号的输入输出)

虚拟仪器的特点：性价比高，传统仪器贵，虚拟仪器便宜。传统仪器功能固定，虚拟仪器改变软件即改变了仪器，可根据使用的需求随心所欲地组成仪器。

6)网络化趋势

通过局域网或INTERNET来控制和使用电子仪器，使工程师远在千里之外仍能遥控仪器和获取结果。

7)跨专业多功能化趋势

一台仪器，可测量多种参数，具有多种用途，而且这些参数是跨越传统上我们认为是不同的计量专业的。好处是节约投资，节省空间，携带使用方便。

而测量理论也由经典测量理论发展到经典测量理论与现代测量方法相结合、传统的测量技术与最新的信息科学技术相结合的新时期下的新的测量理论：如误差理论与测试信息论的结合、测试与控制工程结合的测控技术、测试与计算机技术结合的自动测试系统技术、测试与软件和信息处理相结合的虚拟仪器、测试与通信和计算机网络结合的网络化测试技术等。同时，与其他相关课程内容（如模拟数字电路、信号和系统、微机原理和接口技术、通信与控制等）的处理上，充分体现出了本课程与其他课程内容的有机联系和综合应用。

然而现状却是：

1、测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中，测量课程是独立的，实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用，使得学生容易产生误觉，好象在重复其它课程的实验，无太大新意，而变得好象索然无味，使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然，测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据；计算机是现代测试的重要工具；电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路；信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的，而应有机的联系成一体。

2、学时数日渐减少，与其在电信专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术在非电信专业大概就是30―40学时之间，在电信专业为30―60学时之间（还包括实践教学），实验学时就更少的可怜了，对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。

3、随着高校教学改革的深入，虽然每个院校都购入了一些测量仪器，但跟扩招的学生数相比，却还是不够，当然这也与每个学校办学经费紧张有关，但毕竟对于提高学生动手能力和将隐性知识变为显性知识颇为不利。

4、实验孤立，与实际应用之间的联系好象不大。现有的测试技术的实验不外乎是一些测试仪器的使用，非常片面。其实测试技术应该贯穿于整个电信专业的实践当中。在电路实践中反应的是实验仪器的使用；在低频电路、高频电路的实践中反应的是实验电路；在信号、电子测量、传感器中反应的是实验原理；在大学生课外科技活动、电子设计大赛、数学建模、毕业设计中反应的是其综合应用。即其实验的体系结构应以实验仪器为基础、以测量方法为线索、以误差分析来提升、以实际应用为归宿。

故而要优化电子测量的实验教学，必须从现有的这些问题入手，提出相应的改革与整合方法，提高学生的学习兴趣，培养学生的综合能力。可以从以下几个方面入手：

1、研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。

测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用，并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路，再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码；从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM，无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据；测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成；测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解，使得学生起点更高，更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排，统筹规划；先从实验仪器的基本使用，到应用实验仪器测量基本电路及其电参数，再到实验仪器的熟练使用、扩展使用；最后到自行选用实验仪器，计算参数，构成测量电路，设定实验步骤，完成各种任务。这样即可合理安排学时，避开学时压缩对课程带来的不利影响；又可避免重复劳动所带来的厌倦心理；还方便开设一些综合性课题。

2、提高学生的学习兴趣。

我总认为：“兴趣是学生最好的老师”，在多年教学中发现，如若学生对某一课程兴趣盎然，则其学起知识来必然事半功倍，在学习中能够化繁为简，化难为易，记忆力增强，跳跃性思维活跃，即其学习的主动性、独立性、积极性、批判性、创造性大大增强。

（1）模块化、多层次教学方法：多年来，我们在如何更好的实现学生能力培养方面进行了一些有益探索，我们认为，学生能力培养需