示波器的原理和使用范例6篇

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示波器的原理和使用

示波器的原理和使用范文1

【关键词】数字示波器;现代测量工具;自动校准软件;理论基础

一、引言

所谓自动化校准系统,就是指在较少的外界干扰下,对测量结果进行自动化处理和测量,是一种高效的提高产品质量的工具。作为ATS(自动测试系统)系统的重要组成部分,自动化校准系统通常由控制器、接口、测试软件、微处理器以及程控开关等构成。随着工业领域对测量的精度要求越来越高,对数字示波器自动化校准系统的研究显得十分必要。性能良好的示波器对于工业生产的模拟测试、调试开发来说至关重要,它通常按照正弦、方波和脉冲三种形式输出信号,由于其具备远程控制能力,并兼具各种设备的通用性和准确性,因此对于判断机器故障和分析原因来说具有很高的效率。就我国数字示波器校准仪的发展现状来看,中国计量科学研究院和华东高新技术开发有限公司处于领先地位,其合作研制而成的POC-3型程控数字示波器校准仪能够对各种类型的示波器进行自动化校准,由于特制了微处理器,它能够直接测量100Mv-100V的脉冲电压,在示波器的自动校准领域是一个飞跃。

二、数字示波器自动化校准软件的工作原理

示波器从诞生到发展已有近一个世纪的历史,是目前脉冲测量技术中应用最广的观测仪器,因其速度快、频带宽,数字示波器不仅具有电流表和电压表无法替代的功能,还能凭借其灵敏度调制信号的参数,这种智能化的仪器在当今社会得到广泛应用。下面,我们就数字示波器自动化校准软件的工作原理进行简要分析。

(一)数字示波器自动化校准系统的构成要素

数字示波器自动化校准软件具有复杂的系统构成,通常包括控制器、测试软件、程控器、执行元件、微处理器等,在其工作时,要将接口与总线连接起来方便传输。由于每次都会接受不同的任务,示波器的I/O接口有不同的型号,如GPIB、IEEC2388.2、LAN、R7-121C等。其中GPIB是通用接口总线,采用钛合金材质制作而成,其传输速度达2M/s。后来,IEEC2388.2问世,较之GPIB,它提高了传输的稳定性,也增加了更多的寄存器操作指令。R7-121C指的是异步传输的标准化接口,其引脚分为两种不同型号,一个是DB-9,另一种是DB-25,后者是前者的改良版,在抗干扰能力上更胜一筹。

(二)数字示波器自动检测系统的原理

数字示波器的自动检测系统主要分为硬件和软件两大部分,前者包括多功能校准仪、微型计算机和打印机,后者包括信号匹配器和GPIB。在微型计算机的远程控制下,先要按照时间系数扫描时标信号,在根据正弦信号测定频响和垂直偏转系数,由于程序已被编程,因此数字示波器会根据信号依次响应脉冲波的频率,当其检测出数据结果时,会进行不确定度的分析,自动生成误差报告,以判断结果是否合格。

三、数字示波器自动化校准软件的设计研究

下面,我们就数字示波器自动化校准软件的设计进行如下探讨。

(一)测控系统的模块化设计

首先,示波器自动化校准测控软件采用了模块化的设计方案,它将整个系统分为若干模块,各个模块之间相互独立互不干扰,分别进行文件、浏览器、仪器以及数据库的管理,分工明确。各自独立的实现示波器的校准以及数据处理功能。整个测控校准系统设计采用的是TOP――DOWN原则,每个模块都由主程序统一操控管理,使其具有良好的内敛性和清晰度,升级也更为容易。其操作流程主要如下,先由示波器检定员根据用户名登陆系统,再根据示波器的初始化数据选择合适的参数,进行误差范围的设置,再由示波器取读数据并校准,看数据是否超过了规定的误差范围,最后进行数据处理和储存,并输出结论。

(二)自动化校准软件的结构设计

数字示波器自动化校准软件共包含四个有机组成部分,第一是系统的预设软件,是示波器的总程控枢纽。第二是数学示波器的选择程序,其选择程序大多是半自动的,无需手控调节,这对操作的稳定性和一致性提出了很高的要求,根据不同的档级,软件能对其进行合理的组合编制,对于操作者来说使用非常便利。第三是校准软件的主体,其中参数在软件中起到决定性作用,由于一般情况下菜单的操作组分为水平、垂直和触发三组,可根据操作组选择参数的偏转系数和带宽值,并统一填入模板,方便日后的编写。值得注意的是,数据的采集通常需要一定的等待时间,在波形稳定的前提下 需要尽可能的缩短时间以满足误差处理的修约规定。最后一部分是文件的储存和管理,操作者只需按照仪器的提示,依次对示波器的型号、编码、校准日期等信息输入即可,软件会自动将其生成索引目录,并导入检测数据中心。

