《电子测量与仪器》课程改革与建设

《电子测量与仪器》课程改革与建设

黄　燕　林训超　刘惠英　陈孝波　雷　鸣　张春林　唐　斌　任　菊

电子信息工程技术专业作为学院国家示范性高职院校建设项目中的重点建设专业和教育部高职高专教改试点专业，经过多年的改革与建设，在省内院校的同类专业中具有一定的影响，起到了示范作用。其中的《电子测量与仪器》课程作为该专业的专项职业能力训练的核心课程，经过长期的改革和建设，已取得显著的效果。

与一般的经验技术能力和动作技能相比较而言，电子测量与仪器应用能力更多地属于理论技术能力和智力技能，这就需要相应的专门知识和专门技能作为支撑。同时，这也是电子信息技术领域对从业的技术应用性人才的特殊要求。因此，《电子测量与仪器》课程的教学改革借鉴了国外先进的课程开发方法——基于工作过程的课程体系开发和基于行动导向的课程教学设计方法，并结合我国国情和多年的教学改革基础而进行的，适应了电子测控技术应用型和高技能型人才掌握经验技术（操作技能）和理论技术（智力技能）的需要。鉴于该课程既有丰富的专门知识，也有许多具体的实践测量方法，涉及的知识面广、实践性强，因此在课程改革与建设过程中，既遵循学生的认知规律，又遵循职业成长和职业能力培养的规律，对课程教学内容和教学方法进行了系统的设计；在课程实际教学过程中，依据“从特殊到一般”的认识论和方法论，剖析典型案例，然后通过“类比”和“归纳”，实现了“工作”与“学习”的有机结合、理论与实际的紧密结合，已经初步具有工学结合专业核心课程的基本特征。

一、《电子测量与仪器》课程改革建设途径

本课程教学系统的设计途径是按照“企业专家提供专业岗位群工作任务分析——教育专家选择典型工作并归纳整合职业行动能力——企业专家确认典型工作和职业行动能力——教师对典型工作和职业行动能力进行教学论加工”这个流程进行的，落实了课程改革以市场需求为逻辑起点，以职业岗位（群）“工作流程”分析为依据，由教育专家与企业专家共同完成了教学内容体系的“工作过程系统化”重构。

二、《电子测量与仪器》课程能力目标的确定

电子信息工程技术专业是按照我院“3343”校企合作、工学结合课程开发模式系统开发课程体系，并在专业能力培养上形成了“1+3”课程体系结构，即1个基本技能训练技术平台和专项能力训练、综合能力训练及岗位能力训练课程3个专业能力训练层次，使学生掌握就业岗位（群）必备的基本技能、专项技能及综合技能。

*荣获2008年成都航空职业技术学院第二届高等教育教学成果二等奖

在专项能力中有一项能力是“具备使用电子仪器进行相应物理量测量的专项技能”，这就是本课程训练的核心能力，因而本课程是专业中的一门专业核心课程。其对应的课程目标就是：培养学生在电子产品的生产、调试、维修过程中发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的基本技能和初步职业能力，掌握电子测量的基本原理，分析、理解被测对象及其测量要求，以便在将来所从事的测试技术、计量和微机应用等技术活动中实现正确地构建测量系统和选定测量方法，正确地制订测量方案和操作测量仪器，正确地采集、分析和处理测量数据。

按照职业能力所包括的专业能力、方法能力和社会能力，对课程进行了能力分解，实现课程教育目标的准确定位。本课程教育目标定位如表1所示。

表1　《电子测量与仪器》课程教育目标

三、课程内容改革

（一）职业行动（岗位工作）分析

按照课程的教学目标，要让学生掌握完成工作任务所需要的知识、技能和感悟工作过程中的隐性知识，课程内容体系的构建必须与电子产品测试实际工作过程紧密联系，才能够实现基于工作过程的课程开发。课程开发流程如图1所示。

图1

对电子产品测试的从业者而言，其职业行动就是一个电子产品的测量、调试的完整工作过程。虽然产品的功能及其测试工作过程的技术复杂程度不同，但复杂产品的测量与调试过程可以分解成若干相对独立的组成部分，即可以把复杂的典型任务分解成若干个简单的典型任务，每一个简单的典型任务类似于一个简单电子产品参数的测试。每一个电子产品的测试流程如图2所示。

