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示波器的原理和使用范文1
【關鍵詞】數字示波器；現代測量工具；自動校準軟件；理論基礎
一、引言
所謂自動化校準系統，就是指在較少的外界干擾下，對測量結果進行自動化處理和測量，是一種高效的提高產品質量的工具。作為ATS（自動測試系統）系統的重要組成部分，自動化校準系統通常由控制器、接口、測試軟件、微處理器以及程控開關等構成。隨著工業領域對測量的精度要求越來越高，對數字示波器自動化校準系統的研究顯得十分必要。性能良好的示波器對于工業生產的模擬測試、調試開發來說至關重要，它通常按照正弦、方波和脈沖三種形式輸出信號，由于其具備遠程控制能力，并兼具各種設備的通用性和準確性，因此對于判斷機器故障和分析原因來說具有很高的效率。就我國數字示波器校準儀的發展現狀來看，中國計量科學研究院和華東高新技術開發有限公司處于領先地位，其合作研制而成的POC-3型程控數字示波器校準儀能夠對各種類型的示波器進行自動化校準，由于特制了微處理器，它能夠直接測量100Mv-100V的脈沖電壓，在示波器的自動校準領域是一個飛躍。
二、數字示波器自動化校準軟件的工作原理
示波器從誕生到發展已有近一個世紀的歷史，是目前脈沖測量技術中應用最廣的觀測儀器，因其速度快、頻帶寬，數字示波器不僅具有電流表和電壓表無法替代的功能，還能憑借其靈敏度調制信號的參數，這種智能化的儀器在當今社會得到廣泛應用。下面，我們就數字示波器自動化校準軟件的工作原理進行簡要分析。
（一）數字示波器自動化校準系統的構成要素
數字示波器自動化校準軟件具有復雜的系統構成，通常包括控制器、測試軟件、程控器、執行元件、微處理器等，在其工作時，要將接口與總線連接起來方便傳輸。由于每次都會接受不同的任務，示波器的I/O接口有不同的型號，如GPIB、IEEC2388.2、LAN、R7-121C等。其中GPIB是通用接口總線，采用鈦合金材質制作而成，其傳輸速度達2M/s。后來，IEEC2388.2問世，較之GPIB，它提高了傳輸的穩定性，也增加了更多的寄存器操作指令。R7-121C指的是異步傳輸的標準化接口，其引腳分為兩種不同型號，一個是DB-9，另一種是DB-25，后者是前者的改良版，在抗干擾能力上更勝一籌。
（二）數字示波器自動檢測系統的原理
數字示波器的自動檢測系統主要分為硬件和軟件兩大部分，前者包括多功能校準儀、微型計算機和打印機，后者包括信號匹配器和GPIB。在微型計算機的遠程控制下，先要按照時間系數掃描時標信號，在根據正弦信號測定頻響和垂直偏轉系數，由于程序已被編程，因此數字示波器會根據信號依次響應脈沖波的頻率，當其檢測出數據結果時，會進行不確定度的分析，自動生成誤差報告，以判斷結果是否合格。
三、數字示波器自動化校準軟件的設計研究
下面，我們就數字示波器自動化校準軟件的設計進行如下探討。
（一）測控系統的模塊化設計
首先，示波器自動化校準測控軟件采用了模塊化的設計方案，它將整個系統分為若干模塊，各個模塊之間相互獨立互不干擾，分別進行文件、瀏覽器、儀器以及數據庫的管理，分工明確。各自獨立的實現示波器的校準以及數據處理功能。整個測控校準系統設計采用的是TOP――DOWN原則，每個模塊都由主程序統一操控管理，使其具有良好的內斂性和清晰度，升級也更為容易。其操作流程主要如下，先由示波器檢定員根據用戶名登陸系統，再根據示波器的初始化數據選擇合適的參數，進行誤差范圍的設置，再由示波器取讀數據并校準，看數據是否超過了規定的誤差范圍，最后進行數據處理和儲存，并輸出結論。
