电子测量与智能仪器课程教学与实验改革探索
曾志辉+张志刚
[摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足，课题组依托河南理工大学国家级实验示范中心和省级重点开放实验室平台，分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革，在培养学生自主学习，提高学生综合能力方面取得了很大成效，为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。
[关键词]教学方法；教学手段；实验；改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）01-0063-02
电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性，是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密，在专业课程体系中占有重要地位，它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响，该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓，听课不能够集中精力，使该课程的课堂教学效果不够理想。另外，该课程让学生学习的内容、方式也存在问题，目前主要还是以做作业习题为主，即使增加了该课程的课程设计环节，但基本上也是“纸上谈兵”，不能够与实际应用结合，效果也不够理想。
针对以上传统教学所存在的问题，根据课程特点，我们通过积极探索，大胆改革，以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案，分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践，并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量，促进学生创新能力和实际工作能力的培养，提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。
一、 注重课堂教学改革
（一）更新教学内容，改进教学方法
针对课程教学内容，首先，我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作，最后选定了国家精品课程配套教材，古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用，而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用，而不是基于仪器的设计与制造，对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次，在日常教学过程中，根据给定学时，我们对课堂授课内容进行了有效节选，在讲述课程各部分内容时，注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述，以测量原理作为基础，通过测量误差分析来提升，以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述，在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时，教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示，在成功抓住学生兴趣的同时，进一步介绍它的基本组成和工作原理，并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程，这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业，要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组，采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法，以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师，教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围，也可以促进师生之间的互动和交流。
（二）教学手段多样化
电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性，涉及很多仪器以及具体操作等知识，单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中，我们根据课程实际情况，结合河南理工大学现有的教学设施，最大限度地进行了教学手段多样化改革，其主要表现为：
1.多媒体课件动起来
在传统的多媒体课件上，有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素，使多媒体课件动起来。根据课程的属性，将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生，不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量，还能大大提高学生的学习兴趣；利用多媒体课件的动画效果，以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析，将其组成工作原理生动、形象地展示出来，从听觉和视觉两方面刺激学生的感官，促进学生联想记忆，加深对知识的掌握；课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示，使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来，大大调动了学生的学习积极性，学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。
2.SAKAI网络平台用起来
随着计算机网络的发展，基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台——Sakai（赛课）网络教学平台，将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上，学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能，教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息发布，将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析，学生成立讨论小组完成讨论后，以电子作业的形式进行上传Sakai平台，教师可以实时进行跟踪，通过讨论的方式与学生进行沟通，及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率，也拉近了师生之间距离，大大提高了学生学习的积极性。
三、实验实践改革
作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节，学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程，学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上，还要学会使用各种仪器，搭建各种测试系统，学会对电子测量结果进行分析，因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心——电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的，学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外，任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验，学生可以自由组队，进行测试系统设计，利用实验室实验模块完成测试系统搭建，并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验，教师要给出优秀的实验成绩，以此调动学生参与的积极性。
四、考核方式的改革
考试是教学的一个重要环节，教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上，摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法，进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。
（一）平时成绩考核
平时成绩考核20%，由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%，讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业，这是指在教学过程中，根据课程教学进程要求学生完成的学习任务，要结合Sakai网络教学平台，依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外，考勤记录是学生平时成绩的依据之一，教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内，最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩，这项成绩通常是在小组学习的基础上，学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目，通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩，最后由任课教师给出。
（二）期末卷面成绩
期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点，考题可以灵活多样，以闭卷为主，适当增加了理论设计题目的考核，使得试题能真正考查出学生的真实能力，以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。
（三）实验成绩
实验成绩占30%，其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%，自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验，调动学生参与的积极性，自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。
（四）课外活动成绩
该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂，我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果，在总成绩上直接给定课程成绩。 同样，学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目，也可视为加分项目。如此一来，学生学习、参与的积极性空前高涨。
五、总结
本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明，“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张国华，电子测量技术课程的重要性及教学改革浅议[J].九江职业技术学院学报，2005：29-30.
[2] 路辉，从特色教学改革角度谈高校特色战略规划[J].高教论坛，2011（3）.
