CN110009980A - 一种示波器交互式教学方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种示波器交互式教学方法和系统，涉及实验教学技术领域。该系统包括通讯模块、第一显示模块、示波器操作输入模块、查询模块、第二显示模块以及主控模块。本发明的技术方案利用示波器的通讯功能，结合电脑软件，实现学生对示波器交互式的学习，整个教学过程中，不需要老师的指导，即可实现一对一的教学效果。

Description

一种示波器交互式教学方法和系统
技术领域
本发明涉及实验教学技术领域，尤其涉及一种示波器交互式教学方法和系统。
背景技术
示波器是电路调试、电子设计中重要的设备，也是高校电类专业学生必需要掌握的基本实验仪器，但是示波器旋钮众多，使用复杂，对于一个从未接触过示波器的学生来说，要掌握其用法非常不易。
现在的示波器实验教学，一般是教师在大屏幕上使用PPT进行统一讲解，然后布置操作内容，让学生根据课本或者讲义自行摸索、操作，无法实时向学生展示示波器的使用过程和方法。尽管课本、讲义上可以对示波器各个按钮、旋钮的功能进行详尽的介绍，但是大部分学生不愿意静下心来看大段的文字，只想尽快的操作完成实验。而且学生在自己学习的过程中，教师也无法手把手的一一指导他们并及时指出操作中的问题。因此在这个过程中，学生需要反复摸索，熟练掌握的难度较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种示波器交互式教学方法和系统，利用示波器的通讯功能，结合电脑软件，实现学生对示波器交互式的学习，整个教学过程中，不需要老师的指导，即可实现一对一的教学效果。
根据本发明的第一方面，提供一种示波器交互式教学系统，所述系统包括：
通讯模块，用于与示波器建立通讯；
第一显示模块，用于向用户显示输入示波器操作的第一指令；
示波器操作输入模块，用于接收用户输入的所述示波器操作；
查询模块，用于查询示波器是否完成所述示波器操作，输出查询结果；
第二显示模块，用于接收所述查询模块的查询结果，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令；以及
主控模块，分别与所述通讯模块、所述第一显示模块、所述示波器操作输入模块、所述查询模块以及所述第二显示模块连接，用于教学过程的实现以及各模块间的数据交换。
进一步的，所述示波器操作包括对示波器进行设置，或者查询示波器的当前参数和状态。
进一步的，所述示波器交互式教学系统通过通讯模块与示波器建立通讯时，遵循示波器生产商给出的通讯协议。
进一步的，所述第二显示模块根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令具体包括：
若查询示波器完成所述示波器操作，则显示所述示波器操作的说明；
若查询示波器未完成所述示波器操作，则显示第二指令。
进一步的，所述示波器操作的说明包括对于现象的解释和/或所述示波器操作的作用。
进一步的，所述第二指令要求用户重新输入所述示波器操作。
根据本发明的第二方面，提供一种采用以上任一方面所述教学系统的示波器交互式教学方法，具体步骤包括：
通过通讯模块与示波器建立通讯；
通过第一显示模块向用户显示输入示波器操作的第一指令；
通过示波器操作输入模块接收用户输入的所述示波器操作；
通过查询模块查询示波器是否完成所述示波器操作，输出查询结果；
通过第二显示模块接收所述查询模块的查询结果，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令。
进一步的，在通过通讯模块与示波器建立通讯之前，还包括以下步骤：
将示波器通道1接入到校准信号，启动AUTO模式，使波形完整稳定显示。
进一步的，所述示波器操作包括对示波器进行设置，或者查询示波器的当前参数和状态。
进一步的，所述示波器交互式教学系统通过通讯模块与示波器建立通讯时，遵循示波器生产商给出的通讯协议。
进一步的，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令具体包括：
若查询示波器完成所述示波器操作，则显示所述示波器操作的说明；
若查询示波器未完成所述示波器操作，则显示第二指令。
进一步的，所述示波器操作的说明包括对于现象的解释和/或所述示波器操作的作用。
进一步的，所述第二指令要求用户重新输入所述示波器操作。