（二）自動化校準軟件的結構設計
數字示波器自動化校準軟件共包含四個有機組成部分，第一是系統的預設軟件，是示波器的總程控樞紐。第二是數學示波器的選擇程序，其選擇程序大多是半自動的，無需手控調節，這對操作的穩定性和一致性提出了很高的要求，根據不同的檔級，軟件能對其進行合理的組合編制，對于操作者來說使用非常便利。第三是校準軟件的主體，其中參數在軟件中起到決定性作用，由于一般情況下菜單的操作組分為水平、垂直和觸發三組，可根據操作組選擇參數的偏轉系數和帶寬值，并統一填入模板，方便日后的編寫。值得注意的是，數據的采集通常需要一定的等待時間，在波形穩定的前提下 需要盡可能的縮短時間以滿足誤差處理的修約規定。最后一部分是文件的儲存和管理，操作者只需按照儀器的提示，依次對示波器的型號、編碼、校準日期等信息輸入即可，軟件會自動將其生成索引目錄，并導入檢測數據中心。
四、總結
綜上所述，作為自動化測試系統，數字示波器的應用已經越來越廣泛，其自動化校準軟件經過不斷的調試，在很大程度上提高了自動化檢定功能，其工作效率較之手動測量提高了二十倍以上，也填補了自動化測量的空白，對于其他類似的測量系統具有借鑒意義。
參考文獻
[1]姚洪奎.數字示波器自動化測試軟件系統設計與實現.電子與通信工程.電子科技大學 ，2010（學位年度）.
[2]李憲優，王玲，阮林波.數字示波器自動檢定方法與實現 .《裝備指揮技術學院學報》，2010年2期.
示波器的原理和使用范文2
首先要求重構后的每一項目是完整的電力電子系統，即包含三塊內容；其次應該符合學生的認知規律，即項目應該按照從簡單到復雜的原則設置；最后應結合“教學做”一體化實施環境———實訓基地，即實訓基地能夠完成教學項目。因此項目從電力電子器件的功能知識和測試技能開始，深入到其構成的主電路和對應的觸發電路，最后到項目的實現完成，實現理論與實踐的交融漸進提高的過程。將課程重構為調光燈系統的設計安裝與調試、直流調速裝置應用與檢修、開關電源的調試與檢修、中頻感應加熱電源安裝與調試、變頻器應用六個教學項目前，大部分院校都采用掛件結構的實驗成實訓。擴展方便，只需要更換掛件就可以實現。
但是電路板全部封裝在系統內部，看到的只是電氣符號和電路圖。實訓部分只是記錄實驗數據和波形，并作出相關分析，效果不好，也不可能全部把掛件打開使用。結合仿真實驗、硬件實驗及課程設計、現場試驗設計步進式教學方法思路先進，但是企業現場教學難以實現。
怎樣在現有條件下最大限度地利用實訓設備達到高效的教學質量，基于項目教學做一體化教學提供了思路?；陧椖康慕虒W做一體化，以工作過程為導向實施教學。在教學過程中，嚴格按照職業崗位工作步驟，資訊→計劃→決策→實施→檢查→評估6步完成一個完整的項目，具有很大的創新性和實用性。一個項目一般至少需6到8個學時，要求按照6步實行教學做一體。結合一次課往往是理論分析與動手實踐結合，而不是資訊分析———項目相關理論學習———項目實施。怎樣才能真正實現理論和實踐的交融漸進，以調光燈系統為例，從基礎實驗、仿真實訓、項目實訓三個方面進行探討。調光燈系統和其他項目一樣，其核心是電力電子器件、觸發電路、變流電路三部分。按照從簡單到復雜，三部分的結合成為一個系統。
