高職院校應用虛擬儀器技術的研究與實踐①

郭山國 王濤 王玉 高桂仙 張長軍 張華瑾 張鵬

[摘 要] 介紹了虛擬儀器的優點，著重探討了高職院校應用虛擬儀器技術在提升教師教學質量和學生創新能力方面的優勢。

[關 鍵 詞] 虛擬儀器；教學質量；創新能力

[中圖分類號] TP311 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）07-0010-01

隨著現代信息技術的飛速發展，傳統儀器的計算機化成為一種趨勢，虛擬儀器便應運而生。傳統儀器的各種功能都是由儀器廠家設定的，這樣結構和功能固定，結果導致傳統儀器在高職院校的教學中很不靈活，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，再購買其他儀器設備進行補充的話，又造成某些功能重復，也增加了儀器設備的購置經費。而虛擬儀器技術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的優越性。

一、虛擬儀器的優點

與傳統儀器相比，虛擬儀器具有獨特的優勢，比如具有開放、靈活，體積小、價格低，技術更新升級快等諸多優點。詳細對比參見下表。

二、虛擬儀器的應用設計

在高職院校，虛擬儀器技術最簡單的應用之一就是代替諸如信號發生器、示波器等傳統儀器。用虛擬儀器技術模擬出的信號發生器，可以發生出我們所需要的各種波形。下圖所示為應用LabVIEW圖形化編程語言開發的信號發生器模擬標準正弦信號的前面板。

三、實現基于虛擬儀器技術的實踐教學

高職院校在實踐教學環節中應用虛擬儀器技術，可以在很大程度緩解傳統儀器設備少、實踐場地小、經費不足等矛盾，從根本上解決一些實際問題。

（一）有利于降低教學成本、節省經費

在實驗室和實習實訓中心建設中，不可能投入大量經費去購置昂貴的國內外高檔儀器設備。基于虛擬儀器技術的實踐教學，只需要給每組學生或每位學生提供一臺裝有開發虛擬儀器的軟件的計算機和必要的數據采集卡，不需要再購買其他傳統的儀器設備，這樣大大降低了教學成本，在一定程度上也節省了教學經費支出。

（二）有利于整合教學資源、提升教學質量

軟件是虛擬儀器技術的關鍵，LabVIEW是目前開發虛擬儀器系統的常用軟件之一，使用最為廣泛。在該軟件中，各種控件非常多，在計算機上很方便很容易地就可以搭建一個虛擬儀器系統，根據實際需要選擇控件，完成《工程檢測技術》《傳感器技術》等相關課程的實踐教學任務。這樣也便于對實驗室進行統一管理，真正實現教學資源共享，提高教學效果，提升教學質量。

（三）有利于發揮學生的主觀能動性、提升創新能力

在高職院校中，將虛擬儀器技術創造性地應用到以上相關課程的實踐教學中，可以充分發揮學生的主觀能動性和創造性。利用虛擬儀器技術可以根據實踐教學內容，非常靈活地進行實踐教學中的原理實驗設計，并進行直觀的演示，提高了教師教學質量，也提升了學生的創新能力。虛擬儀器技術在培養學生的實踐能力、研究能力、創新能力和綜合素質等方面有其他教學環節不能替代的獨特作用。

虛擬儀器是當今計算機新技術和儀器新技術相結合的產物，在高職院校相關課程的實踐教學中，利用虛擬儀器技術完成相應的教學內容，不僅能改善教學條件，降低教學成本，提高教學效果，提升教學質量；而且在很大程度上能激發學生的創新思想以及學習主觀能動性，培養和提升了高職學生的創新能力、研究能力，以及實踐動手能力等綜合素質，不斷促進創新型高技能人才的培養和產生。把虛擬儀器技術引入高職院校的實踐教學中對提升教師教學質量和學生創新能力的培養具有重要的意義，虛擬儀器技術必將在高職院校更多的教學領域發揮其重要作用。

參考文獻：

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