根据本发明的第三方面，提供一种示波器交互式教学装置，包括：处理器、通信接口和存储器；
其中，所述存储器用于存储计算机执行指令，当所述示波器交互式教学装置运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述数据包检测装置执行如以上任一方面所述的示波器交互式教学方法。
根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在示波器交互式教学装置上运行时，使得所述示波器交互式教学装置执行如以上任一方面所述的示波器交互式教学方法。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：本发明利用示波器的通讯功能，结合电脑软件，实现学生对示波器交互式的学习，整个教学过程中，不需要老师的指导，即可实现一对一的教学效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出根据本发明的示波器交互式教学系统的系统结构图；
图2示出根据本发明的示波器交互式教学方法的流程图；
图3示出根据本发明的示波器交互式教学系统的使用状态构架图；
图4示出根据本发明一个实施例提供的示波器交互式教学系统的一个界面显示图；
图5示出根据本发明一个实施例提供的示波器交互式教学系统的另一界面显示图；
图6示出根据本发明一个实施例提供的示波器交互式教学系统的又一界面显示图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
为了实现学生对示波器交互式的学习，整个教学过程中，不需要老师的指导，即可实现一对一的教学效果，本发明提供一种示波器交互式教学方法和系统。
该示波器交互式教学系统包括：通讯模块101、第一显示模块102、示波器操作输入模块103、查询模块104、第二显示模块105以及主控模块106。
通讯模块101用于与示波器建立通讯。
第一显示模块102用于向用户显示输入示波器操作的第一指令。示波器操作包括对示波器进行设置，或者查询示波器的当前参数和状态。该示波器操作实际上包含了对于示波器所有按钮或旋钮的操作，以及示波器所有可能状态的查询，使得用户可以直观全面的了解示波器的所有功能。
示波器操作输入模块103用于接收用户输入的示波器操作。
查询模块104用于查询示波器是否完成所述示波器操作，输出查询结果。
第二显示模块105用于接收所述查询模块的查询结果，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令。具体包括：若查询示波器完成所述示波器操作，则显示所述示波器操作的说明；若查询示波器未完成所述示波器操作，则显示第二指令，即要求用户重新输入所述示波器操作。用户可以通过不断的调试或重新输入，实现与示波器的交互式，整个教学过程中，不需要老师的指导，即可实现一对一的教学效果。
主控模块106分别与通讯模块101、第一显示模块102、示波器操作输入模块103、查询模块104、第二显示模块105连接，用于教学过程的实现以及各模块间的数据交换。
如图2所示，根据本发明的示波器交互式教学方法包括：
步骤101，通过通讯模块与示波器建立通讯；
步骤102，通过第一显示模块向用户显示输入示波器操作的第一指令；
步骤103，通过示波器操作输入模块接收用户输入的所述示波器操作；
步骤104，通过查询模块查询示波器是否完成所述示波器操作，输出查询结果；
步骤105，通过第二显示模块接收所述查询模块的查询结果，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令。
实施例1
本发明提出了一种新的示波器交互式教学方法和系统，通过示波器、电脑以及运行于电脑上的示波器交互式教学系统（如图3所示）进行交互式教学：
示波器：带有通讯功能，学生需要操作其旋钮和按钮，来学习它的使用；
通讯总线：根据不同型号的示波器，包括但不限于USB、以太网，或者WIFI、蓝牙等；
电脑：可以是PC机，也可以是运行安卓或者IOS系统的平板电脑，运行有示波器交互式教学系统。
示波器带有通讯接口，如USB、以太网、WIFI、蓝牙等；电脑可以是PC机，也可以是运行安卓或者IOS系统的平板电脑。电脑通过通讯接口与示波器相连，并遵循示波器厂家给出的通讯协议，能够与示波器进行通讯以控制示波器的设置，还可以查询当前示波器的参数和状态，比如可以对示波器进行复位，可以查询当前示波器各个通道的V/div设置、T/div设置等。