基礎實驗在一體化教學中的體現對晶閘管的學習過程，用實訓室的器件展開。首先，認識器件。每一組學生發放幾個晶閘管，學習辨認晶閘管的陽極、陰極和門極，在此基礎上引入晶閘管結構、等效電路。其次，了解晶閘管的工作原理。在教師引導下，做晶閘管的試燈試驗，并記錄相關結果，師生共同總結晶閘管導通關段條件。再次，記錄晶閘管的型號，師生一起分析晶閘管的相關參數。最后，在教師指導下，用萬用表測試管子的性能，并且聯系測試實訓臺上所有晶閘管的好壞，判別晶閘管。觸發電路的學習過程，以最常用的單節晶體管觸發電路為例。在教師引導下，用示波器對各個部分的波形進行測試，并分析原因。使用過程中某個觸發電路可能損壞，通過示波器的測試也能夠找出故障。最后對觸發電路的工作過程和影響因素進行總結。
仿真實訓在一體化教學中的體現一體化教學中涉及的實驗實訓都要用到電力電子器件，需要三相交流電源和雙蹤示波器等設備。操作過程雖然嚴格要求，但是同學們稍不注意就會出現過流和接地報警，甚至燒保險絲、損壞實訓裝置。因為系統電路都是封裝在掛件內部，一旦損壞難以查找原因、難以修復。另外電力電子線路是一個系統，示波器、器件、觸發、同步等任何問題出現，系統就無法啟動。計算機仿真不需要三相交流電和設備的操作，在MATLAB/SIMULINK運行環境下，用戶只需將所需電氣元件的模塊添加到模型編輯窗口，并將它們連接起來就可以快速地組建仿真模型實現電力系統的計算仿真。還可借助計算機仿真彌補實訓設備的不足。調光燈主電路為單相半波電路，按照要求找到相關元件構建模型。雙擊示波器后，可以看到電源電壓、輸出電流、輸出電壓、脈沖及晶閘管的電流電壓波形。據此，可以和學生一起分析各波形出現的原因，深刻理解電路工作原理。改變觸發延遲角，則可實時觀測由此波形的變化，深刻理解調光燈的原理。同時移開觸發信號或者移開晶閘管可以模擬觸發電路故障、晶閘管斷路時的輸出效果，對實際電路的調試提供幫助。
綜合實訓在一體化中教學的體現項目主體由器件的選擇、觸發電路的安裝測試及變流電路的安裝組成。按照項目要求和項目圖紙安裝好電路，經檢查無誤通電試車，觀察燈泡的亮暗變化，并記錄相關輸出波形。實際調試不像仿真那么容易，這是一個綜合的過程，任何一個環節出現問題，都會導致項目無法完成。因此，要形成良好的習慣：實訓臺電源狀況檢查；晶閘管好壞的鑒別；單結晶體管觸發電路的調試；晶閘管調光電路的安裝；電路檢查；同步檢查；脈沖移相角調整。按照這樣的順序，層層監測，可以最大效率完成項目。
目前，實訓室管理主要有兩種形式，一種是理論教師和實踐教師分開教學。理論教師在教室教授理論知識，實踐老師教授實訓環節的同時，也充當在實訓室的管理和維護工作。這種方式理論和實踐嚴重脫節，不利于學生職業能力的培養。另外一種是，教師既是理論知識的傳授者，也是技能訓練的指導者。實訓管理人員管理和維護歸實訓室。這種模式下，教師必須具備“雙師”素質，在基于項目的教學做一體化實施過程中，能夠把握全局，能夠實現理論知識和實踐操作的交融。但是在運行過程中發現，這種模式下的教師是實訓室的使用者，沒有設備維護的相關義務，也沒有配置維護設備的儀器儀表。只是在使用過程中發現設備的損壞和缺陷做出記錄，由實訓室人員修復。本來可以隨堂處理的設備故障，卻不得不停下。管理者不使用設備，也不了解設備的運行狀況，僅靠記錄難以高效修復設備。另外，教學中需要的相關器材，必須到實訓室辦理相關手續。這種使用管理脫離的方式，局限了實訓室功能的最大發揮。電力電子實訓室管理和維護應由授課老師承擔，實施教學管理一體化。
示波器的原理和使用范文3
