摘要：针对测控技术及仪器专业学生在进入“测控电路”课程学习初期阶段的理论认知能力较差，实践动手能力薄弱的状况，结合“测控电路”课程的教学特点，提出了“测控电路”教学方法改革规划中的关键问题。通过对教学内容与教学方法两方面的教学改革进行探讨，以期达到提高“测控电路”课程的教学质量、提升学生专业技能的目的。
关键词：测控电路；教学改革；理论；实践
作者简介：刘得军（1965-），男，河北迁安人，中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院电子系，教授；钱步仁（1964-），男，江苏泰州人，中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院实验中心，高级实验师。（北京 102249）
基金项目：本文系中国石油大学（北京）2012年度重点课程建设类教学改革项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）30-0110-02
“测控电路”是测控技术与仪器专业的一门专业必修课，同时也是该专业的核心课程。通常情况下，测控系统主要由传感器、测控电路和执行机构三部分组成，利用测控系统可以把被测的目标非电量信号通过传感器转换为电量参数，再由测控电路进行信号调理与转换，之后进入微机或执行机构，以达到控制的目的。测控系统中测控电路的主要作用是对传感器的输出信号进行放大、隔离、调制解调及信号转换等一系列处理后，[1]使之满足后级执行机构（负载）对测量与控制信号的精度需求。测控电路对整个测控系统测控目标的准确实现起到举足轻重的作用。因此，针对测控技术与仪器类本科生来说，在进入专业课程学习阶段安排“测控电路”课程的学习非常必要。通过对该课程的教授，力求使学生对测控电路设计、测控电路板制作、电子元器件焊接到测控电路调试等全过程有清晰、全面的掌握，从而为后续实际工作和继续深造奠定良好的测控电路分析与设计基础。
一、“测控电路”教学现状及存在的问题
“测控电路”课程专业性强，需要“电路分析基础”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机原理”等专业基础课程作支撑，若衔接不好，则会给“测控电路”课程的实际授课带来困难。根据几年的教学实践可以看出，目前“测控电路”课程教学主要存在以下几个问题：由于我国目前的教育体制还普遍采用应试教育方式，多数学生只适应初等教育期间掌握的数理化学习模式，对大学初期开设的电类专业基础课程的特点不熟悉，基础掌握不牢靠，再加上学生的自主学习意识普遍不强，因而不能尽快适应和较好掌握“测控电路”这门课程的学习模式；现有的教材理论性过强，不易理解，有些内容也过于陈旧，不能紧跟测控电路的发展；理论教学内容偏多，导致实践与理论教学脱节，学生的实践动手能力得不到应有的锻炼。
二、“测控电路”教学内容改革与探索
针对“测控电路”课程的教学现状与存在的问题，结合中国石油大学的实际办学特点，在重点课程建设类教学改革项目的资助下，学校对该课程的教学内容及教学方法进行了必要的改革与探索。
1.理论教学内容改革与探索
（1）精简教学课程，更新教学内容。目前中国石油大学本科生“测控电路”课程教学所采用的教材是天津大学精仪学院张国雄教授主编的《测控电路》。该教材在内容设置上非常丰富，面面俱到，有些内容在其他课程中偶有介绍，因此若直接按照该教材内容安排讲授的话，可能会出现一定程度的重复。例如，“信号运算电路”和“模拟数字转换电路”分别在“模拟电子技术”和“微机原理”课程教学中被详细讲授过。这就要求“测控电路”授课教师在授课准备过程中应该详细了解所授课专业班级开设的其他相关课程的教学内容，从而对“测控电路”教学内容有重点地进行筛选，既要保证教学内容丰富，又要确保减少不必要的重复，进而提高课堂的教学效率。