图2

（二）由行动分析向课程转换

针对职业行动，应选择典型项目（任务）来确定相应的专业学习课程。典型项目（任务）应当具有综合性、完整性和代表（典型）性的特征，同时要源于真实，又经过教学加工，以满足教学需要。本课程的学习是一个从简单电子产品测试到应用测试系统对电子产品进行综合测试的工作过程系统。因此，课程教学设计的核心就是科学、准确地选择“载体”，然后经过教学处理，既包含一个完整工作过程的所有元素，又结合学生的认识水平和知识技能系统的建构过程，符合教育教学规律和学生学习认知规律。由此，本课程组通过大量的企业调研，与企业专家一道设计了“数据采集系统的测试”、“接收机参数的测试”等作为“载体”。

（三）课程的内容设计

以完成电子产品的参数测试作为“载体”——典型项目（任务），所形成的课程及其学习过程是基于实际工作过程的，课程内容的开发基于工作内容（岗位职责和工作流程）、工作方法（工具、对象和组织形式）和工作标准（操作规范和质量标准）。

从教学实施考虑，应该由简单参数的测试到复杂参数的测试，再到应用测试系统完成对一电子产品的综合测试。技术复杂程度逐渐增加，学习难度逐渐增加，学生自主完成工作的程度也在逐渐增加，这也符合学生的职业成长规律。由此，将课程的内容划分为简单参数测试、复杂参数测试和测试系统三个学习情境，如表2所示。

表2　《电子测量与仪器》课程学习情境

（四）学习情境设计

学习情境是一个具体任务化的学习单元。本课程中，进一步将学习情境划分为7个学习子情境，如表2所示。每个学习子情境的教学项目就是学生完成“载体”的测试工作任务。它把理论知识学习、实践技能训练、实际应用环境保障与职业素养养成有机地结合在一起。

（五）课程知识目标设计和认知过程设计

课程中所学习的知识目标明确，体现“必需、够用”原则，突出“知识”为“测试工作任务”服务，围绕“测试工作任务”所用；认识过程符合初学者的认知规律，是由简单到复杂、由形象到抽象、由感性到理性。所以知识应由过去的学科系统涉及的知识排序改为按照电子产品测试的工作过程排序，同时又符合学生知识技能建构的顺序。

（六）素质目标设计

将学生职业道德教育与职业素质养成也融入课程整体设计方案中，在培养学生能力的同时，注重培养学生的职业素质，适应学生可持续发展的需要。

（七）考核方案设计

可以采取学生自我评价、相互评价、教师评估的方式，由教师与学生共同参与。本课程的教学评价应该是一种以增强学生学习能力和提高学习效率为目的、为学生的终身发展提供服务的发展性教学评价。应采用“自我参照标准”，引导学生对自己在学习中的表现进行“自我反思性评价”。考核方案既有过程评价，又有终结性评价；任务考核涵盖了学生的能力、知识、态度，突出能力考核，要保证让每个学生掌握必备的职业能力。

四、课程教学设计

为了使课程教学能准确反映学习领域的内容和排序，实现具体的教学情境，应精心设计每一个教学单元并采用“项目教学法”或“任务引领教学法”。教学单元是师生共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学行动。完成“载体”测试为目的的工作任务，能很好地体现行动导向课程的特点。在“项目”教学中，教学过程一般有六个行动步骤：咨询、决策、计划、实施、检查、评估。对应于本课程的教学就是：接受测试任务、确定测试方案、计划测试步骤、实施测试、检验测试结果、评价测试过程并形成测试报告。为此，设计了四个测试工作单，即测试任务工作单、测试计划工作单、测试实施检验工作单和测试评价工作单，编排进入六个行动步骤，引导教学过程。每个步骤都有教学目标和能力培养要求、工作方法要求和完成时间要求。每个任务可以作为一个教学小单元，一个课时或两个课时，也可能多个课时。以“学习子情境1.2　使用电子计数器测试时间频率参数”为例进行说明。

