基于LabVIEW的虛擬儀器在中職電子技術中的應用

楊 莉

（江蘇省東海中等專業學校 江蘇連云港 222300）

電子技術是一門以實驗為基礎的學科，根據中職生的特點及教學大綱的要求，在教學中降低理論知識的難度，提高技能操作的比重，以培養適應崗位需要的技能型人才。虛擬儀器電子實驗系統的兩大模塊是演示型實驗模塊和實操型實驗模塊。直觀形象地演示實驗，能夠激發中職生的學習興趣，使學生在實驗中建立起深刻的感性認識；實操型實驗培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，鍛煉學生的動手操作能力和綜合素質[1-2]。

一、虛擬儀器教學系統模塊一：演示型實驗

（一）演示型實驗：構建直觀、感性的實驗情境

根據教學大綱和中職生的知識特點，在教學工作中為學生創設學習環境時應堅持可行性和實用性原則。利用虛擬儀器技術開發的演示型實驗可以幫助學生構建完善的虛擬仿真電路系統，利用計算機模擬體系呈現模仿現實的操作環境，實現表格圖形、曲線等不易表達的內容。虛擬仿真儀器消除了中職生的“抽象感”，使實驗內容更加直觀、易懂。下面以具體的實例來展示。

（二）演示型實驗應用實例：函數信號發生器

在LabVIEW 軟件開發環境下開發出了虛擬萬用表、虛擬信號發生器、虛擬頻率分析儀和虛擬數字濾波器等。多個演示實驗構成一個開放性的虛擬實驗室。一套虛擬儀器系統就可以實現各種常用儀器的全部功能。虛擬函數信號發生器可以產生正弦波、方波、三角波和鋸齒波。

（三）演示型實驗的教學反饋

在數字系統中要注意信號頻率與采樣頻率之間的關系要滿足采樣定理，即最高信號頻率低于采樣頻率的一半。被采樣的頻率在奎耐斯特以下，頻率混疊的是高于奎耐斯特的頻率。在傳統授課模式下，由于很抽象學生很難理解這種頻率混疊現象，而采用虛擬儀器技術教學只需簡單地調節虛擬函數發生器的信號采樣頻率和頻率參數，即可直接顯現，教學效果是純理論教學難以達到的。

二、虛擬儀器教學系統模塊二：實操型實驗

（一）實操型實驗：助力中職生技能水平提升

虛擬儀器實操型實驗內容是學生選取實驗題目設計方案、操作實驗和處理數據等，學生將自己所學的知識和興趣結合起來，融入實驗項目中去，充分發揮學生的能動性和自主性，在實驗中訓練動手能力和分析問題、解決問題的能力。虛擬實操型實驗通過搭接實物電路、利用軟件仿真電路，學生在實驗過程可以對實驗數據進行分析，總結實驗數據和結論，充分體現學生的主體地位，并培養其實際解決電路問題的能力。下面通過虛擬溫度檢測系統來說明實操型實驗的實驗過程。

（二）實操型實驗應用實例：虛擬溫度檢測系統

實操型實驗即利用LabVIEW、數據采集卡開發的實際操作型實驗，在虛擬儀器面板上即可以顯示測試結果。下面是LabVIEW 虛擬溫度檢測系統實例：

1.建立一個測量溫度的VI

2.實驗步驟

(1）選擇File?New，打開一個新的前面板窗口。

(2）從Controls?Numeric 將選中的Tank 放到前面板中。

(3）從“結構”里選擇for 循環，用一個隨機數乘以100，結果輸出到溫度計。

3.顯示實驗結果

（三）教學反饋

虛擬儀器提供內容豐富的實驗平臺，學生設計電路、調試，并及時獲得反饋，克服了傳統實驗箱、實驗臺教學中固定硬件資源導致實驗內容僵化的局限性。本人采用虛擬儀器教學以來教學成績一直名列前茅，多名學生考取對口單招本科；本人還多次輔導學生參加省市電子電工項目技能大賽，前后有40 多名學生獲得市級、省級以上獎勵，畢業的學生中很多人現在是所在單位的電工技術骨干。虛擬仿真技術應用在教學中解決了實驗室設備落后的問題，提高了學生的技能操作水平，同時為中職生步入工作崗位奠定了扎實的技能基本功，適應了現代企業對技能型人才培養的要求，對進一步推進中職電子課程改革起到了重要的推動作用[3-5]。