教学过程如下：
首先要求学生将示波器通道1与其自身的校准信号相连。示波器的校准信号一般是频率为1KHz、幅度为3Vpp的方波信号，然后要求学生按一下示波器的“AUTO”按钮，示波器会自动调节其各项设置，使屏幕上稳定的显示出完整的波形。然后学生打开电脑上的示波器交互式教学系统，该系统与示波器建立通讯，软件界面上要求学生进行某项操作（如图4所示），包括时基设置、通道设置、触发设置，这里要求学生调节V/div旋钮，学生按照要求去调节，之后软件会查询示波器是否已经被做了对应的调节，具体为系统通过通讯总线向示波器发出查询指令，示波器也通过通讯回复查询结果。如果是的话，则对屏幕上的波形变化做出解释，告知学生这项调节的作用，然后要求学生对下一个旋钮或者按钮进行调节（如图6所示）；如果学生没有按要求进行调节，或者调节得不对，那么软件会要求学生重新调节（如图5所示），直到调节正确为止。通过这种交互式的方式，让学生理解示波器每个旋钮和按钮所调节的内容和对波形造成的影响。
本发明通过示波器、通讯总线及电脑，利用示波器提供的通讯功能，结合示波器交互式教学系统，实现对学生的交互式教学。示波器交互式教学系统能够指示学生对示波器进行某种操作，然后通过与示波器通讯检查学生是否进行了该操作：当示波器交互式教学系统检测到学生进行了正确的操作时，向学生解释该操作的作用；当示波器交互式教学系统检测到学生未进行指定的操作时，会再要求学生进行该操作，直到学生进行了正确的操作。
以上对本申请实施例所提供的一种示波器交互式教学方法和系统，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种示波器交互式教学系统，其特征在于，所述系统包括：
通讯模块，用于与示波器建立通讯；
第一显示模块，用于向用户显示输入示波器操作的第一指令；
示波器操作输入模块，用于接收用户输入的所述示波器操作；
查询模块，用于查询示波器是否完成所述示波器操作，输出查询结果；
第二显示模块，用于接收所述查询模块的查询结果，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令；以及
主控模块，分别与所述通讯模块、所述第一显示模块、所述示波器操作输入模块、所述查询模块以及所述第二显示模块连接，用于教学过程的实现以及各模块间的数据交换。
2.根据权利要求1所述的示波器交互式教学系统，其特征在于，所述示波器操作包括对示波器进行设置，或者查询示波器的当前参数和状态。
3.根据权利要求1所述的示波器交互式教学系统，其特征在于，所述第二显示模块根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令具体包括：
若查询示波器完成所述示波器操作，则显示所述示波器操作的说明；
若查询示波器未完成所述示波器操作，则显示第二指令。
4.根据权利要求3所述的示波器交互式教学系统，其特征在于，所述示波器操作的说明包括对于现象的解释和/或所述示波器操作的作用。
5.根据权利要求3所述的示波器交互式教学系统，其特征在于，所述第二指令要求用户重新输入所述示波器操作。
6.一种采用根据权利要求1至5任一项所述的示波器交互式教学系统的示波器交互式教学方法，其特征在于，具体步骤包括：
通过通讯模块与示波器建立通讯；
通过第一显示模块向用户显示输入示波器操作的第一指令；
通过示波器操作输入模块接收用户输入的所述示波器操作；
通过第二显示模块接收所述查询模块的查询结果，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令；
用户根据查询结果进行相应操作。
7.根据权利要求6所述的示波器交互式教学方法，其特征在于，所述示波器操作包括对示波器进行设置，或者查询示波器的当前参数和状态。
8.根据权利要求6所述的示波器交互式教学方法，其特征在于，根据所述查询结果显示所述示波器操作的说明或第二指令具体包括：
若查询示波器完成所述示波器操作，则显示所述示波器操作的说明；
若查询示波器未完成所述示波器操作，则显示第二指令。
9.根据权利要求8所述的示波器交互式教学方法，其特征在于，所述示波器操作的说明包括对于现象的解释和/或所述示波器操作的作用。
10.根据权利要求8所述的示波器交互式教学方法，其特征在于，所述第二指令要求用户重新输入所述示波器操作。
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