四、总结

综上所述,作为自动化测试系统,数字示波器的应用已经越来越广泛,其自动化校准软件经过不断的调试,在很大程度上提高了自动化检定功能,其工作效率较之手动测量提高了二十倍以上,也填补了自动化测量的空白,对于其他类似的测量系统具有借鉴意义。

参考文献

[1]姚洪奎.数字示波器自动化测试软件系统设计与实现.电子与通信工程.电子科技大学 ,2010(学位年度).

[2]李宪优,王玲,阮林波.数字示波器自动检定方法与实现 .《装备指挥技术学院学报》,2010年2期.

示波器的原理和使用范文2

首先要求重构后的每一项目是完整的电力电子系统,即包含三块内容;其次应该符合学生的认知规律,即项目应该按照从简单到复杂的原则设置;最后应结合“教学做”一体化实施环境———实训基地,即实训基地能够完成教学项目。因此项目从电力电子器件的功能知识和测试技能开始,深入到其构成的主电路和对应的触发电路,最后到项目的实现完成,实现理论与实践的交融渐进提高的过程。将课程重构为调光灯系统的设计安装与调试、直流调速装置应用与检修、开关电源的调试与检修、中频感应加热电源安装与调试、变频器应用六个教学项目前,大部分院校都采用挂件结构的实验成实训。扩展方便,只需要更换挂件就可以实现。

但是电路板全部封装在系统内部,看到的只是电气符号和电路图。实训部分只是记录实验数据和波形,并作出相关分析,效果不好,也不可能全部把挂件打开使用。结合仿真实验、硬件实验及课程设计、现场试验设计步进式教学方法思路先进,但是企业现场教学难以实现。

怎样在现有条件下最大限度地利用实训设备达到高效的教学质量,基于项目教学做一体化教学提供了思路。基于项目的教学做一体化,以工作过程为导向实施教学。在教学过程中,严格按照职业岗位工作步骤,资讯→计划→决策→实施→检查→评估6步完成一个完整的项目,具有很大的创新性和实用性。一个项目一般至少需6到8个学时,要求按照6步实行教学做一体。结合一次课往往是理论分析与动手实践结合,而不是资讯分析———项目相关理论学习———项目实施。怎样才能真正实现理论和实践的交融渐进,以调光灯系统为例,从基础实验、仿真实训、项目实训三个方面进行探讨。调光灯系统和其他项目一样,其核心是电力电子器件、触发电路、变流电路三部分。按照从简单到复杂,三部分的结合成为一个系统。

基础实验在一体化教学中的体现对晶闸管的学习过程,用实训室的器件展开。首先,认识器件。每一组学生发放几个晶闸管,学习辨认晶闸管的阳极、阴极和门极,在此基础上引入晶闸管结构、等效电路。其次,了解晶闸管的工作原理。在教师引导下,做晶闸管的试灯试验,并记录相关结果,师生共同总结晶闸管导通关段条件。再次,记录晶闸管的型号,师生一起分析晶闸管的相关参数。最后,在教师指导下,用万用表测试管子的性能,并且联系测试实训台上所有晶闸管的好坏,判别晶闸管。触发电路的学习过程,以最常用的单节晶体管触发电路为例。在教师引导下,用示波器对各个部分的波形进行测试,并分析原因。使用过程中某个触发电路可能损坏,通过示波器的测试也能够找出故障。最后对触发电路的工作过程和影响因素进行总结。

