Czego młody Jaś się nie nauczy, tego Jan nie będzie umiał – tak mówi przysłowie, a jest ono wyjątkowo trafne w odniesieniu do rzeczywistości. Wszak od jakości edukacji studentów zależą efekty pracy późniejszych inżynierów. Jak ważna w procesie nauczania jest praktyka nie trzeba nikogo przekonywać. Z myślą o zastosowaniach edukacyjnych Tektronix opracował specjalną wersję oscyloskopu rodziny TBS – TBS1152B-EDU.

Tektronix, jeden z największych producentów sprzętu pomiarowego, znany jest z wielu innowacyjnych konstrukcji, często wytyczających światowe trendy. W ofercie tej firmy znajduje się oscyloskop TBS1152B-EDU przeznaczony do zastosowań edukacyjnych. Poza tym może być on jednak wykorzystywany do normalnych prac inżynierskich, a od zwykłego oscyloskopu różni go tylko nietypowa funkcja, pozwalająca uruchamiać różnorodne kursy edukacyjne. Tematyka takich kursów może obejmować szeroko pojętą elektronikę i miernictwo elektroniczne, ale łatwo też wyobrazić sobie wykorzystanie oscyloskopu do pomiarów ilustrujących na przykład zjawiska fizyczne. Przydatność oscyloskopu TBS1152B-EDU w dużym stopniu zależy od inwencji samego nauczyciela, dla którego będzie on stanowił pomoc dydaktyczną. Cała tajemnica polega bowiem na możliwości samodzielnego opracowywania kursów przez użytkowników. Wraz z oscyloskopem dostarczane jest darmowe narzędzie służące do tego celu. Jest to program „PC Courseware Editor”.

„PC Courseware Editor” – program do edycji kursów

Prześledźmy teraz proces przygotowywania przykładowego kursu, który następnie będzie uruchamiany na oscyloskopie TBS1152B-EDU. Należy zaznaczyć, że Tektronix udostępnia szereg gotowych do użycia kursów, których tematyka obejmuje większość pomiarów wykonywanych oscyloskopem TBS1152B-EDU. Można wśród nich znaleźć ćwiczenia z użyciem modułów Arduino, mikrokontrolerów MSP430, a także typowych elementów elektronicznych, takich jak timer 555, wzmacniacz operacyjny itp.

Twórcy programu „PC Courseware Editor” dążąc do uzyskania jak największej elastyczności kursów przyjęli dość rozbudowaną ich strukturę (rys. 1). Na najniższym poziomie znajdują się ćwiczenia laboratoryjne, czyli konkretne pomiary wykonywane oscyloskopem. Mogą to być na przykład: pomiary szerokości impulsu, napięcia międzyszczytowego itp. Zestaw takich pomiarów tworzy kurs, ale dany pomiar może być stosowany w wielu różnych kursach. Kursy obejmują najczęściej pomiary o zbliżonym charakterze. Na przykład kurs „Pomiary parametrów czasowych z użyciem kursorów” będzie zawierał takie ćwiczenia, jak: pomiar czasu narastania zbocza za pomocą kursorów, pomiar szerokości impulsu, pomiar częstotliwości – wszystkie z użyciem kursorów, itp.

Rys. 1. Struktura kursów uruchamianych na oscyloskopie TBS1152B-EDU

Zestaw kursów z kolei tworzy pakiet, stanowiący kolejny wyższy stopień hierarchii. Poszczególne tematy będą opracowywane najczęściej przez różnych nauczycieli. Z tego względu przewidziano tworzenie indywidualnych profili dla każdego z nich. Profil zawiera takie informacje, jak: imię i nazwisko nauczyciela, instytucja zatrudniająca, jednostka organizacyjna, a nawet fotografia. Może być również dołączone logo firmy (rys. 2). Wszystkie informacje są wpisywane w programie „PC Courseware Editor”, którego główne okno przedstawiono na rys. 3. Z łatwością można w nim zlokalizować poszczególne elementy hierarchii. W lewej części okna umieszczono wszystkie pakiety kursów dostępne we wczytanej do programu przestrzeni roboczej (workspace). Obszar w górnej prawej części ekranu zawiera ćwiczenia, natomiast w dolnej prawej części znajdują się kursy. Wszystkie powyższe elementy są edytowalne. Oznacza to, że przystosowywać do własnych potrzeb można nawet kursy udostępniane przez producenta.

Rys. 2. Wizytówka nauczyciela w jego kursowym profilu

Rys. 3. Okno główne programu „PC Courseware Editor”

Jednym z ważniejszych etapów przygotowania kursu jest edycja opisu każdego zawartego w nim ćwiczenia. Składa się on z dwóch bloków: ogólnego przeglądu (zakładka Overview) i wykazu czynności wykonywanych w trakcie ćwiczenia (zakładka Procedure). Opis przygotowywany w zakładce Overview powinien zawierać trzy elementy: cel ćwiczenia (Objectives), wyposażenie stanowiska pomiarowego (Equipments) oraz teorię (Theory). Tekst może być ilustrowany rysunkami, wykresami, tabelami, a nawet fotografiami (rys. 4). Wszystkie elementy opisu przygotowywane na tym etapie będą później wyświetlane na ekranie oscyloskopu w trakcie pomiarów.

Rys. 4. Edycja opisu ćwiczenia w programie „PC Courseware Editor”

Program „PC Courseware Editor” zawiera komendy pozwalające umieszczać poszczególne ćwiczenia w różnych kursach i pakietach. Prace edycyjne kończą się zapisaniem kursu na dysku komputera. Tworzony wówczas plik ma specjalny format zrozumiały dla firmware’u oscyloskopu. Zalecane jest ponadto utworzenie pliku PDF zawierającego dokładnie te same informacje, które umieszczono w kursie. Dokument taki może być rozdawany uczniom/studentom przed zajęciami, co umożliwi im przygotowanie się do zajęć.