胡玫 王永喜

針對新工科建設(shè)中《電子測量與智能儀器》課程教學(xué)現(xiàn)狀，提出“以電子技術(shù)和微處理器等知識作為支撐，解決現(xiàn)代電子測量儀器開發(fā)過程中的實(shí)際問題，設(shè)計以微處理器為核心的電子系統(tǒng)”的課程改革思路。通過明確課改思路、重申課程定位、創(chuàng)新教材建設(shè)、改革理論和實(shí)踐教學(xué)模式等措施，切實(shí)提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力，使其成為創(chuàng)新型卓越工程人才。

一、背景

“新工科”（Emerging Engineering Education，3E）從2016年提出后，教育部專門組織高校和科研院所深入研討，形成了“復(fù)旦共識”和“天大行動”等綱領(lǐng)性文件。新工科明確提出要以工程教育新理念、模式、方法、內(nèi)容、質(zhì)量等作為學(xué)校新工科建設(shè)和教育改革的基本內(nèi)容，通過構(gòu)建新工科專業(yè)或改造現(xiàn)有專業(yè)，培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程人才。新工科的本質(zhì)是“工科”，而取向是“新”。因此新工科建設(shè)的關(guān)鍵在于如何切實(shí)提升應(yīng)用型工程人才的創(chuàng)新實(shí)踐能力，使其成為卓越工程人才。深入研究新工科教育改革的目的，最終還是要將其落實(shí)在課程教學(xué)中。

電子信息工程是傳統(tǒng)的工科專業(yè)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。如何按照新工科的標(biāo)準(zhǔn)改造該學(xué)科，使其培養(yǎng)的學(xué)生達(dá)到新工科的培養(yǎng)目標(biāo)，滿足國家戰(zhàn)略發(fā)展對人才的需求，是電子信息工程專業(yè)的專家和專業(yè)教師亟待解決的問題之一。鑒于此，課題組在電子信息工程的專業(yè)課程中進(jìn)行篩選，選取《電子測量與智能儀器》這門具有代表性的課程，對其進(jìn)行教學(xué)模式的改革探索。將新工科作為課程教學(xué)模式改革的指導(dǎo)思想，深入研究本門課程的性質(zhì)和內(nèi)容，探索新工科背景下的課程教學(xué)模式，為新工科建設(shè)提供新思路。

二、 課程改革思路

《電子測量技術(shù)》和《智能儀器》是高等院校電子信息工程、測量與控制、儀器儀表等專業(yè)的傳統(tǒng)專業(yè)課。這兩門課程與工程實(shí)際緊密結(jié)合，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力具有重要的作用。

課題組在實(shí)際的教學(xué)過程中逐漸發(fā)現(xiàn)，電子信息工程專業(yè)的專業(yè)課程多且雜，但是并沒有能夠切實(shí)提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力的專業(yè)核心課程。而《電子測量技術(shù)》課程中包含部分電子技術(shù)的知識，《智能儀器》課程中有微處理器內(nèi)容，都是關(guān)于電子測量儀器的課程，在內(nèi)容上存在一定程度的重復(fù)，因此本專業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革時，將兩門課程整合，打造《電子測量與智能儀器》專業(yè)核心課程。其目標(biāo)是以電子技術(shù)和微處理器等知識作為支撐，解決現(xiàn)代電子測量儀器開發(fā)過程中的實(shí)際問題，設(shè)計以微處理器為核心的電子系統(tǒng)，切實(shí)提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力，達(dá)到使其成為創(chuàng)新型卓越工程人才的目的。

三、課程的定位

教學(xué)改革初期，《電子測量與智能儀器》課程的授課教師還是分別講授電子測量和智能儀器的章節(jié)內(nèi)容，并未將兩部分內(nèi)容有機(jī)整合，形成完整的課程內(nèi)容，將其打造成本專業(yè)的專業(yè)核心課程。相應(yīng)地，學(xué)生也將《電子測量與智能儀器》當(dāng)成兩門課程學(xué)習(xí)，最終本課程并未起到專業(yè)核心課程的作用──切實(shí)提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力。

究其原因，教師和學(xué)生沒有清晰地認(rèn)識到該課程在本專業(yè)課程體系中的地位?！峨娮訙y量與智能儀器》課程作為本專業(yè)的專業(yè)核心課程，既是《電子技術(shù)基礎(chǔ)》《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》和《微機(jī)控制技術(shù)》等課程的后續(xù)課程，又是實(shí)踐環(huán)節(jié)《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)習(xí)》《電子信息系統(tǒng)設(shè)計》和《畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)實(shí)習(xí)》的前續(xù)課程，即《電子測量與智能儀器》起到承前啟后的重要作用（如圖1所示）。學(xué)生在專業(yè)基礎(chǔ)課程中初步學(xué)習(xí)電子技術(shù)和微處理器的基礎(chǔ)知識，然后在《電子測量與智能儀器》專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)過程中，通過解決現(xiàn)代電子測量儀器開發(fā)過程中的實(shí)際問題，設(shè)計以微處理器為核心的電子系統(tǒng)的方法，再次鞏固、升華基礎(chǔ)知識，最終學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力將在后續(xù)的實(shí)踐環(huán)節(jié)中得到充分應(yīng)用。