仿真实训在一体化教学中的体现一体化教学中涉及的实验实训都要用到电力电子器件,需要三相交流电源和双踪示波器等设备。操作过程虽然严格要求,但是同学们稍不注意就会出现过流和接地报警,甚至烧保险丝、损坏实训装置。因为系统电路都是封装在挂件内部,一旦损坏难以查找原因、难以修复。另外电力电子线路是一个系统,示波器、器件、触发、同步等任何问题出现,系统就无法启动。计算机仿真不需要三相交流电和设备的操作,在MATLAB/SIMULINK运行环境下,用户只需将所需电气元件的模块添加到模型编辑窗口,并将它们连接起来就可以快速地组建仿真模型实现电力系统的计算仿真。还可借助计算机仿真弥补实训设备的不足。调光灯主电路为单相半波电路,按照要求找到相关元件构建模型。双击示波器后,可以看到电源电压、输出电流、输出电压、脉冲及晶闸管的电流电压波形。据此,可以和学生一起分析各波形出现的原因,深刻理解电路工作原理。改变触发延迟角,则可实时观测由此波形的变化,深刻理解调光灯的原理。同时移开触发信号或者移开晶闸管可以模拟触发电路故障、晶闸管断路时的输出效果,对实际电路的调试提供帮助。

综合实训在一体化中教学的体现项目主体由器件的选择、触发电路的安装测试及变流电路的安装组成。按照项目要求和项目图纸安装好电路,经检查无误通电试车,观察灯泡的亮暗变化,并记录相关输出波形。实际调试不像仿真那么容易,这是一个综合的过程,任何一个环节出现问题,都会导致项目无法完成。因此,要形成良好的习惯:实训台电源状况检查;晶闸管好坏的鉴别;单结晶体管触发电路的调试;晶闸管调光电路的安装;电路检查;同步检查;脉冲移相角调整。按照这样的顺序,层层监测,可以最大效率完成项目。

目前,实训室管理主要有两种形式,一种是理论教师和实践教师分开教学。理论教师在教室教授理论知识,实践老师教授实训环节的同时,也充当在实训室的管理和维护工作。这种方式理论和实践严重脱节,不利于学生职业能力的培养。另外一种是,教师既是理论知识的传授者,也是技能训练的指导者。实训管理人员管理和维护归实训室。这种模式下,教师必须具备“双师”素质,在基于项目的教学做一体化实施过程中,能够把握全局,能够实现理论知识和实践操作的交融。但是在运行过程中发现,这种模式下的教师是实训室的使用者,没有设备维护的相关义务,也没有配置维护设备的仪器仪表。只是在使用过程中发现设备的损坏和缺陷做出记录,由实训室人员修复。本来可以随堂处理的设备故障,却不得不停下。管理者不使用设备,也不了解设备的运行状况,仅靠记录难以高效修复设备。另外,教学中需要的相关器材,必须到实训室办理相关手续。这种使用管理脱离的方式,局限了实训室功能的最大发挥。电力电子实训室管理和维护应由授课老师承担,实施教学管理一体化。

示波器的原理和使用范文3

电子仿真技术是一种包含了Edison仿真软件、PSPICE仿真软件、电路图编辑器、电路原理图编辑程序、图形后处理程序、电路的文本文件等部分的综合性软件。电子仿真技术的应用必须在结合信息技术、系统理论作为引导的前提下,利用计算机或其他专门工具来使其功能得到使用,通过对电子仿真软件的电路进行相关设计,可以很好的提高电工的电子设计和开发能力。社会经济的发展使电子计算机技术应用到了社会生产生活的各个方面中,其在电工维修方面的应用,有效的解决了各种其中问题,并优化和完善了各种电工维修技术,促进了电工事业的发展。电子仿真技术一般是通过调查分析实际情况,来获得实际参数,再利用电子计算机或其它专门工具,模拟出实际情况来方便维修人员操作的工作流程,它能有效的调动工作人员的积极性,提高使用者的动手能力。

2电子仿真技术在电工维修中的应用

2.1电子仿真软件网络虚拟实验室的应用

通过借助一些新兴的技术,如多媒体技术、电子仿真技术、显示虚拟技术等,来实现电工维修工作者的实际软硬件的工作环境,这就是虚拟实验室。虚拟实验室是目前虚拟技术在电工维修领域上的应用表现。电子仿真软件网络虚拟实验室目前主要分为两种,一种是直接操作远程试验形式的网络虚拟实验室,另外一种是软件仿真形式的网络虚拟实验室。前者是对真实的实验设备进行控制的一种仿真技术,它主要是利用相关的电子仿真软件,对接收的来自客户端的故障问题和参数设置进行分析,然后将得到的解决方案和新的参数设置再通过实验室传送给客户端,使用这种方式能有效的提高工作效率并节省资源。后者是完全依托在仿真软件基础上的,使用仿真软件为电工维修人员创造虚拟实验室,提供虚拟的工作环境供其学习和进行电路设计,使用这种方式解决了实践过程中出现的操作失误而导致的资源浪费问题。不过目前虚拟网络实验室研究的重点为直接操作远程试验的网络虚拟实验室技术,因其能利用有限的资源提高电工维修人员的工作效率,电工维修人员能同时进行对实际的实验设备的参数调整和观看真实的运行过程及输出结果这两项活动。