1．首先设计该情境的教学目标、教学内容、教学方法、媒介选择、考核评价方法等；教学学时为14学时，教学组织方式采用分小组教学的方式。

2．该情境中的教学载体是“数据采集系统中的时钟测试”，根据完成该测试任务的工作流程，设计测试工作单内容。

3．采用项目教学法或任务驱动法，以项目教学法的六个行动步骤对应测试工作流程，同时以工作单为教学引导，重新序化教学内容，形成教学单元。以师生共同完成项目来组织教学，使得教学过程复现了工作过程，突出了能力培养。

图3是该学习情境的教学实施。

通过任务驱动，学生在完成测试任务中，掌握了完成工作任务所需要的知识（如频率时间的测量方法等）和技能（如操作方法、规程、功能选择等）感悟了工作过程中的隐性知识（如频率稳定度的计量等）。基于工作过程的整个教学过程是以学生为中心，以学生动手为主，实现了在“学中做、做中学”。

图3

五、实践教学内容安排

针对电子测量与仪器应用能力属于理论技术能力和智力技能的特殊要求，课程改革强调实践环节在课程教学中的重要性，并以此作为建设“工学结合”课程的重心。为此，本课程按照“突出应用性，强调针对性，体现先进性，兼顾适应性”的原则，构建职业技能训练体系，改善实践教学条件，创设职业环境，营造工程氛围，充实课程实践教学内容，突出课程的实践性，并跟踪技术发展，提高实践教学项目的现代科学技术含量，使技能训练与岗位要求相协调，培养学生电子测量与仪器应用能力和工程实践能力。为使实践教学“从简单到复杂，由低到高，结构有序”，实践教学分三个层次：实验、单项技能与综合技能实训、课程综合设计。

选取的实训项目就是现代企业的真实工程实际项目或是模拟项目，把必须掌握的专门知识和技能融汇在实训项目的完成过程中，以此形成工学结合、适应职业技能培养需求的“项目任务化”综合实训项目。

（一）实验项目

实验项目安排在相应的学习情境之中，学生在对载体进行测试之前，首先要完成实验项目，掌握相应仪器的运用能力。

（二）课程综合实训

选择测量仪器，组建测试系统，完成具体的工程测试任务。在实训周中安排的实训项目是模拟现代企业中的生产和工艺流程，并且更多地面向自动化、智能化的操作岗位。实训专用周为1～2周。

1．基本技能训练。安排有基本的参数测试以及测试仪器运行操作等项目。

2．综合技能训练。安排有测试系统组建，测试设备的维护、维修以及典型电子产品的安装调试等项目。

实训项目有：数据采集系统的测试、接收机参数的测试、飞机控制显示组件的测试、自动测试系统的组建、仪器检定等。

这些综合实训项目在实训周中可根据需要，选择一到两个来完成。这些项目既可以在实训周中完成，也可分解到各个学习情境中去。

（三）课程综合设计

小型电子测量装置的设计与实现，测试方案的设计，测试系统的组建与实现。专用周2周。

课程综合设计的典型项目为数字温度计的设计等。

六、教学方法与教学手段的改革

（一）教学模式的设计与创新

1．合理选择教学“载体”。基于电子产品测试工作过程，以真实测试工作任务为依据，经与企业专家一起合作，改造为适合教学的项目“载体”，依据工作过程，重新序化教学内容，将理论与实践合为一体，教、学、做相结合。

2．采用项目教学法。以测试工作单人作为引导，学生边学习完成工作所需的知识、边完成测试任务，教学内容由师生共同完成。

3．创设学习情境。教学地点由传统的先课堂后实验室的模式改为课堂与实验、实训室一体化的模式，学习过程在仿真的工厂实训环境中进行，可以使学生更多地感悟工作过程中的隐性知识。

4．改革考核方式方法。考核方式改革对课程教学起着重要的引导作用。

（1）制定了考核评价表。在课程教学中加强过程考核，每一学习情境的考核成绩由过程评价及终结性评价两部分成绩组成，过程考核的成绩占60％，终结性考核的成绩占40％。过程考核包括对学生的学习态度、工作方法、劳动保护及仪器操作及知识测验方面的考核；终结性考核包括测试结果分析、技术报告的编写等方面的考核。每一测评项目都包括学生自评、互评及教师评价。

