虛擬儀器技術對提高通信專業學生的專業綜合能力教學實踐

摘 要:虛擬儀器是計算機技術與儀器結合的產物，LabVIEW則是應用于虛擬儀器開發的系統軟件，是一個業界領先的工業標準軟件。廣泛應用于全世界各大學的教學實驗室，用于實驗教學。在學習虛擬儀器的過程中，可以在驗證通信基礎原理的同時，加深通信專業學生對通信專業方面知識的理解和應用。

關鍵詞:虛擬儀器技術 教學實踐

中圖分類號:G657.6文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0009-02LabVIEW(Laboratory Vitual Instrument Engineering Workbench)，是一種使用圖形符號編寫程序的編程環境[1]。而且LabVIEW不僅僅是一種編程語言，它應用已經擴展到很寬的范圍，如控制DAQ設備監控、向外部系統發送信號、檢測未知信號的頻率。LabVIEW程序與虛擬儀器是一門使用性非常強的一門課程，應用非常廣泛，學好這門課程不但能夠掌握一門編程語言，還可以對以往所學習的通信方面專業的內容加以認證從而加深對通信專業綜合運用能力。本文針對這門課程，就教學內容、教學方法以及怎樣提高通信專業學生專業綜合素質的教學手段進行探討和研究。

1 教學內容與時俱進

LabVIEW是一個功能強大的編程開發環境和運行系統，是專為測量、數據分析并提交結果而設計的，所以它對于仿真、結果顯示、通用編程是一種很理想的語言?！禠abVIEW程序與虛擬儀器》[2]是一門實踐性很強的技術應用型課程，根據這一特點，制定本課程教學大綱，確定學生應掌握的知識點和技能要求，編寫結合本課程特點的講義，確定理論知識與實踐技能的結合點，將理論教學與實踐操作密切結合，使學生在掌握LabVIEW編程方法的同時，也具備了聯合實際操作LabVIEW的能力。在課程的學習過程中，與以往曾經學過的通信方面的專業內容相結合，將通信方面的仿真技術融入教學實例中，使得學生在掌握編程環境的同時也對以往的知識融會貫通。

由于教學對象是大三學生，他們有一個普遍的特點就是具備了一定文本編程基礎，并且也學習了通信方面的專業基礎的內容，對于所學內容是否能夠加深對本專業的綜合素質有一定的要求。因此，在設定教學目標、教學內容上要針對他們能夠提高專業能力來進行施教。如果能夠多針對提高專業綜合能力進行施教，且從聯合實際由淺入深的模式循序的指導學生學習，能讓學習本課程帶來更多的興趣和動力。

2 合理使用現代教育技術、注重理論聯系實踐

傳統的編程語言學習的課程注重通過課堂講解書本上的內容來讓學生了解和掌握編程方法，這樣的方式使學生處于被動學習的狀態，他們往往專注于課堂上老師講解的內容，而忽視課后的實踐操作，忽略了編程語言學習的目標—通過學習能夠自主進行編程來解決實際工作中的任務。而本門課程的授課方式，能夠很好的解決這些缺陷，具體的實施過程如下。

2.1 現代教育技術的使用—New Class

本門課程的授課地點為New Class實驗室，學生課堂上每人一部電腦與教師機相連，教師在授課的過程中學生可以通過自己的顯示器更清晰的看到教師對軟件的操作和演示，并且能夠在課堂上對所學的內容進行操作和實踐。

2.2 采用合理的教學方法

實踐型教學方法是相對于單向知識傳授為主的教學模式提出的，融學習與實踐為一體的教學體系[2]。在”LabVIEW程序與虛擬儀器”課程中，通過案例教學帶動學生思考問題的興趣，通過問題驅動來激發學生的主動性和積極性，又通過舉一反三培養學生的創新性和踐能力。在課堂講解上選擇簡單、生動而又貼近通信專業方面內容的實例。

