基于项目实验法的测控电路实验教学改革

2022-11-19

《测控电路》是电子、测控、机电一体化等专业的一门实践性很强的专业课, 如果没有动手实践来支撑, 教学效果很差, 学生很难学到相应的能力。全国开设测控电路这门课的大学都开设有大量有一定难度的重要内容实验来培养学生的实际动手能力。由于各类大学本门课程的师资和投入差异很大, 导致即使采用相同的教材也无法进行相近的实验。而且大多数实验都是独立的, 这对于独立学院的学生来说, 这种实验往往是只见树木不见森林。如何开设适合独立学院学生的测控电路实验是一个需要研究的重要问题。

1 项目教学法与测控电路实验开设现状

项目教学法:是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目, 围绕着项目组织和展开教学, 使学生直接参与项目全过程的一种教学方法[1]。这种教学方法用于学习国内大多数典型理工科院校测控技术与仪器专业都开设有测控电路这门专业课, 其实验一般都安排8个学时。某些著名院校采用必做和选做的方式来进行实验, 这样严谨不失灵活性, 能有效激发学生的学习积极性。比如天津大学的测控技术与仪器专业开设的测控电路实验课程, 必做实验为“开关式全波相敏检波器”, 选做实验为“滤波电路特性实验”, “脉宽调制器控制直流电机”, “温度测量控制电路”, “信号的调制与解调”, “光栅位移传感器辨向细分电路设计”, “连续信号控制电路设计”。这些实验都是测控电路中重要内容, 对于一个全国重点大学来说, 由于有较高的培养目标, 较高的学生质量以及相应的实验等条件这些实验的执行比较合理。

2 独立本科院校测控电路实验的要求

各大学的测控电路专业的实验课的各个实验多数都是分开操作、各自独立, 并没有体现出他们的紧密联系和互动性。并且从独立本科院校的培养目标来看, 测控技术与仪器专业目标定位是应用型本科, 强调学生的动手能力和实际操作能力。那么围绕这个培养目标, 相应的教学目标都必须以实际应用为根本出发点来组织教学。由于学生培养目标定位不一样, 对于我们独立学院来说照搬其他大学的实验模式就显得不太合理了。不仅实验投入和难度较大, 还无法从根本上调动学生的积极性。而这种项目实验法恰好是项目目标式教学, 目的明确, 系统性和联系性强, 能带动学生的兴趣以及能力。

3 项目分解模块化的测控电路实验方案

项目教学中项目的选取是关键[2]。这里的项目主要是指针对电力电子技术课程教学内容而设计的能由学生独立完成, 同时可收到良好教学效果的任务。确立项目时可考虑以下几个方面。该项目既要包含教学内容又要有一定的应用价值, 还要把教学内容的理论知识与实践技能结合在一起;该任务要有一定的难度, 能在一定的时间内完成, 教师可做有限指导, 由学生独立完成;该项目要有明确的评价目标, 项目完成后, 要积极总结经验教训, 把实践成果延伸到后续内容中去。只有这样才能激发学生的学习兴趣, 取得良好的教学效果[3]。测控电路中的测量放大、有源滤波以及电压-频率变换都是重要内容, 将这几个部分设计为一个电子秤项目, 本实验将这个电子秤项目分成4个独立实验, 最后综合实验让学生把各部分串接起来形成一个系统, 如果再加上单片机与显示等 (外接单片机等作为开放性实验留给有兴趣的学生去完成) , 就可以组成一个完整且实际的项目, 这样克服了学生做完实验后无法体会实验与实际项目的联系以及会做实验不会做项目的毛病, 而且还加强了学生的综合运用能力, 提高了学生的学习和动手兴趣, 可以明显提高学生的就业竞争力。

4 素质拓展实验要求

由于测控电路实验主要侧重于模拟电子技术的进一步应用, 没有涉及到处理器部分, 这对于一个项目来说明显缺少完整性。因此作为实验结束后的素质拓展, 这里加上处理器的应用模块, 进一步体现了项目的完整性。这样不仅能让学生对所做实验功能明确, 更是引导学生进一步巩固应用处理器技术, 提高实验和学习的积极性。

如图1所示。

5 创新总结与展望

对于独立院校来说, 节约实验资源, 加强学生动手能力, 促进学生就业竞争力是非常突出的客观现实。但是目前大多数学生到了做毕业设计前实际上没有做项目的能力和感觉, 而我们的教学上确实也缺少这么一个环节, 除了少数自学能力强和科协的学生外, 其它绝大多数学生都是直接从各分散实验和基础课程实训中过渡到做毕业设计。由于学生缺乏实际项目教学的引导, 就难以激发多数人动手学习的能力, 不仅不利于教学, 更不利于毕业设计甚至找工作。考虑到各专业课实验学时不多, 联系性不强, 本教改设计将一个项目分解为模块作为各实验内容, 最后综合实验将他们串接应用起来, 形成一个完整的项目, 让学生在实验收尾有全局观和系统, 既能提高学生的动手实践能力, 又能促进学生在大四找工作前累计项目能力, 加强就业竞争力, 克服以前只能等到毕设中去锻炼项目能力的毛病。

摘要：本文先分析了高等院校的测控电路实验开设情况, 然后根据独立本科院校的培养目标、实验投入和学生实际情况出发, 提出项目分解模块法的实验模式。该模式将一个项目分解为4个模块作为4次实验, 从而使得学生贯穿做完实验后相当于完成一个项目。这样不仅让学生能明白基础理论, 更能体会各部分在项目中的地位与作用。多次实验证明这种实验方式效果较好, 可望在测控电路实验模式与方法上有进一步应用与推广。

关键词：教学改革,测控电路,项目实验法