（2）进行新的考试方法的试验。学生只要逐一通过了每一学习情境的考核，且每次分值均超过60分，则可不参加期末考核；若没能通过过程考核，则参加期末考核。

（二）教学方法

1．理论联系实际。本课程既有丰富的专门知识，也有许多具体的测量方法，涉及的知识面广。因此，教学中依据“从特殊到一般”的认识论和方法论，剖析典型案例，通过“类比”和“归纳”，实现理论与实际的紧密结合。除典型案例以外，实验包含的实验原理直接在实验室讲解，学生在理解实验原理的基础上，接着进行实验，得到事半功倍的效果。

2．互动式、开放式教学方法。如采用引导文法，在课堂教学中，采用启发式、提问式的互动教学，随时了解学生对所学知识点的理解程度，激发学生课堂提问的热情；促使学生思考问题、理解问题，实行互动式、开放式教学，将学生被动接受转变为主动思考，效果很好。

3．采用项目教学方法。以提出“任务”来推动学习。课程教学体系中的一个个“任务”就是给学生设定的学习目标，学生根据任务下的具体知识和操作步骤，来一步一步完成学习任务。教学过程一般有六个行动步骤：咨询、决策、计划、实施、检查、评估，每个步骤都有教学目标和能力培养要求、工作方法要求和完成时间要求。咨询阶段，教师布置任务，帮助学生理解任务要求，寻找、搜集与任务相关的信息，此阶段以教师指导为主；决策阶段，教师考察学生做的方案，学生听取教师的建议，对方案做出修改，此阶段由教师和学生共同完成；计划阶段，学生一般以小组方式工作，制订工作计划，此阶段以学生为主体；实施阶段，学生根据计划完成工作任务，做好有关文字记录，此阶段以学生为主体；检查阶段，学生展示工作成果，此阶段也是以学生为主；评估阶段，可以采取学生自我评价、相互评价、教师评估相结合的方式，由教师与学生共同参与。

七、校内外实训环境的建设

（一）建立校内仿真职业环境

1．与成都飞机工业公司合作，扩建电子测量与仪器实训室，建立仿真职业环境。可为学生提供电子测量与仪器、维修的实训环境，同时配备必需的电工电子计量、检定标准，具备企业常用的电子仪器和测量条件。

2．学院建设有国家职业技能鉴定所，可以组织学生参加相应职业技能的训练和考核，如参加无线电调试工的考证，取得相应的职业资格证书。

（二）校外实习基地的建设

建立校外（企业）实习基地，将学校教学与工程实际紧密结合。长期以来，学院就十分重视校外（企业）实习基地的建设，与成都飞机工业公司、成都航空仪表公司、四川长虹电子集团等企业建立了密切的合作关系。将“学生在企业完成专项岗位技能培养”列入专业教学计划和课程教学计划中，保证在学校培养时间内接受工程实践能力的培养和训练。经过上述各实践教学项目的训练后，学生的电子测量与仪器应用能力进一步得到了系统而有序的训练和提升，毕业后上岗适应期短，普遍受到用人单位的欢迎和好评。

八、教学内容的具体表现形式

（一）教材使用与建设

本课程一直关注教材建设。20世纪80年代初，该课程开始使用校内教材，1990年《通用电子测量仪器》教材（刘明晶主编、林训超参编）由航空工业出版社正式出版，该教材由电子科技大学测量专业著名教授张世箕教授题序。由我院魏中主编、黄燕参编、林训超主审的教育部高职高专规划教材《电子测量与仪器》，2002年由化学工业出版社正式出版。这两本教材经我院和兄弟院校使用，反映效果良好。

近年来，课程组的教师积极与企业专家沟通，共同开发适应基于工作导向（测试任务）的教学载体、新教材。由我院教师主编的《电子测量与仪器》高职高专教材已列入高等教育出版社的出版计划。

（二）教学基本文件

本课程基于工作过程重新制定了教学基本文件，包括：《课程教学标准》、《综合实训教学大纲》、《课程设计教学大纲》。

教学资源库

1．自主开发的教学电子教案、电子课件；

2．与企业专家共同开发的工程电子测试系统典型实例（教学载体）；

3．与企业专家共同开发的实训指导书；

4．教学参考资料（相关图书资料，包括图书、操作规程、技术手册等）；

5．学院图书馆相关专业期刊资料、相关专业网站信息等；

6．学生课程学习的习题、自我测试系统。

（四）配套的实验、综合实训教材

根据课程教学改革和课程教学基本要求，课程教学大纲结合学院自身实验实训条件，组织任课教师、实验教师以及兼职教师精心编写了与工程实际相结合的实训指导书、课程设计指导书，在工程环境下指导学生从事技术实践，满足培养学生专业技术能力的需要，效果良好。