電子仿真技術是一種包含了Edison仿真軟件、PSPICE仿真軟件、電路圖編輯器、電路原理圖編輯程序、圖形后處理程序、電路的文本文件等部分的綜合性軟件。電子仿真技術的應用必須在結合信息技術、系統理論作為引導的前提下，利用計算機或其他專門工具來使其功能得到使用，通過對電子仿真軟件的電路進行相關設計，可以很好的提高電工的電子設計和開發能力。社會經濟的發展使電子計算機技術應用到了社會生產生活的各個方面中，其在電工維修方面的應用，有效的解決了各種其中問題，并優化和完善了各種電工維修技術，促進了電工事業的發展。電子仿真技術一般是通過調查分析實際情況，來獲得實際參數，再利用電子計算機或其它專門工具，模擬出實際情況來方便維修人員操作的工作流程，它能有效的調動工作人員的積極性，提高使用者的動手能力。
2電子仿真技術在電工維修中的應用
2.1電子仿真軟件網絡虛擬實驗室的應用
通過借助一些新興的技術，如多媒體技術、電子仿真技術、顯示虛擬技術等，來實現電工維修工作者的實際軟硬件的工作環境，這就是虛擬實驗室。虛擬實驗室是目前虛擬技術在電工維修領域上的應用表現。電子仿真軟件網絡虛擬實驗室目前主要分為兩種，一種是直接操作遠程試驗形式的網絡虛擬實驗室，另外一種是軟件仿真形式的網絡虛擬實驗室。前者是對真實的實驗設備進行控制的一種仿真技術，它主要是利用相關的電子仿真軟件，對接收的來自客戶端的故障問題和參數設置進行分析，然后將得到的解決方案和新的參數設置再通過實驗室傳送給客戶端，使用這種方式能有效的提高工作效率并節省資源。后者是完全依托在仿真軟件基礎上的，使用仿真軟件為電工維修人員創造虛擬實驗室，提供虛擬的工作環境供其學習和進行電路設計，使用這種方式解決了實踐過程中出現的操作失誤而導致的資源浪費問題。不過目前虛擬網絡實驗室研究的重點為直接操作遠程試驗的網絡虛擬實驗室技術，因其能利用有限的資源提高電工維修人員的工作效率，電工維修人員能同時進行對實際的實驗設備的參數調整和觀看真實的運行過程及輸出結果這兩項活動。
2.2電子仿真軟件electronicsworkbench的應用
在電工維修中，最常見的一項工作就是電路連接，而這項工作也是最容易出現問題的環節。利用electronicsworkbench軟件進行電路設計，具有提升電工維修工作者電子設計、開發能力和節約成本的優點。使用電子仿真軟件electronicsworkbench設計電路時，在實際工作中，首先進行的是搭建電路，具體操作為尋找電路中的各個元件，然后將各個元件進行連接并設定相應的參數，最后運用示波器觀察各個點的輸出波形結果。采用這種電子仿真軟件，即使是對于那些接觸示波器較少的使用者，在使用真正的示波器時，也不會因為陌生或緊張的情緒而損壞示波器，這樣就不會浪費電工維修者的時間，同時也節約了成本。electronicsworkbench電子仿真軟件的示波器和真實的示波器外觀相似，電工維修人員在熟悉了電子仿真軟件的示波器后，便能很快的上手真實的示波器，有效的避免了人為因素造成的設備損壞和時間浪費等問題，既節約了成本，又鍛煉了電工維修人員的設計和開發能力，還能培養其創新精神。
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關鍵詞：電子實訓；快速提高；操作技能
職業院校培養的是操作型、技能型人才，為適應社會對人才的需要，必須加強培養學生實訓操作技能。電子類實訓教學是培養學生實踐操作能力，它不同于文化理論課教學，也不同于實驗課教學，它是培養學生掌握專業技能的關鍵環節。使學生快速掌握電子操作技能應采取以下方法：