教师在教学过程中，应根据学生对本专业知识点和重复内容的掌握状况及时更新教学内容，适当去除较偏较难的知识点和陈旧内容，加入最新测控电路的发展趋势及工程实例。
（2）建立课程构架，实现多课程融合。一门课程只能体现出一个工程项目的小部分知识点，如果各门课程间没有协作，那么就很难完成一个实际的工程项目。因此，孤立学习“测控电路”这门课程是难以充分理解该课程的主要知识点并将其活学活用于实践当中的。
“测控电路”只是测控系统中的电路部分，完整的测控系统还包括传感器单元与执行机构。所以在授课时，让学生通过了解测控系统建立起课程构架，才能为理解与实践打下坚实的基础。
（3）引入产品实例，理论指导实践。授课初期，可以引用一些多课程融合的工程实例进行教学。通过介绍其构成、设计以及与测控电路之间的关系，引导学生在熟悉课程体系的基础上，从全局的角度学习局部的知识，相信无论是实践能力还是创新能力都会得到大幅度的提高。在介绍测控电路基础上，加入近年来新兴集成芯片与模块的运用。将新技术融入原有教学内容中，以便拓展学生的视野和思维。此外，还可在教学过程中提出探讨内容，给学生一些相关的产品实例，让学生自行分析，或者让学生运用所学理论设计出产品实例。通过这些方式，使学生更好地运用理论指导实践。
（4）转变教学观念，优化课堂教学。“测控电路”课程包括基本电路理论和模拟、数字电路基础部分，它不仅仅是电子技术课程理论基础的深化与提高，更重要的是教会学生在实际测量与控制应用中更加熟练地运用所学知识解决实际工程问题。为了达到此教学目的，教师应该转变传统教学中经常采用的纸上谈兵和照本宣科的理论教学理念，在实际教学内容中应该加强实际工业生产和科学研究中经常用到的典型测量与控制电路的功能原理与使用方法等知识的介绍，同时注重启发学生如何将各个单元功能模块电路按照信号调理过程逐步组合成系统功能模块电路，提醒学生在进行系统组合时应着重注意的关键问题，如各单元模块间的阻抗匹配等问题，逐渐培养学生养成系统分析与全局设计理念，为努力培养其成为优秀的测控系统设计专门人才奠定基础。
2.实验教学内容改革与探索
经过“电子线路”等前续课程及其相应电子技术基础实验学习后，相当一部分测控专业的学生仍只停留在简单掌握书本理论知识的水平，这对学生以后继续深造或毕业后相关工作的开展是很不利的。因此，在“测控电路”实验教学阶段应尽可能采用开放性实验教学模式，实验过程中充分发挥学生的主体作用，提高教学质量和学生学习的兴趣，进而强化学生独立思维与创新能力的培养，提升人才培养层次和学生的综合素质。
在确保实验损耗可控的情况下，为了便于学生独立进行电路设计，逐步培养学生独立分析和解决问题的能力，可以安排学生先利用各种软件进行电路分析、设计和仿真。例如使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对所设计电路的实际功能进行模拟调试。也可让学生采用Protel、Proteus等软件，并将测控电路所学知识与传感器、单片机等课程内容有机结合，由此模拟设计出更为完整和实用的测控系统。在此基础上，采用与“测控电路”课程配套的实验平台，如SET-CK型测控电路试验箱等，由学生自己按照仿真设计电路参数指标要求，选用合适器件实际搭建并调试所设计的测控电路系统。通过强化训练，使学生逐步养成综合运用书本知识和仿真技能对电路设计与调试过程中出现的异常情况进行合理的分析与推理，逐步缩小出错范围，并最终排除异常现象，进而使学生综合设计能力得到全面提升。
“测控电路”实验教学中，教师可在实验方式、实验时间和空间等方面为学生提供一定的选择。实验内容可多样化，让学生自主选择实验题目，并根据学生的理解能力灵活掌控实验进度。对于综合性实验，学生可自行分组合作完成题目，以此提高学生的沟通协作能力。实验室也可根据具体情况对学生进行适当开放，学生可以自行安排时间到实验室进行实验。
