虚拟仪器技术在_电子测量与仪器_课程项目式教学中的应用

1、虚拟仪器技术在“电子测量与仪器”课程项目式教学中的应用陆飞(广东理工职业学院工程技术系,广东广州510091摘要在“电子测量与仪器”课程的教学中必须十分强调理论联系实际,尤其要求教学内容与生产实际密切联系。在目前实训条件下,以任务驱动为模式的项目式教学是较好的教学方法。笔者结合虚拟仪器技术的应用,设计和整合了一套全新的“电子测量与仪器”课程项目式教学方法,受到了学生的普遍欢迎。关键词虚拟仪器;项目式教学;电子测量;仪器中图分类号G6420文献标志码A文章编号1008-5823(201203-0146-02收稿日期20120328一、引言随着电子与信息技术的发展,测量仪器仪表产品不断更新换代,向

2、着智能化、网络化方向发展。“电子测量与仪器”课程是高职院校电子信息类专业、应用电子技术专业和控制技术类专业的主干课程,具有承载仪器仪表使用方法、设计原理以及设计实际仪器实训等教学任务的功能。其教学环节更强调理论联系实际,尤其要求教学内容与生产实际密切联系1。然而,由于实训条件的限制,目前相当多的高校难以在短时间内花费大量资金建立这一课程的实训室,故而不得不寻求其他可行方法。参考部分同类院校的教改经验,笔者以为,以任务驱动为模式的项目式教学是目前较好的教学方法。另外,虚拟仪器技术从20世纪80年代兴起至今,已经高度发展,在仪器仪表设计领域中应用广泛。它具有传统仪器不可比拟的众多优点2:其一,可以

3、利用软件的灵活性体现各种仪器的差异。用户可自己定义和设计各种仪器,解决传统仪器的功能不可扩展与改变的问题。其二,发挥计算机强大的数据处理功能,实现数据处理与分析的实时性与全面性。其三,软件本身具有丰富的子函数库(子VI,可以实现软件系统开发的高速性与高效性。其四,作为一个完全开放的平台,它能与多种语言通用,以满足不同用户的要求。笔者据此将虚拟仪器技术引入“电子测量与仪器”课程项目式教学的课程改革实践中,并进行相应的项目式教学模块的设计和整合。二、项目式教学体系设计项目式教学体系设计是“电子测量与仪器”课程实施的重要部分,授课教师须打破原有教学思路,将课程基本知识整合成若干项目,使学生通过逐个项

4、目掌握相关知识。项目中的任务是学生完成技能训练的载体,这也是项目课程开发过程中最难把握的部分。笔者在充分调研的基础上,经过两年的实施调整,确定了本课程的教学体系。(一教学内容笔者以范泽良的电子测量与仪器3为蓝本,对教材中的内容进行项目化,将教材的仪器使用方法介绍和原理分析融合到包含了16个任务的7个项目中(表1。这一新的课程内容设计具有内容全面、重点突出、前后联系紧密的优点,不仅强化了学生的动手环节,而且注重了学生对理论知识的可操作化,充分体现了工学结合的理念。(二硬件电路设计在这个课程设计中,数据采集电路、电流测量电路、电压测量电路和简易电阻测试仪硬件电路是课程的关键环节,关系到学生电路设计

5、能力、仪器仪表开发设计能力和职业素养的培养,也为后续的“智能仪器原理与应用”课程作铺垫。实训所用的元器件需要提前准备,以保证课程顺利进行。在教学过程中,还会用到实验室的传统电子仪器仪表,在给学生介绍原理和使用技巧时,应将教、学、做三者结合,设计出相应的项目。(三系统设计在教学过程中用到两种常用的个人仪器系统设计方法。第一种方法是以现有电子测量仪器为硬件基础,通过仪器接口进行测试系统的设计。在虚拟信号发生器模块中,笔者采用了普源公司的DG3101A 信号发生器,并将其通过USB接口与计算机连接,这样就可以通过SCPI命令方便地控制信号发生器输出函数的类型与参数,设计常用的正弦波、方波和三角第28

6、卷第3期Vol28No3兰州教育学院学报JOURNAL OF LANZHOU INSTITUTE OF EDUCATION2012年6月Jun2012作者简介陆飞(1982,男,瑶族,广西马山人,助教,硕士,研究方向为信号检测。波信号输出控制程序,得出预想的测试结果(图1。表1实施方案项目名称任务明细课时分配虚拟信号发生器任务1信号发生器基本原理任务2虚拟仪器软件编程任务3虚拟信号发生器设计8数据采集模块任务1示波器采集信号处理过程任务2数据采集系统软件设计任务3数据采集电路设计与调试(与计算机通信10基本信号参数测量模块任务1测量误差与数据处理任务2电流测量电路设计和调试任务3电压测量电路设

7、计和调试任务4示波器数据采集系统设计10元器件基本参数测量模块任务1常用元器件参数测量原理任务2简易电阻测试仪设计(基于数据采集电路10自动测试系统设计模块基于电压信号采集电路、虚拟信号发生器、示波器数据采集系统等组成自动测试系统。4频谱分析仪模块逻辑分析仪模块任务1两类仪器的原理及使用技巧任务2两类仪器使用方法训练6整体调试和课程考核对设计好的软件和小型硬件电路进行综合调试,对课程的基本知识和实训进行考核统计 6图1虚拟信号发生器模块软件界面第二种方法是设计信号采集电路4。通过设计数据采集模块,与计算机USB 接口或RS 232接口进行连接,即可将中低频信号采集到计算机上。从被测电路中采集信

8、号的波形失真较大,图2所示的数据采集模块是经过软、硬件同时进行处信号理后得到的比较纯净的波形。这个模块可以大大提高学生的电子仪器电路设计能力,充分体现本课程的核心目标。基于以上两种方法构建起来的本课程项目式教学体系,设计成本低,周期短,适合于学生对仪器仪表类课程的快速入门和提高 。图2数据采集模块软件界面三、结论上述课程设计,受到了学生的普遍欢迎。它既能培养学生的仪器仪表操作能力,又能培养学生的电子线路设计与调试能力和仪器开发能力,而且还有利于引导学生养成追逐行业最新技术的兴趣,将最新的虚拟仪器以及网络化、智能化的仪器仪表运用到实际工作中。经过我校两年多的教学实践证明,利用虚拟仪器配合现有设备

9、和自行设计的电路,可快速设计出功能强大、操作方便的自动测试系统,与传统仪器相比,它更简单、方便、高效和廉价。参考文献1王槐生虚拟仪器在“电子测量技术”教学中的改革与应用J 中国电力教育,2011,(11:1071082陆飞,郭建中数字示波器功能扩展的研究J 声学技术,2009,(2:1111123范泽良,吴政江电子测量与仪器M 北京:清华大学出版社,2010:82384张元良,王建军智能仪表开发技术实例解析M 北京:机械工业出版社,2009:5376责任编辑:李建海檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿(上接第149页结合起来的“三位一体”的过程,唯有如此才能达到翻译的最佳目的。参考文献1刘其中新闻翻译教程M 北京:中国人民大学出版社,20042朱伊革英语新闻的语言特点与翻译M 上海:上海交通大学出版社,20083N