1.熟悉常用儀器使用
首先了解儀器工作原理，其次掌握測量方法。例如示波器在電子實踐中是常規的測試儀器，作為電子專業的學生，可以將示波器的原理和使用單獨列為兩個實踐課題，而且特別規定示波器的使用是“動手課題”重點之一。要求學生不但會“定性”觀察波形，而且能“定量”測量信號的幅度、頻率、周期等。例如，在單管放大實踐中，當輸入為正弦波時，利用示波器不僅可以看到放大后的反相波形和輸人信號的相位比較，而且可以通過對輸人信號、負反饋信號的增大或減少，對上偏置電位器調整等多種內容來實現晶體管三種狀態的相互轉換。學生不僅可以看到放大后的正弦波形，也可以觀察到飽和失真、截止失真及雙向失真的梯形波，甚至矩形波。從而能更深刻理解在模擬電路中，條件的變化決定著晶體管狀態的變化，這樣進行全方位的訓練，不但把理論課難以理解的復雜思維變得生動有趣、明白易學，學生也通過對示波器的反復操作加強了應用動手的訓練，對于穩壓電源、信號發生器、頻率計、交流毫伏表等儀器，也在各實踐教學中得到了熟練掌握和配套應用。
2.掌握電子元件基礎知識
電子元件基礎知識是電子產品應用的基礎，而有的學生畢業時甚至還不能識別有關元件，不會進行基本的檢測。因此必須加強學生的電子元件基礎知識，了解電子元件的封裝形式、種類、材料、標稱值，尤其是使學生掌握電子元件測量方法以及使用注意事項，如何進行選擇。使學生不但會對其外觀識別，而且能熟練地用儀器設備進行檢測，深刻掌握元件綜合知識。
3.掌握識圖能力
能看懂電路圖是對電子技術人員最基本的要求，也是關鍵所在。面對密密麻麻的電路圖，學生普遍感到困惑，無從下手。采取以下方法識讀電路圖，能快速提高學生的識圖能力。
1）打好基礎，積累素材---循序漸進。要識讀電路圖，首先得要有一定基礎。正好像小學生學習語文一樣，得從拼音、字、詞、句到文章，一步一步，循序漸進。同樣識讀電路圖也是如此，得從元件的符號與代號、參數與特性學起，然后把握基本電路的特征及功能，逐步積累，打好基礎。
2）化整為零，各個擊破---分模塊。一個稍許復雜的電路圖，籠統去看，看不出什么眉目。其實，一個電路都可以看作是由一個或多個基本電路組成。我們仍然可以仿照語文分段落、分章節的辦法，把電路分成若干功能模塊。這樣分析就容易得多，然后弄清電路各模塊間的聯系，最后把它們組合還原成整個電路。這樣，整個電路的眉目就清晰了。
3）找出核心，輻射周圍---找中心。一個完整的電路圖中，往往會有一些具有典型特征的關鍵元件，如集成塊，三極管等。在分析電路工作原理時，首先要找出核心元件，諸如簡單分立電路中的三極管，它是什么類型的管子，各個三極管之間的連接方式、作用、在工作過程中處于何種工作狀態等，然后再分析與核心元件相連的其它附屬元件，如電阻、電容、二極管等。以點帶面，由此輻射開去。這樣抓住主要矛盾，就不會出現本末倒置。
4）分析電路，弄清過程---驗證和應用弄清電路的基本連接和作用后，就仔細來分析整個電路的工作原理。每個電路都是用來完成一定任務的，即功能。我們可以根據電路功能來驗證電路，也可以反過來通過分析電路來推測其功能。分析電路的方法通常有：按信號流程分析；按方框圖分析；按功能狀態分析等。例如：一提起“聲控開關”，馬上會想到它必有聲音接收轉換裝置，信號放大，開關控制等電路。我們也可以按信號流程分析，如按信號的輸入、傳輸、輸出過程逐步分析；也可以按方框圖來分析；還可以按功能狀態分析，即分析在無聲時，有聲時電路所處狀態。這樣，我們對于電路就有一個清晰的認識，做到有板有眼，而不再是一團亂麻。
