通過虛擬儀器技術(shù)課程教學改革促進學生專業(yè)綜合能力提高

常峰

摘 要： 本文通過教師理論講授、“專業(yè)課程滲透式”實驗項目練習與基于項目導向的教學方法三者相結(jié)合的教學改革，研究在提高虛擬儀器技術(shù)課程教學質(zhì)量的同時，促進電子信息專業(yè)學生綜合能力提高的新思路。

關(guān)鍵詞： 虛擬儀器技術(shù) 教學改革 電子信息專業(yè) 綜合能力

引言

虛擬儀器技術(shù)課程是當前測控技術(shù)發(fā)展趨勢，是電子信息工程專業(yè)的必修課之一。該課的特點是軟件和硬件綜合設(shè)計能力培養(yǎng)，涉及專業(yè)知識面廣、應(yīng)用性強，使學生把所學其他專業(yè)理論知識與實踐相結(jié)合。學好該課程不僅能為畢業(yè)設(shè)計做好充分準備，更能為今后工作、學習提供專業(yè)知識技術(shù)保障。

近年來，隨著我院多門電子信息類專業(yè)課程逐步開設(shè)，怎樣貫穿電子信息專業(yè)知識，實現(xiàn)綜合能力培養(yǎng)目標就成了當前我院專業(yè)教學工作的重要課題。為了提高學生的專業(yè)綜合能力，應(yīng)從理論研究、設(shè)計實踐和創(chuàng)新實踐三個能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)入手，力爭使學生的專業(yè)綜合能力得到強化和全面發(fā)展。國外，有些高校采取理論教學和實驗教學相結(jié)合的方式，使虛擬儀器技術(shù)這門課的教學貫穿其他專業(yè)課程中，使各專業(yè)知識有了一個紐帶：一方面將虛擬儀器概念滲透到其他課程（測量技術(shù)、感測技術(shù)、電工電子技術(shù)等）中，另一方面將其他課程（如自動化控制、數(shù)字通信、信號處理、圖像處理等）的理論應(yīng)用引入到虛擬儀器技術(shù)課程中，實現(xiàn)理論和實踐相結(jié)合。

1.我院虛擬儀器技術(shù)課程教學現(xiàn)狀

我院虛擬儀器技術(shù)課程自開設(shè)以來一直沿用理論和實驗相分離的教學模式，有獨立的虛擬儀器技術(shù)實驗室，針對學生的綜合能力培養(yǎng)還有許多地方需要改進。

1.1理論與實驗相分離，重理論輕實驗。

為什么越來越多的高校開始開設(shè)虛擬儀器技術(shù)課程及實驗課程？主要原因就是為學生提供理論學習與創(chuàng)新實踐的機會，這是與我院創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標完全一致的，不僅可以充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造力，還是全面提高學生各方面能力與素質(zhì)的重要途徑。但是我院虛擬儀器技術(shù)課程像現(xiàn)在許多課程一樣，存在重視課堂理論學習，輕視實驗教學的問題，往往實驗課的安排依附于理論課的安排。一方面實驗課滯后于理論教學進度，理論和實踐相脫離，另一方面主講教師沒有精心設(shè)計和規(guī)劃實驗項目，導致學生認為實驗課沒有理論課重要。

1.2課程偏向軟件學習。

虛擬儀器概念是由美國國家儀器公司提出的，而且NI公司出品的虛擬儀器設(shè)計軟件LabVIEW被廣泛使用，所以很多高校的虛擬儀器技術(shù)課程就轉(zhuǎn)變?yōu)閱螁沃v解如何使用LabVIEW軟件，硬件綜合實驗很少甚至沒有。我院也不例外，在選擇實驗項目上偏向軟件使用的練習和驗證性。

1.3實驗內(nèi)容設(shè)計單一。

現(xiàn)有實驗項目分兩部分，前面大部分為軟件實驗，后面小半部分為有實驗箱操作的硬軟件實驗。軟件實驗過于簡單，不僅知識運用單一，綜合性不強，而且知識點分配不合理。硬軟件實驗也存在很多問題，能開設(shè)的少數(shù)幾個硬件實驗，只能按照實驗指導書給出的內(nèi)容和步驟完成，在受到實驗箱硬件限制的同時，也限制學生的主動性和創(chuàng)造性。

