論《測控儀器電路》課程建設

蔡建文

【摘 要】《測控儀器電路》課程是測控技術與儀器專業的一門核心專業課。該課程是在電子技術與測量、控制之間架起一座橋梁，通過本課程的學習使學生熟悉怎樣運用電子技術來解決測量與控制中的任務，讓學生學會如何在測量和控制中運用電子技術，如何與光、機、計算機緊密結合實現測控任務。本文針對課程特點，從課程教學內容、教學方法和教學手段等方面進行了探討，以期提高教學質量和教學效果。

【關鍵詞】計算機控制技術；教學內容；教學方法；教學手段

“測控儀器電路”是測控技術與儀器專業本科生的一門專業必修課。該課程是在電子技術與測量、控制之間架起一座橋梁，通過本課程的學習使學生熟悉怎樣運用電子技術來解決測量與控制中的任務，讓學生學會如何在測量和控制中運用電子技術，如何與光、機、計算機緊密結合實現測控任務。本課程側重測控電路的外特性，電路的選用及設計，熟悉掌握測控電路的分析與設計方法。課程教學中增加雙語教學環節，可以更好地促進專業核心課程建設，使得該課程的教學內容、教學手段更為豐富，從而更有利于調動學生的學習積極性，不斷提高教學效果，不斷提高學生的外語水平及綜合運用知識的能力。

1 課程教學內容

《測控儀器電路》課程是一門專業核心課程，它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性，在本科教育中起著重要的作用，因此本課程教學內容逐漸由基本理論知識向電路在測試系統中的實際應用轉變，以期不斷提高學生的實際應用能力；不斷更新教學內容，加入外文內容和一些復雜測控電路的知識，讓學生掌握和了解測控系統領域發展的前沿信息。

課程理論教學內容主要圍繞以下幾個方面開展：①測量放大電路；隔離放大電路；增益調整與切換及線性化電路；功率放大電路。②調制解調的功用和類型；調幅式測量電路；調頻式測量電路；調相式測量電路；脈沖調制式測量電路。③濾波器的基本知識；RC有源濾波電路；集成有源濾波器；跟蹤濾波器；數字濾波器。④加減運算電路；對數、指數及乘除運算電路；微分積分運算電路；常用特征值運算電路；復雜運算電路。⑤采樣保持電路；電壓比較電路；電壓頻率轉換電路；電壓電流轉換電路；模擬數字轉換電路。⑥信號細分與辯向電路。⑦測控電路中的抗干擾技術。

本課程開發了虛擬實驗、FLASH動畫演示、計算機仿真軟件，可在一臺計算機上實現測控電路分析、應用等多種功能，避免重復購置的浪費，節約了大量資金。虛擬儀器實驗系統還可利用網絡傳送數據，老師通過計算機監控實驗過程，同時管理幾十個甚至上百個學生做實驗。

基于LabVIEW的測控電路虛擬實驗系統和THZK-1型測控技術綜合實驗平臺，構建了演示性、驗證性和綜合性、設計性和創新性三層次實驗體系。驗證性和綜合性實驗加強綜合運用所學知識解決實際問題能力的培養，設計性和創新性實驗可以很好地培養學生想象、構思、自主實驗的能力。開發了基于VB的測控儀器電路實時數據處理系統，學生可充分利用這些軟件對實驗結果進行驗證分析及信號分析。

2 教學方法與教學手段

1）以優質教學資源建設為抓手，通過開發基于LabVIEW的測控電路虛擬實驗系統、測控電路網絡教學平臺、編寫適合應用型本科教學需要的輔助教材等，為實現不受時間空間限制的互動教學創造良好的硬件平臺，為課程建設和人才培養打下堅實的物質基礎。

2）依托優質教學資源，創建“三階段、三步走、三結合”的理論教學新模式，實施構閉環式、互動式、啟發式教學，構造“工程化、多元化”的實踐教學體系加強學生實踐創新能力的培養。

3）將學生自主性、探究性學習能力具體的分解為敏銳發現問題的能力、有效解決問題的能力、學以致用的能力和舉一反三的能力。利用網絡平臺的典型案例、課后練習、自測試題等資源和虛擬實驗室等進行自主學習、自主訓練，培養學生敏銳發現問題的能力和有效解決問題的能力；同時通過自主應用培養了學以致用的能力。在此基礎上，針對自己的薄弱環節進行強化，實現自主提高，培養了舉一反三的能力?！白灾鲗W習、自主訓練、自主應用、自主提高”四個環節構成自主性、探究性學習的漸進過程，使學生從初步入門達到靈活自主應用的階段。

4）通過課內實驗、課程設計、畢業設計、課外科技活動四個環節的分層次、遞進式反復訓練培養學生的實踐能力和創新能力。分層次：本著“因材施教”、“因人而異”的教學理念，針對基礎、能力不同的學生提出不同的要求。比如對實踐能力稍弱的學生，在課內實驗中只要求完成規定的驗證性、綜合性實驗；在課程設計中，要求完成理論設計、分析計算即可。對有能力的學生要求進行設計性實驗，在課程設計或畢業設計中必須做出實物，調試通過。遞進式：通過設計性實驗、課程設計等的訓練，學生能夠高質量完成畢業設計。通過組織學生在課余參加教師的科研項目、申報大學生訓練項目、參加各類競賽，達到培養實踐能力和創新能力的目的。

5）將教師科研過程中遇到的相關問題加以提煉，建立系統的數學模型，在課堂中組織學生進行討論，用學過的基本概念和控制方法加以分析與設計，讓學生了解所學知識的典型應用領域及最新科技前沿。

3 結論

《測控儀器電路》課程建設項目在教學改革上進行了一些有益的探索和嘗試，并且對教學內容的調整、教學手段和方法的改進與完善等方面進行了詳細的研究和總結，取得了不錯的成果。

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[責任編輯：王偉平]