2.2电子仿真软件electronicsworkbench的应用

在电工维修中,最常见的一项工作就是电路连接,而这项工作也是最容易出现问题的环节。利用electronicsworkbench软件进行电路设计,具有提升电工维修工作者电子设计、开发能力和节约成本的优点。使用电子仿真软件electronicsworkbench设计电路时,在实际工作中,首先进行的是搭建电路,具体操作为寻找电路中的各个元件,然后将各个元件进行连接并设定相应的参数,最后运用示波器观察各个点的输出波形结果。采用这种电子仿真软件,即使是对于那些接触示波器较少的使用者,在使用真正的示波器时,也不会因为陌生或紧张的情绪而损坏示波器,这样就不会浪费电工维修者的时间,同时也节约了成本。electronicsworkbench电子仿真软件的示波器和真实的示波器外观相似,电工维修人员在熟悉了电子仿真软件的示波器后,便能很快的上手真实的示波器,有效的避免了人为因素造成的设备损坏和时间浪费等问题,既节约了成本,又锻炼了电工维修人员的设计和开发能力,还能培养其创新精神。

示波器的原理和使用范文4

关键词:电子实训;快速提高;操作技能

职业院校培养的是操作型、技能型人才,为适应社会对人才的需要,必须加强培养学生实训操作技能。电子类实训教学是培养学生实践操作能力,它不同于文化理论课教学,也不同于实验课教学,它是培养学生掌握专业技能的关键环节。使学生快速掌握电子操作技能应采取以下方法:

1.熟悉常用仪器使用

首先了解仪器工作原理,其次掌握测量方法。例如示波器在电子实践中是常规的测试仪器,作为电子专业的学生,可以将示波器的原理和使用单独列为两个实践课题,而且特别规定示波器的使用是“动手课题”重点之一。要求学生不但会“定性”观察波形,而且能“定量”测量信号的幅度、频率、周期等。例如,在单管放大实践中,当输入为正弦波时,利用示波器不仅可以看到放大后的反相波形和输人信号的相位比较,而且可以通过对输人信号、负反馈信号的增大或减少,对上偏置电位器调整等多种内容来实现晶体管三种状态的相互转换。学生不仅可以看到放大后的正弦波形,也可以观察到饱和失真、截止失真及双向失真的梯形波,甚至矩形波。从而能更深刻理解在模拟电路中,条件的变化决定着晶体管状态的变化,这样进行全方位的训练,不但把理论课难以理解的复杂思维变得生动有趣、明白易学,学生也通过对示波器的反复操作加强了应用动手的训练,对于稳压电源、信号发生器、频率计、交流毫伏表等仪器,也在各实践教学中得到了熟练掌握和配套应用。

2.掌握电子元件基础知识

电子元件基础知识是电子产品应用的基础,而有的学生毕业时甚至还不能识别有关元件,不会进行基本的检测。因此必须加强学生的电子元件基础知识,了解电子元件的封装形式、种类、材料、标称值,尤其是使学生掌握电子元件测量方法以及使用注意事项,如何进行选择。使学生不但会对其外观识别,而且能熟练地用仪器设备进行检测,深刻掌握元件综合知识。

3.掌握识图能力

能看懂电路图是对电子技术人员最基本的要求,也是关键所在。面对密密麻麻的电路图,学生普遍感到困惑,无从下手。采取以下方法识读电路图,能快速提高学生的识图能力。

1)打好基础,积累素材---循序渐进。要识读电路图,首先得要有一定基础。正好像小学生学习语文一样,得从拼音、字、词、句到文章,一步一步,循序渐进。同样识读电路图也是如此,得从元件的符号与代号、参数与特性学起,然后把握基本电路的特征及功能,逐步积累,打好基础。