在实验内容方面，可以开设验证性实验和设计性实验。在验证性实验中，通过改变某些电路元件参数，引导学生利用数字电压表或示波器等观察并分析电路系统中因该电路参数改变而引起的关键节点处参数示值及波形的变化，使学生直观地感觉并理解该元件在电路系统中的具体作用，并学会通过观察输出效果来优化元件参数的具体方法；在设计性实验中，可以给学生布置一些具有实用价值的实验题目。实验过程中要提醒学生注重对实验误差的分析，逐步找出电路系统出现误差的原因，进而引导学生修改电路设计以尽可能地减少实验误差。在工程实例中误差一直是影响测量与应用的关键问题，因此在设计实验中注重培养学生养成对实验误差的观察与分析习惯。
实验考核时，应注重对整个实验过程的评价，鼓励学生的创新性思维。考核方式应有利于促进学生学习和实践的主动性与积极性，有利于促进教学目标的实现，并能有效地鉴别与区分学生对所学知识掌握程度的差异性。教师不应以实验结果的有无或成果的多寡作为评判实验成败的唯一依据，对那些有创意、实验思路明确、操作过程无误的实验设计，即使未达到理想结果，只要对实验现象分析评价准确，也应给出客观公正的评判。
三、“测控电路”教学方法改革与探索
1.丰富教学形式，启发学生思考
通过安排自学内容、课程讨论等方式达到课堂授课形式的多样化。要求学生在课下根据教师给出的问题搜集资料，在课堂上积极发言讨论，同学和老师对其观点进行点评指正。讨论主题可以是常用测控电路单元，也可以是整个测控系统。通过讨论达到扩展学生知识面、调动学生积极性、培养学生独立思考问题的能力和提高学生创新能力的目的。
2.注重归纳总结，培养良好习惯
不同层次学生对基础知识掌握程度有所不同，因此授课前教师应注意提醒学生将授课所涉及的知识提前复习，授课时视具体情况适当抽查学生对上一节所学内容的掌握程度，对本节课程所需基础知识的复习情况等。根据学生反馈的具体情况，教师应有目的地对学生掌握较差的知识点侧重讲解，每节课结束时归纳总结所讲内容。通过有意识的引导，使学生逐渐养成对所学知识进行归纳总结的习惯，逐步形成知识框架化凝练提升的能力。启发学生主动思考、善于提出问题，带着问题去听讲。这样，不仅可以提高学生的学习效率，还有效地培养了学生良好的学习、思考、归纳、总结习惯。
3.适度安排竞赛，提升学习兴趣
为了促进学生学习的积极性，应当适度安排学生参加相关的知识竞赛，如电子竞赛、机器人大赛等，只要和测控专业知识相关的竞赛都要鼓励学生积极参与。这不仅可以锻炼学生的实践动手能力，还可以有效拓展学生的知识面，进一步构建学生的知识框架。教师也可自行组织相关的竞赛，争取每一个学生都能参与，获奖学生的设计作品可以作为实例用于课堂教学中。
4.学生参与评教，把握教学方向
教师讲解完每个章节后可以通过师生交流了解教学中存在的问题，例如板书是否适量、讲解速度是否合适、讲解内容是否准确、知识点是否突出等。教师根据学生反馈的问题及时调整授课方案，通过师生间的良性互动可及时准确地把握教学方向，进而提升教学质量。
四、结束语
随着科学技术的不断进步，测控技术已经成为工业生产和高科技产业中的一项必不可少的技术。“测控电路”是测控技术及仪器专业的重要专业课程之一，在培养基础扎实且创新能力强的专门测控技术人才方面占有非常重要的位置。在“测控电路”课程的教学中，教师始终把学生创新能力的培养贯穿于整个教学过程。通过以上几方面的改革和探索，获得了一些行之有效的教学方法和教学经验，学生的学习热情和学习效果都有了很大程度的提高。将在此基础上继续深化改革，不断完善与提高，使之更加适用于现代测控技术教学和人才培养的需要。
参考文献：
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