四、課程改革措施和方法

（一）教材建設(shè)

課程改革的過程中發(fā)現(xiàn)可以選用的教材要么簡單地將兩門課的內(nèi)容以上下篇形式呈現(xiàn)，其實(shí)質(zhì)還是兩門課程;要么分別選擇《電子測量技術(shù)》和《智能儀器》的相關(guān)教材，其中還有部分內(nèi)容重復(fù)。鑒于此，課題組確定課程教學(xué)改革的思路和定位后，以電子測量儀器智能化為主線進(jìn)行《電子測量與智能儀器》的教材建設(shè)。

該教材合理、有機(jī)地整合了電子測量與智能儀器的課程內(nèi)容，使其形成完整的知識體系，主要闡述運(yùn)用微處理器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電子測量儀器智能化的問題。教材編寫注重實(shí)踐性，以電子測量方法、儀器的基本原理和智能儀器的組成原理為基礎(chǔ)，重點(diǎn)討論在電子測量儀器智能化的實(shí)際設(shè)計過程中所涉及的具體方法與技巧。

（二）課堂教學(xué)

課題組引進(jìn)優(yōu)質(zhì)在線開放課程（電子科技大學(xué)《電子測量》優(yōu)秀視頻課程），將講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閭鹘y(tǒng)教學(xué)模式與在線開放課程相結(jié)合的混合教學(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容中基本的知識點(diǎn)以課堂講授為主，重點(diǎn)難點(diǎn)以視頻教學(xué)為主。

將混合教學(xué)模式應(yīng)用于兩屆學(xué)生的教學(xué)后，課題組發(fā)現(xiàn)學(xué)生依然對這門課學(xué)習(xí)的興趣不濃、積極性不高，上課不專注，課堂教學(xué)效果不夠理想。因此課題組認(rèn)為在混合教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，增加慕課教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教學(xué)過程中要求學(xué)生以組為單位制作基本知識點(diǎn)的微視頻（例如電壓的基本測量方法）;重點(diǎn)難點(diǎn)以教師講授和引進(jìn)的在線開放課程為主（例如直接數(shù)字頻率合成信號發(fā)生器的設(shè)計）;課程中的設(shè)計智能電子系統(tǒng)部分內(nèi)容（例如智能電子計數(shù)器的設(shè)計），展開師生討論，查閱相關(guān)資料，引導(dǎo)學(xué)生開展深層次的研究，提升其創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力。

（三） 實(shí)驗教學(xué)

實(shí)驗教學(xué)是提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的核心環(huán)節(jié)。課題組自編實(shí)驗講義，刪減驗證性實(shí)驗項目（例如電子測量儀器的使用、測量方法的驗證），增加綜合設(shè)計性實(shí)驗項目（例如智能LCR測試儀的設(shè)計）。

驗證性實(shí)驗項目由教師給出題目、要求和條件，學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗方案，再用虛擬儀器仿真軟件驗證，最后挑選實(shí)驗儀器設(shè)備，完成實(shí)驗。綜合設(shè)計性實(shí)驗項目類似于課程設(shè)計大作業(yè)，前期工作與驗證性實(shí)驗項目類似，不同的是要求學(xué)生最終制作實(shí)物驗證設(shè)計的電子測量系統(tǒng)的功能。同時，此類實(shí)驗項目結(jié)束時增加答辯環(huán)節(jié)，學(xué)生講述設(shè)計的原理和過程，教師對相關(guān)內(nèi)容提問。最終實(shí)驗成績由每個實(shí)驗項目的成績乘以權(quán)重求和構(gòu)成，其中驗證性實(shí)驗項目的權(quán)重低于綜合設(shè)計性實(shí)驗項目，實(shí)驗項目的成績由實(shí)驗方案、仿真過程、實(shí)驗儀器設(shè)備使用、答辯、實(shí)驗報告等部分組成。

五、結(jié)語

新工科背景下選取《電子測量與智能儀器》這門具有代表性的課程，進(jìn)行教學(xué)模式的改革探索。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐證明，切實(shí)提升了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，為新工科建設(shè)提供新思路。

【基金項目】本文系2018年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃高校與職業(yè)院校課題“新工科背景下《電子測量與智能儀器》課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐”（課題編號：GS[2018]GHBBK135）研究成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 顧佩華.新工科與新范式：概念、框架和實(shí)施路徑[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[3] 王大勇，周晶晶.《電子測量與智能儀器》教學(xué)及實(shí)驗改革探索[J].電腦知識與技術(shù)，2019（24）：160-161.

[4] 曾志輝，張志剛.電子測量與智能儀器課程教學(xué)與實(shí)驗改革探索[J].大學(xué)教育，2017（1）：63-64.

[5] 張輝.微課視角下電子測量課程教學(xué)改革探究[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2016（3）：21-22.

[6] 張永瑞，宣宗強(qiáng)，高建寧.電子測量技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2011.

[7] 趙茂泰，趙波，楊安.智能儀器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2015.

（作者單位? 蘭州工業(yè)學(xué)院電子信息工程學(xué)院）