2.虛擬儀器技術(shù)課程教學體系改革

基于我院虛擬儀器技術(shù)課程教學現(xiàn)狀的闡述，我們對該課程進行了全新設(shè)計。teaching modeteaching modeteaching mode將理論學習和實驗教學緊密結(jié)合，采取教師理論講授、“專業(yè)課程滲透式”實驗項目練習與基于項目導向的教學方法三者相結(jié)合的教學方式。圖1是這三者相結(jié)合的時間分布圖，由圖可看出三種教學方法貫穿整個教學周期內(nèi)。

圖1 虛擬儀器技術(shù)課程教學體系改革三種教學方法相結(jié)合的時間分布圖

2.1教師理論講授。

雖然虛擬儀器技術(shù)教學強調(diào)動手實踐，但是理論講授同樣不容忽視，教師參與的引導式授課貫穿整個學期。

前期立足于課堂授課方式傳授虛擬儀器技術(shù)的基本理論知識，包括虛擬儀器技術(shù)的基本概念與理論、虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀，虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用與趨勢、虛擬儀器技術(shù)軟件簡介、LabVIEW程序設(shè)計思想等。

在后期教學中，教師根據(jù)當前教學進度、教學內(nèi)容，收集虛擬儀器技術(shù)的新發(fā)展和新應(yīng)用資料，通過多媒體教學方式演示。學生輕松而不枯燥地熟悉了虛擬儀器技術(shù)的基本概念、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)和實際應(yīng)用，全面了解了電子信息工程技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使課堂教學緊密聯(lián)系實際需求。

2.2“專業(yè)課程滲透式”實驗項目練習。

把其他專業(yè)知識（如自動化控制、數(shù)字通信、信號處理、圖像處理等）引入虛擬儀器技術(shù)課程中，結(jié)合虛擬儀器技術(shù)和LabVIEW軟件應(yīng)用編程技術(shù)，設(shè)計符合虛擬儀器技術(shù)課程教學目標和內(nèi)容的實驗項目就叫做“專業(yè)課程滲透式”實驗項目。根據(jù)我院現(xiàn)有電子信息專業(yè)課程，設(shè)計了如表1所示的實驗項目。由表1可知，這些實驗項目都是設(shè)計性的，不僅緊扣虛擬儀器技術(shù)教學知識點（見表1“教學知識點訓練”欄），環(huán)環(huán)相扣，步步深入，而且所滲透的專業(yè)課程也不一樣。通過這樣的實驗項目練習，不僅對當前知識點提出訓練要求，還對許多已學專業(yè)理論知識提出較高要求，對學生能力培養(yǎng)和知識貫通有著非常大的影響。

表1 “專業(yè)課程滲透式”實驗項目列表

2.3項目導向教學方法應(yīng)用。

近年來電子信息技術(shù)發(fā)展突飛猛進，專業(yè)技術(shù)日新月異，以理論學習與實踐應(yīng)用相結(jié)合的教學方法，更能培養(yǎng)學生動手能力、解決問題能力和工程實踐能力，實現(xiàn)學校知識技能的學習到工作實際操作應(yīng)用的零過渡。engineering abilityengineering ability項目導向教學方法就是以具體實踐項目為主體，學生動手設(shè)計為主線，教師科學引導為輔助的一種教學形式，也稱為基于項目實踐的教學方式。在整個教學周期內(nèi)，教師理論講授和項目導向教學互為補充。

虛擬儀器技術(shù)本身是一項基于應(yīng)用的技術(shù)，它為構(gòu)建電子系統(tǒng)提供了新思路，表1所列的實驗項目就是一些或復(fù)雜或簡單的具體實踐項目。盡管通過其中一些實驗項目，學生可以掌握虛擬儀器技術(shù)程序設(shè)計與系統(tǒng)設(shè)計方法，但是“數(shù)據(jù)采集——數(shù)據(jù)分析——數(shù)據(jù)顯示——數(shù)據(jù)反饋——控制”等環(huán)節(jié)的實踐項目，更能使學生深刻體會完整的電子系統(tǒng)是如何構(gòu)成的。

3.結(jié)語

通過本課的教學改革，真正做到課堂理論教學和實踐教學相互促進補充，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新實踐能力和學習主動性，以虛擬儀器技術(shù)課程為載體全面提高電子信息專業(yè)學生的綜合能力。

參考文獻：

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本文由樂山師范學院校級教學模式與方法改革試點課程項目（2013：20），樂山師范學院校級教育教學改革研究項目（2013：JG13-YB17）資助。