由于LabVIEW的特點—用戶交互界面與現實的物理儀器界面類似，所以LabVIEW又稱為虛擬儀器。所以在學習過程中很容易引起學生興趣，在課堂上的例子的簡單和生動，可以讓學生在編程過程中很容易上手，不至于對于復雜的學習產生厭倦情緒或抵觸情緒。在課堂上進行講解的時候，往往都是從簡單實例入手，讓學生感覺其實跟平時操作的，讓他們覺得自己物理儀器界面相似，且程序編制過程都是通過簡單操作結合完成的，從而讓學生覺得自己有能力設計虛擬儀器且完成有趣的程序。然后，在后面的學習中循序的講解較為復雜的實例，在講解過程中多讓學生思考，對于同樣問題鼓勵學生采用不同方式達到同樣目的。這樣可以讓學生將所學能夠自己應用自己思考，而不是只是聽老師講解，而且在編程過程中鼓勵同學討論、交流，效果比只是老師講解要好很多。

當然，在運用實例講解的過程中需要注意兩個問題。第一，要謹慎的安排教學課題的順序，讓學生不至于突兀地接觸到未曾見過的內容;第二，要注意實踐和理論相結合的教學方法的互相配合，以取得較好的教學效果。

2.3 精講多練，互動教學

采用啟發式、互動式教學，在講授知識時加強前后相關知識的連貫性，對重點和容易出現錯誤的問題從多角度、多側面去闡述，從知識的點擴展為知識的面，擴大學生的思維空間。

在課程早期，主要進行單個函數的編程練習，重點掌握程序設計中的基本函數函數、數據類型與程序結構冬。通過反復的練習，使學生熟練掌握基本的函數、控件的使用，具備基本的編程能力。在此基礎上，通過完成一些難度加大的作業，將程序設計知識和實踐知識緊密的結合，加深對LabVIEW的虛擬儀器的全面理解和掌握。此外，通過開發模擬實際數據采集實例，用一些可以通過簡單的接口采集數據的裝置(比如，串口、計算機聲卡等)，將采集到的數據進行分析，使學生得到進一步的鍛煉，而且激發學生課后自己采集數據的實踐練習，培養學生的探索和創新能力。

2.4 利用網絡進行師生交互

除了常規教學方式還以豐富的網絡資源作為補充，以適合學生的學習需求，并鼓勵自主學習。網絡資源包括教學大綱、電子教案、教學課件、重點難點及綜合練習和模擬試題等內容，為加強學生的應用能力、實踐能力和創新能力。

2.5 選擇與學生所學相關理論知識的題材

LabVIEW與虛擬儀器涵蓋了諸多學科和諸多理論[3]，在教學的過程中，可以根據學生的專業著重選擇與之相關的實例。通信的學生多增加信號處理和通信處理模塊方面的應用，比如在課程中可以鼓勵學生創建自己的虛擬示波器，促進學生在編程能力的提高的情況下也與之前學過的專業知識相印證，增加學生的編程能力的同時也強化了專業理論知識，也增加了學生的學習興趣。

3 分階段考核模式

編程語言的考試傳統模式一般采用筆試+上機操作，這種模式有其利弊。筆試+上機操作的考核模式只能考察學生對LabVIEW編程語言的相關理論知識的掌握程度，但不能了解學生的動手能力以及綜合應用能力;所以在實際的教學中采用了平時成績+筆試考核的模式。其中平時成績包括:按時上下課，按課題要求完成編程，以及平時對于額外加分題目的完成程度。筆試考核成績則考慮到理論知識的掌握情況。

4 結語

在《LabVIEW程序與虛擬儀器》該門課程的教學過程中，確定合理的教學目標，選擇合適的教學內容，采用理論與通信專業實例相結合的方法來進行教學和分階段考試模式，在教學的過程中重視師生之間的互動，增加與學生專業相關的實例，促進學生加深專業能力，激發學生學習主觀能動性和求知欲，從而提高學生自己分析問題和解決問題的能力。本文中給出的一些實踐探索經驗，還需要根據學生的具體需求，在教學中進行修改和調整，讓學生能夠更好的從本門課程中受益。

參考文獻

[1]王福明，于麗霞，劉吉.LabVIEW程序設計與虛擬儀器[M].西安:西安電子科技大學出版社，2009，6.

[2]Travis.J，Kring.J LabVIEW大學實用教程[M].喬瑞平，譯.北京:電子工業出版社，2008:6-1.

[3]熊發涯.改革考核模式，提高應用能力[J].計算機教育，2007，12.