4.故障分析與排除能力的提高
電子技能訓練應注重學生直觀檢測排除故障能力的培養，而這要在訓練中熟悉大量元器件，掌握插裝、焊接、導線加工、元器件引腳成型等各項基本技能，看懂各類電子產品電路原理圖和印刷電路圖，掌握各類電路不同的調試方法。在對各個電路的安裝、調試過程中，不僅要鍛煉電子技能工藝水平，而且要對電路進行深入分析，徹底理解各典型電路的工作原理，元器件參數變化或線路局部改變等方面因素對電路工作狀態造成的影響，并且利用在技能訓練中的機會，反復思索、調試，使學生學到的專業理論知識被消化吸收為靈活運用的實踐知識，開放思維，初步具備設計簡單電路的能力。
快速掌握電子技能一方面能提高學生專業技能工藝水平，另一方面有助于實際能力的鍛煉和培養，是實踐教學中非常重要的一個環節。為了使學生受到比較系統全面的實訓訓練，在實訓中要鍛煉動腦動手操作的能力，鞏固理論知識，塑造良好的思想品質、培養實際運用能力，鍛煉他們的探索熱情和創新精神。
示波器的原理和使用范文5
針對學生存在的問題,首先應解決學生儀器使用不熟練的問題,以示波器為例,學生做物理和電子技術等實驗時已經使用多次,但是還有同學操作不熟練,不知道有些功能怎么用。所以說首先讓學生學會熟練使用示波器等相關的教學輔助儀器,特別強調是熟練,讓每個學生都有信心,實驗儀器都會熟練使用,只要電路連接正確就能得到實驗波形和數據。其次是必須要求提前預習實驗內容,仔細看實驗指導書,認真聽教師講解,不能盲目動手操作。在實驗課的時間安排上,盡量做到講完理論內容馬上就做實驗,學生學了理論內容是對所學知其然,有了實踐結果就知其所以然了,這樣才能起到強化理論知識的作用。另外,教師在學生操作過程中的耐心指導,及時提醒也是特別重要的。
實驗過程中要不斷地引導學生發現問題、分析問題和解決問題,使學生真正達到每個實驗要求達到的實驗目的,這樣才算真正完成了教學任務。教學過程中總結出幾點管理方法,在實際應用中也非常有效。把實驗成績分成三個部分,預習報告、課堂中的實際操作、實驗報告[3]。上課之前先檢查預習報告并提出相關問題,根據預習情況給予成績;學生在實際操作過程中根據動手能力和表現情況隨時給出課堂表現分數;規范實驗報告的書寫,根據書寫實驗報告的要求和實驗結論、分析、心得體會是否詳細、真實、準確等情況給予實驗報告分數,堅決杜絕抄襲現象。三者的綜合,是該學生本次實驗的最后分數。第一次實驗特別重要,必須嚴格要求每一個學生都親自動手操作,只在一旁觀看的或者不認真的操作的,不予通過,直到學生自己真正認真正確完成實驗內容方可離開教室。這樣學生對后續課程的學習態度會格外認真仔細。
重新編寫實驗教材很多高校的實驗教材是生產實驗箱的廠家提供的,根據培養學生實踐動手能力和創新能力的指導思想,從新編寫的實驗指導書包括驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗[3]。其中驗證性實驗基本涵蓋了高頻實驗課程中的經典內容,如調諧放大器、功率放大器、振幅調制與解調等。驗證性實驗內容中增加實驗原理的說明,加強實踐與理論的結合,避免理論與實踐脫節。設計性實驗,在原有驗證性實驗內容的基礎上增加學生自主設計的內容。充分利用實驗箱上的擴展資源,外擴自行設計的面包板或印刷電路,為不同專業班級的學生靈活的安排實驗內容?？紤]到學生設計、安裝、調試方便,我校采用固定時間開放實驗室和創建大學生創新中心等辦法,使學生有時間有空間真正動手操作,同時也充分利用實驗室資源。綜合性實驗,加入小課題、小項目、和小產品的制作和研究。