2)化整为零,各个击破---分模块。一个稍许复杂的电路图,笼统去看,看不出什么眉目。其实,一个电路都可以看作是由一个或多个基本电路组成。我们仍然可以仿照语文分段落、分章节的办法,把电路分成若干功能模块。这样分析就容易得多,然后弄清电路各模块间的联系,最后把它们组合还原成整个电路。这样,整个电路的眉目就清晰了。

3)找出核心,辐射周围---找中心。一个完整的电路图中,往往会有一些具有典型特征的关键元件,如集成块,三极管等。在分析电路工作原理时,首先要找出核心元件,诸如简单分立电路中的三极管,它是什么类型的管子,各个三极管之间的连接方式、作用、在工作过程中处于何种工作状态等,然后再分析与核心元件相连的其它附属元件,如电阻、电容、二极管等。以点带面,由此辐射开去。这样抓住主要矛盾,就不会出现本末倒置。

4)分析电路,弄清过程---验证和应用弄清电路的基本连接和作用后,就仔细来分析整个电路的工作原理。每个电路都是用来完成一定任务的,即功能。我们可以根据电路功能来验证电路,也可以反过来通过分析电路来推测其功能。分析电路的方法通常有:按信号流程分析;按方框图分析;按功能状态分析等。例如:一提起“声控开关”,马上会想到它必有声音接收转换装置,信号放大,开关控制等电路。我们也可以按信号流程分析,如按信号的输入、传输、输出过程逐步分析;也可以按方框图来分析;还可以按功能状态分析,即分析在无声时,有声时电路所处状态。这样,我们对于电路就有一个清晰的认识,做到有板有眼,而不再是一团乱麻。

4.故障分析与排除能力的提高

电子技能训练应注重学生直观检测排除故障能力的培养,而这要在训练中熟悉大量元器件,掌握插装、焊接、导线加工、元器件引脚成型等各项基本技能,看懂各类电子产品电路原理图和印刷电路图,掌握各类电路不同的调试方法。在对各个电路的安装、调试过程中,不仅要锻炼电子技能工艺水平,而且要对电路进行深入分析,彻底理解各典型电路的工作原理,元器件参数变化或线路局部改变等方面因素对电路工作状态造成的影响,并且利用在技能训练中的机会,反复思索、调试,使学生学到的专业理论知识被消化吸收为灵活运用的实践知识,开放思维,初步具备设计简单电路的能力。

快速掌握电子技能一方面能提高学生专业技能工艺水平,另一方面有助于实际能力的锻炼和培养,是实践教学中非常重要的一个环节。为了使学生受到比较系统全面的实训训练,在实训中要锻炼动脑动手操作的能力,巩固理论知识,塑造良好的思想品质、培养实际运用能力,锻炼他们的探索热情和创新精神。

示波器的原理和使用范文5

    针对学生存在的问题,首先应解决学生仪器使用不熟练的问题,以示波器为例,学生做物理和电子技术等实验时已经使用多次,但是还有同学操作不熟练,不知道有些功能怎么用。所以说首先让学生学会熟练使用示波器等相关的教学辅助仪器,特别强调是熟练,让每个学生都有信心,实验仪器都会熟练使用,只要电路连接正确就能得到实验波形和数据。其次是必须要求提前预习实验内容,仔细看实验指导书,认真听教师讲解,不能盲目动手操作。在实验课的时间安排上,尽量做到讲完理论内容马上就做实验,学生学了理论内容是对所学知其然,有了实践结果就知其所以然了,这样才能起到强化理论知识的作用。另外,教师在学生操作过程中的耐心指导,及时提醒也是特别重要的。

    实验过程中要不断地引导学生发现问题、分析问题和解决问题,使学生真正达到每个实验要求达到的实验目的,这样才算真正完成了教学任务。教学过程中总结出几点管理方法,在实际应用中也非常有效。把实验成绩分成三个部分,预习报告、课堂中的实际操作、实验报告[3]。上课之前先检查预习报告并提出相关问题,根据预习情况给予成绩;学生在实际操作过程中根据动手能力和表现情况随时给出课堂表现分数;规范实验报告的书写,根据书写实验报告的要求和实验结论、分析、心得体会是否详细、真实、准确等情况给予实验报告分数,坚决杜绝抄袭现象。三者的综合,是该学生本次实验的最后分数。第一次实验特别重要,必须严格要求每一个学生都亲自动手操作,只在一旁观看的或者不认真的操作的,不予通过,直到学生自己真正认真正确完成实验内容方可离开教室。这样学生对后续课程的学习态度会格外认真仔细。

