高職院校應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)的研究與實(shí)踐①

郭山國(guó) 王濤 王玉 高桂仙 張長(zhǎng)軍 張華瑾 張鵬

[摘 要] 介紹了虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)，著重探討了高職院校應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)在提升教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢(shì)。

[關(guān) 鍵 詞] 虛擬儀器；教學(xué)質(zhì)量；創(chuàng)新能力

[中圖分類(lèi)號(hào)] TP311 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）07-0010-01

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)儀器的計(jì)算機(jī)化成為一種趨勢(shì)，虛擬儀器便應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)儀器的各種功能都是由儀器廠家設(shè)定的，這樣結(jié)構(gòu)和功能固定，結(jié)果導(dǎo)致傳統(tǒng)儀器在高職院校的教學(xué)中很不靈活，某些固定的功能在一些課程中根本用不上，而該課程需要的功能又不具備，再購(gòu)買(mǎi)其他儀器設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充的話(huà)，又造成某些功能重復(fù)，也增加了儀器設(shè)備的購(gòu)置經(jīng)費(fèi)。而虛擬儀器技術(shù)的引入正好從根本上解決了以上矛盾，顯示出了虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)越性。

一、虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如具有開(kāi)放、靈活，體積小、價(jià)格低，技術(shù)更新升級(jí)快等諸多優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)對(duì)比參見(jiàn)下表。

二、虛擬儀器的應(yīng)用設(shè)計(jì)

在高職院校，虛擬儀器技術(shù)最簡(jiǎn)單的應(yīng)用之一就是代替諸如信號(hào)發(fā)生器、示波器等傳統(tǒng)儀器。用虛擬儀器技術(shù)模擬出的信號(hào)發(fā)生器，可以發(fā)生出我們所需要的各種波形。下圖所示為應(yīng)用LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的信號(hào)發(fā)生器模擬標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)的前面板。

三、實(shí)現(xiàn)基于虛擬儀器技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)

高職院校在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)，可以在很大程度緩解傳統(tǒng)儀器設(shè)備少、實(shí)踐場(chǎng)地小、經(jīng)費(fèi)不足等矛盾，從根本上解決一些實(shí)際問(wèn)題。

（一）有利于降低教學(xué)成本、節(jié)省經(jīng)費(fèi)

在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)中，不可能投入大量經(jīng)費(fèi)去購(gòu)置昂貴的國(guó)內(nèi)外高檔儀器設(shè)備?；谔摂M儀器技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)，只需要給每組學(xué)生或每位學(xué)生提供一臺(tái)裝有開(kāi)發(fā)虛擬儀器的軟件的計(jì)算機(jī)和必要的數(shù)據(jù)采集卡，不需要再購(gòu)買(mǎi)其他傳統(tǒng)的儀器設(shè)備，這樣大大降低了教學(xué)成本，在一定程度上也節(jié)省了教學(xué)經(jīng)費(fèi)支出。

（二）有利于整合教學(xué)資源、提升教學(xué)質(zhì)量

軟件是虛擬儀器技術(shù)的關(guān)鍵，LabVIEW是目前開(kāi)發(fā)虛擬儀器系統(tǒng)的常用軟件之一，使用最為廣泛。在該軟件中，各種控件非常多，在計(jì)算機(jī)上很方便很容易地就可以搭建一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際需要選擇控件，完成《工程檢測(cè)技術(shù)》《傳感器技術(shù)》等相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。這樣也便于對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)一管理，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，提高教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量。

（三）有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性、提升創(chuàng)新能力

在高職院校中，將虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造性地應(yīng)用到以上相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)中，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性。利用虛擬儀器技術(shù)可以根據(jù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，非常靈活地進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)中的原理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行直觀的演示，提高了教師教學(xué)質(zhì)量，也提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。虛擬儀器技術(shù)在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、研究能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)等方面有其他教學(xué)環(huán)節(jié)不能替代的獨(dú)特作用。

虛擬儀器是當(dāng)今計(jì)算機(jī)新技術(shù)和儀器新技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在高職院校相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)中，利用虛擬儀器技術(shù)完成相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，不僅能改善教學(xué)條件，降低教學(xué)成本，提高教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量；而且在很大程度上能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思想以及學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)和提升了高職學(xué)生的創(chuàng)新能力、研究能力，以及實(shí)踐動(dòng)手能力等綜合素質(zhì)，不斷促進(jìn)創(chuàng)新型高技能人才的培養(yǎng)和產(chǎn)生。把虛擬儀器技術(shù)引入高職院校的實(shí)踐教學(xué)中對(duì)提升教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要的意義，虛擬儀器技術(shù)必將在高職院校更多的教學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。

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