增開課程設計在學期末增加了高頻電子線路課程設計,要求學生在所學知識的基礎上,自行查找相關資料,結合通信領域的先進技術,出相應的電路原理圖,并運用仿真軟件進行設計、分析和仿真,經過老師確認后到電工、電子實訓基地去制版,電路板制作完成后,通過測試,電路最終達到設計要求,可以制作組裝成產品。課程設計由教師提出相關要求或學生自己選定題目,由學生查找資料、設計制作、書寫設計報告,答辯等環節組成。課程設計結束后學生都能看到自己親手制作的小產品,教學效果特別好。通過原理電路設計、電路板設計、安裝,單元電路調試及系統總調的設計過程,可以培養學生分析問題、解決問題的能力,同時掌握高頻電子線路單元電路及系統電路的設計方法及應注意的問題,熟悉電子線路設計和開發的整個過程,為學生今后學習和就業打下堅實的理論及實踐基礎。
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網絡教學視頻題虛擬仿真實驗電子測量儀器一、《電子測量與儀器》網絡課程資源建設的特點
1.電類課程的特點
從電子技術的發展來看，電類課程有著自身的一些特點。首先，電類課程的專業知識具有實驗性和探索性，甚至是隨著科學技術的發展，可能會被新的知識替代。這種技術和知識的更新，在行業中的電子產品上會首先得到體現。實際中，電子產品更新的速度很快。其次，電類課程具有很強的實踐性。
2.《電子測量與儀器》網絡課程資源建設的特點
結合電類課程專業知識的實驗性和探索性，在進行《電子測量與儀器》課程網絡資源建設時，宜引入行業中最新的電子測量儀器介紹及其技術講座，添加相關網絡鏈接、視頻和反映技術前沿的文獻。結合電類課程很強的實踐性，并考慮到網絡與電類課程之間的共同點：計算機化，在網絡資源應用中，適當地引入虛擬仿真實驗。特別是《電子測量與儀器》課程中基于計算機的虛擬儀器技術作為先進的測量技術，使得應用虛擬儀器進行虛擬仿真實驗成為可能，電子設計仿真軟件NI Multisim很好地做到了這一點。與其它電類課程相比較而言，這是《電子測量與儀器》課程網絡資源建設和應用中獨有的一個特點。這樣，通過最新電子測量儀器、前沿技術和虛擬仿真實驗內容的資源建設和應用，以充分發揮網絡作為課堂延伸的作用。
二、《電子測量與儀器》網絡課程的資源建設
本文基于4A網絡教學平臺，進行了《電子測量與儀器》網絡課程的資源建設。資源建設的基本模塊包括課程資源、作業、討論區、學習活動等。課程資源中包括課程內容、實驗內容、常用儀器簡介、以及設計常見儀器的芯片資料等，擴展的模塊有虛擬儀器、畢業設計等，主要課程資源組織圖如圖1所示。其中，課程答疑安排在討論區進行。課程資源呈現的方式有文字、圖片、PPT、視頻等。根據前述《電子測量與儀器》網絡課程資源建設的特點，在網絡課程資源建設中還引入了最新的電子測量儀器類產品介紹與講座類的視頻，提供了虛擬儀器前沿技術的參考文獻，并設計了選擇、應用電子測量儀器的綜合性學習活動，即給定測量任務，讓學生在NI Multisim軟件中加載虛擬儀器進行虛擬仿真實驗。為了使學生在課外對課程內容有一個更好的理解，還專門設計了視頻題和思考題。
三、儀器產品講座類視頻的合理應用與引導
網絡課程作為課堂的延伸，應盡量促進學生自主學習。一方面，學生通過網絡課程能對課內的教學內容有更好地理解；另一方面，學生能學到與課內教學內容緊密相關的知識，對課內教學內容進行擴展。結合電類課程專業知識的實驗性和探索性，《電子測量與儀器》網絡課程引入了儀器產品講座類視頻，其視頻內容與課程內容緊密相關，其中包括最新的數字示波器和數字萬用表等視頻。