九、网络教学资源

所有的教学资源库的内容全部上网，以满足网络教学的要求，包括：

1．教师教学指南：包含专业培养方案、课程教学标准、授课计划、课程实施管理、电子教案、电子课件PPT等；

2．学生学习指南：包含难点与重点、参考资料等；

3．网络课程：在线学习、在线测试、互动教学（BBS）等；

4．素材资源库：包含项目教学案例中的测试工作任务单、视频素材等；

5．实验与实训：包含实践环节教学大纲、实训指导书、实训案例等；

6．教师团队：教师团队介绍、联系方式；

7．基于工作过程的教学载体。

十、教学团队

教学团队中：博士1人、硕士5人，其余为本科；副教授（高级工程师）6人、讲师（工程师）2人、助教（助工）2人，高级职称教师占55％，中级以上职称的教师人数占82％；教师所学专业对口率高，基本上都是电子信息技术类专业；“双师”素质教师7人，占全部教师人数的78％；40～50岁的教师4人，40岁以下的教师7人。承担本课程的主讲教师4人，教师5人，辅导教师及实验教师2人，师生比大约1∶16；教师队伍以中青年为主，比例合理；课程教学带头人和骨干教师教育教学理念先进，具有从事高等职业教育必备的人才观、教学观、质量观；教学能力强，教学水平高，熟悉电子信息企业生产的常规技术，掌握电子测控技术领域的主流技术。兼职教师2人，他们都是行业中的专家。通过建设，课程实践指导教师和“双师型”教师已能满足实践教学需要。

本课程经过多年的改革与建设，已经初步具有工学结合专业核心课程的特征，在省内外同类院校中处于领先的地位，并于2006年被评为院级精品课程、2007年被评为四川省省级精品课程，示范作用已经显现。

创新点

1．教学内容“突出应用性，强调工具性，体现职业性，兼顾适应性”：以岗位职责需求为目标，适应电子测量与仪器应用和发展的需要。

2．实践教学“创设职业环境，营造工程氛围，培养职业能力，跟踪技术发展”：实践教学体系科学合理、结构有序，适应培养学生电子测量与仪器应用能力的需要。

3．教学过程“理论联系实际，掌握知识与培养能力并行”：将工作过程与教学过程紧密结合起来，实现“学中做、做中学”，适应电子测控技术应用型和高技能型人才掌握经验技术（操作技能）和理论技术（智力技能）的需要。

实践效果与推广价值

1．课程开发的整体解决方案是按照教、学、做一体的思路，基于职业（岗位群）分析，开发了电子信息工程技术专业课程体系，并确定了课程的能力目标；基于工作分析，归纳典型任务并创设学习情境，落实了课程教学内容设计；基于任务分析，实行任务驱动，完善了课程教学设计，落实了能力培养。

2．与企业专家共同设计的测试任务作为“载体”，不仅来源于工程实践，具有真实性，学生能够体验到企业的真实工作情况，同时经过改造后又高于实际，适应教学要求，满足培养学生职业能力的需要。

3．每个学习情境是在实训室中完成的，在完成理论知识学习的同时，也完成了工作过程中隐性知识的学习，如操作规程、环保要求等；在加强技能培养的同时，将社会能力与方法能力的培养也融入了学习过程中。基于工作过程的整个教学过程是以学生为中心，学生动手为主，学生在“学中做、做中学”的过程。

《电子测量与仪器》课程经过多年的改革与建设，已取得了显著的效果，初步具有工学结合专业核心课程的基本特征，在省内外同类院校中处于领先的地位，并于2006年被评为院级精品课程、2007年被评为四川省省级精品课程、2009年推荐参加国家级精品课程评审。特别是本课程开发与教学设计的研究和实践，先后在国内和省内进行推介，发挥了一定的示范与引导作用。