[责任编辑：刘凤华]
[摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足，课题组依托河南理工大学国家级实验示范中心和省级重点开放实验室平台，分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革，在培养学生自主学习，提高学生综合能力方面取得了很大成效，为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。
[关键词]教学方法；教学手段；实验；改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）01-0063-02
电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性，是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密，在专业课程体系中占有重要地位，它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响，该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓，听课不能够集中精力，使该课程的课堂教学效果不够理想。另外，该课程让学生学习的内容、方式也存在问题，目前主要还是以做作业习题为主，即使增加了该课程的课程设计环节，但基本上也是“纸上谈兵”，不能够与实际应用结合，效果也不够理想。
针对以上传统教学所存在的问题，根据课程特点，我们通过积极探索，大胆改革，以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案，分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践，并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量，促进学生创新能力和实际工作能力的培养，提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。
一、 注重课堂教学改革
（一）更新教学内容，改进教学方法
针对课程教学内容，首先，我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作，最后选定了国家精品课程配套教材，古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用，而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用，而不是基于仪器的设计与制造，对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次，在日常教学过程中，根据给定学时，我们对课堂授课内容进行了有效节选，在讲述课程各部分内容时，注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述，以测量原理作为基础，通过测量误差分析来提升，以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述，在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时，教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示，在成功抓住学生兴趣的同时，进一步介绍它的基本组成和工作原理，并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程，这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业，要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组，采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法，以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师，教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围，也可以促进师生之间的互动和交流。
（二）教学手段多样化
电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性，涉及很多仪器以及具体操作等知识，单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中，我们根据课程实际情况，结合河南理工大学现有的教学设施，最大限度地进行了教学手段多样化改革，其主要表现为：
1.多媒体课件动起来
在传统的多媒体课件上，有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素，使多媒体课件动起来。根据课程的属性，将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生，不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量，还能大大提高学生的学习兴趣；利用多媒体课件的动画效果，以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析，将其组成工作原理生动、形象地展示出来，从听觉和视觉两方面刺激学生的感官，促进学生联想记忆，加深对知识的掌握；课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示，使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来，大大调动了学生的学习积极性，学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。
2.SAKAI网络平台用起来
随着计算机网络的发展，基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台——Sakai（赛课）网络教学平台，将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上，学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能，教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息发布，将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析，学生成立讨论小组完成讨论后，以电子作业的形式进行上传Sakai平台，教师可以实时进行跟踪，通过讨论的方式与学生进行沟通，及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率，也拉近了师生之间距离，大大提高了学生学习的积极性。
三、实验实践改革
作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节，学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程，学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上，还要学会使用各种仪器，搭建各种测试系统，学会对电子测量结果进行分析，因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心——电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的，学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外，任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验，学生可以自由组队，进行测试系统设计，利用实验室实验模块完成测试系统搭建，并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验，教师要给出优秀的实验成绩，以此调动学生参与的积极性。
四、考核方式的改革
考试是教学的一个重要环节，教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上，摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法，进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。
（一）平时成绩考核
平时成绩考核20%，由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%，讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业，这是指在教学过程中，根据课程教学进程要求学生完成的学习任务，要结合Sakai网络教学平台，依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外，考勤记录是学生平时成绩的依据之一，教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内，最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩，这项成绩通常是在小组学习的基础上，学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目，通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩，最后由任课教师给出。
（二）期末卷面成绩
期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点，考题可以灵活多样，以闭卷为主，适当增加了理论设计题目的考核，使得试题能真正考查出学生的真实能力，以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。
（三）实验成绩
实验成绩占30%，其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%，自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验，调动学生参与的积极性，自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。
（四）课外活动成绩
该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂，我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果，在总成绩上直接给定课程成绩。 同样，学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目，也可视为加分项目。如此一来，学生学习、参与的积极性空前高涨。
五、总结
本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明，“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张国华，电子测量技术课程的重要性及教学改革浅议[J].九江职业技术学院学报，2005：29-30.
[2] 路辉，从特色教学改革角度谈高校特色战略规划[J].高教论坛，2011（3）.
[责任编辑：刘凤华]