    重新编写实验教材很多高校的实验教材是生产实验箱的厂家提供的,根据培养学生实践动手能力和创新能力的指导思想,从新编写的实验指导书包括验证性实验、设计性实验和综合性实验[3]。其中验证性实验基本涵盖了高频实验课程中的经典内容,如调谐放大器、功率放大器、振幅调制与解调等。验证性实验内容中增加实验原理的说明,加强实践与理论的结合,避免理论与实践脱节。设计性实验,在原有验证性实验内容的基础上增加学生自主设计的内容。充分利用实验箱上的扩展资源,外扩自行设计的面包板或印刷电路,为不同专业班级的学生灵活的安排实验内容。考虑到学生设计、安装、调试方便,我校采用固定时间开放实验室和创建大学生创新中心等办法,使学生有时间有空间真正动手操作,同时也充分利用实验室资源。综合性实验,加入小课题、小项目、和小产品的制作和研究。

    增开课程设计在学期末增加了高频电子线路课程设计,要求学生在所学知识的基础上,自行查找相关资料,结合通信领域的先进技术,出相应的电路原理图,并运用仿真软件进行设计、分析和仿真,经过老师确认后到电工、电子实训基地去制版,电路板制作完成后,通过测试,电路最终达到设计要求,可以制作组装成产品。课程设计由教师提出相关要求或学生自己选定题目,由学生查找资料、设计制作、书写设计报告,答辩等环节组成。课程设计结束后学生都能看到自己亲手制作的小产品,教学效果特别好。通过原理电路设计、电路板设计、安装,单元电路调试及系统总调的设计过程,可以培养学生分析问题、解决问题的能力,同时掌握高频电子线路单元电路及系统电路的设计方法及应注意的问题,熟悉电子线路设计和开发的整个过程,为学生今后学习和就业打下坚实的理论及实践基础。

示波器的原理和使用范文6

网络教学视频题虚拟仿真实验电子测量仪器一、《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点

1.电类课程的特点

从电子技术的发展来看,电类课程有着自身的一些特点。首先,电类课程的专业知识具有实验性和探索性,甚至是随着科学技术的发展,可能会被新的知识替代。这种技术和知识的更新,在行业中的电子产品上会首先得到体现。实际中,电子产品更新的速度很快。其次,电类课程具有很强的实践性。

2.《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点

结合电类课程专业知识的实验性和探索性,在进行《电子测量与仪器》课程网络资源建设时,宜引入行业中最新的电子测量仪器介绍及其技术讲座,添加相关网络链接、视频和反映技术前沿的文献。结合电类课程很强的实践性,并考虑到网络与电类课程之间的共同点:计算机化,在网络资源应用中,适当地引入虚拟仿真实验。特别是《电子测量与仪器》课程中基于计算机的虚拟仪器技术作为先进的测量技术,使得应用虚拟仪器进行虚拟仿真实验成为可能,电子设计仿真软件NI Multisim很好地做到了这一点。与其它电类课程相比较而言,这是《电子测量与仪器》课程网络资源建设和应用中独有的一个特点。这样,通过最新电子测量仪器、前沿技术和虚拟仿真实验内容的资源建设和应用,以充分发挥网络作为课堂延伸的作用。

二、《电子测量与仪器》网络课程的资源建设

本文基于4A网络教学平台,进行了《电子测量与仪器》网络课程的资源建设。资源建设的基本模块包括课程资源、作业、讨论区、学习活动等。课程资源中包括课程内容、实验内容、常用仪器简介、以及设计常见仪器的芯片资料等,扩展的模块有虚拟仪器、毕业设计等,主要课程资源组织图如图1所示。其中,课程答疑安排在讨论区进行。课程资源呈现的方式有文字、图片、PPT、视频等。根据前述《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点,在网络课程资源建设中还引入了最新的电子测量仪器类产品介绍与讲座类的视频,提供了虚拟仪器前沿技术的参考文献,并设计了选择、应用电子测量仪器的综合性学习活动,即给定测量任务,让学生在NI Multisim软件中加载虚拟仪器进行虚拟仿真实验。为了使学生在课外对课程内容有一个更好的理解,还专门设计了视频题和思考题。