下面以數字示波器視頻的引入為例。受課內學時數的限制，“數字示波器”的課內教學內容重點講解數字示波器的原理和測量方法，包括探頭的基本應用。而更詳細的探頭應用及注意事項，則在網絡教學平臺上通過引入探頭視頻專題來學習。這拓展了學生學習知識的范圍。因為是學生自主學習，在教師不在現場的情況下，仍然應該引導學生學習，所以就視頻設計了視頻題，讓學生觀看視頻后回答問題，以幫助學生在觀看視頻的同時思考問題，使學生的自主學習更有效。
“數字示波器”視頻有關問題的設計要達到的教學目標是：使學生掌握探頭的基本應用和示波器的原理，理解探頭使用的注意事項和示波器的功能，并促進學生思考，幫助學生主動建構知識。教學設計遵循循序漸進、由淺入深的原則。首先，將一Flash作為引子。它通過展示一個電子工程師在使用示波器檢驗產品的過程中遇到的一些困惑，來引出數字示波器產品中使用的新技術。其次，在其視頻下方顯示相應的提問，學生可帶著問題去觀看視頻。最后，提示回答某個問題后續所需要學習的視頻。如設計的問題有：探頭的作用有哪些，如何選擇、使用探頭（詳見后續視頻：探頭專題）。并在作業模塊下給出視頻題和答案。
四、虛擬仿真實驗學習活動
目前，實踐性很強的課程的教學安排大多采用課內實驗或課程設計來達到培養學生對知識的應用和實踐的目的?！峨娮訙y量與儀器》課程的內容在強調技術知識的同時，對知識的應用也很重視?；谀軕锰摂M儀器進行虛擬仿真實驗的課程特點，在《電子測量與儀器》網絡課程資源建設中應用NI Multisim軟件引入虛擬仿真實驗，有利于學生的知識建構和學習遷移。NI Multisim軟件中加載虛擬儀器的方式有三種：自帶的虛擬儀器、基于LabVIEW的虛擬儀器和NI ELVISmx虛擬儀器。
在學生學習了多種電子測量儀器之后，利用4A網絡教學平臺的學習活動模塊設計基于虛擬仿真實驗的綜合性學習活動，使學生通過本門課程的學習，能正確地選擇測量方案和儀器，達到完成給定測量任務的教學目標。依據教學目標，虛擬仿真實驗的學習活動內容為：給學生一個測量任務，讓學生在NI Multisim軟件中加載虛擬儀器完成仿真實驗。具體的任務包括觀察濾波前后的時域波形、分析濾波后的信號頻率分量和測量濾波器的帶寬。考慮到濾波器帶寬測量的方法有多種，所以設計了投票環節，給出其中三種測量方案，讓學生從中推選出最佳的測量方案。這三種方案有用正弦信號源和示波器的觀察法測量、用波特圖儀（或頻率特性測試儀）的自動掃描法測量、用正弦信號源和電壓表的點頻法測量。附件作業中提供了NI Multisim設計的語音濾波器電路原理圖，以方便學生課外進行仿真實驗。共享資源環節要求學生在活動中提供相關資源與同學共享，同時它也是支撐測量結果的依據。
五、結語
根據《電子測量與儀器》課程知識具有實驗性和探索性、設計計算機化等特點，且能使用虛擬儀器進行虛擬仿真實驗的獨有特點，利用4A網絡教學平臺對課程進行了網絡資源建設和應用。通過設計儀器產品講座類視頻題和NI Multisim仿真實驗學習活動來引導學生自主學習，從而達到促進學生主動建構知識和學習遷移的目的。實踐表明，網絡教學是促進學生自主學習的一個有效途徑。如何提升大學生網絡自主學習的能力還有待研究。
參考文獻：
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