三、仪器产品讲座类视频的合理应用与引导

网络课程作为课堂的延伸,应尽量促进学生自主学习。一方面,学生通过网络课程能对课内的教学内容有更好地理解;另一方面,学生能学到与课内教学内容紧密相关的知识,对课内教学内容进行扩展。结合电类课程专业知识的实验性和探索性,《电子测量与仪器》网络课程引入了仪器产品讲座类视频,其视频内容与课程内容紧密相关,其中包括最新的数字示波器和数字万用表等视频。

下面以数字示波器视频的引入为例。受课内学时数的限制,“数字示波器”的课内教学内容重点讲解数字示波器的原理和测量方法,包括探头的基本应用。而更详细的探头应用及注意事项,则在网络教学平台上通过引入探头视频专题来学习。这拓展了学生学习知识的范围。因为是学生自主学习,在教师不在现场的情况下,仍然应该引导学生学习,所以就视频设计了视频题,让学生观看视频后回答问题,以帮助学生在观看视频的同时思考问题,使学生的自主学习更有效。

“数字示波器”视频有关问题的设计要达到的教学目标是:使学生掌握探头的基本应用和示波器的原理,理解探头使用的注意事项和示波器的功能,并促进学生思考,帮助学生主动建构知识。教学设计遵循循序渐进、由浅入深的原则。首先,将一Flash作为引子。它通过展示一个电子工程师在使用示波器检验产品的过程中遇到的一些困惑,来引出数字示波器产品中使用的新技术。其次,在其视频下方显示相应的提问,学生可带着问题去观看视频。最后,提示回答某个问题后续所需要学习的视频。如设计的问题有:探头的作用有哪些,如何选择、使用探头(详见后续视频:探头专题)。并在作业模块下给出视频题和答案。

四、虚拟仿真实验学习活动

目前,实践性很强的课程的教学安排大多采用课内实验或课程设计来达到培养学生对知识的应用和实践的目的。《电子测量与仪器》课程的内容在强调技术知识的同时,对知识的应用也很重视。基于能应用虚拟仪器进行虚拟仿真实验的课程特点,在《电子测量与仪器》网络课程资源建设中应用NI Multisim软件引入虚拟仿真实验,有利于学生的知识建构和学习迁移。NI Multisim软件中加载虚拟仪器的方式有三种:自带的虚拟仪器、基于LabVIEW的虚拟仪器和NI ELVISmx虚拟仪器。

在学生学习了多种电子测量仪器之后,利用4A网络教学平台的学习活动模块设计基于虚拟仿真实验的综合性学习活动,使学生通过本门课程的学习,能正确地选择测量方案和仪器,达到完成给定测量任务的教学目标。依据教学目标,虚拟仿真实验的学习活动内容为:给学生一个测量任务,让学生在NI Multisim软件中加载虚拟仪器完成仿真实验。具体的任务包括观察滤波前后的时域波形、分析滤波后的信号频率分量和测量滤波器的带宽。考虑到滤波器带宽测量的方法有多种,所以设计了投票环节,给出其中三种测量方案,让学生从中推选出最佳的测量方案。这三种方案有用正弦信号源和示波器的观察法测量、用波特图仪(或频率特性测试仪)的自动扫描法测量、用正弦信号源和电压表的点频法测量。附件作业中提供了NI Multisim设计的语音滤波器电路原理图,以方便学生课外进行仿真实验。共享资源环节要求学生在活动中提供相关资源与同学共享,同时它也是支撑测量结果的依据。

五、结语

根据《电子测量与仪器》课程知识具有实验性和探索性、设计计算机化等特点,且能使用虚拟仪器进行虚拟仿真实验的独有特点,利用4A网络教学平台对课程进行了网络资源建设和应用。通过设计仪器产品讲座类视频题和NI Multisim仿真实验学习活动来引导学生自主学习,从而达到促进学生主动建构知识和学习迁移的目的。实践表明,网络教学是促进学生自主学习的一个有效途径。如何提升大学生网络自主学习的能力还有待研究。

参考文献:

[1]从宏寿,李绍铭.电子设计自动化――Multisim在电子电路与单片机中的应用[M].北京:清华大学出版社,2008.36-64.

[2]杨吉祥,高礼忠,詹宏英.电子测量技术基础(2004年第1版修订)[M].南京:东南大学出版社,2008.

[3]黄小妹.网络自主学习模式下建构主义学习理论应用剖析――以高职公共英语教学为例[J].湖北广播电视大学学报,2012,32(7):39.22.