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摘要：首先介绍了虚拟仪器技术发展情况，分析了“虚拟仪器”课程的现状，然后结合目前高等职业院校实践教学，介绍了对“虚拟仪器”课程在教学内容、教学模式等方面进行的改革探索。
关键词：虚拟仪器；实践；教学研究
作者简介：刘科（1968-），女，黑龙江方正人，苏州市职业大学电子信息工程系，副教授；宋秦中（1980-），男，湖北孝感人，苏州市职业大学电子信息工程系，讲师。（江苏 苏州 215004）
基金项目：本文系江苏省“青蓝工程”资助的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码： A 文章编号：1007-0079（2011）19-0097-02
随着计算机技术、现代测量技术的发展，近年来虚拟仪器技术得到了迅猛的发展。虚拟仪器技术广泛应用于军事、民用的各个领域，特别是仪器、测量与控制、自动化等领域。[1]在电子测试自动化行业，也已经逐渐成为主流技术。在许多应用中，虚拟仪器已经取代了传统仪器。我国长三角地区，尤其在苏州地区，虚拟仪器技术在电子测试自动化行业已经逐渐成为主流技术。电子信息是苏州市的支柱产业，电子信息产业日益规模化、专业化；技术日益复杂，产品质量要求日益严格。加之长三角地区行业人力成本提高，电子测试自动化已经成为企业提升产品质量竞争力和成本竞争力的有效手段。本地区电子测试自动化高技能人才需求持续旺盛并将日益明显。
一、“虚拟仪器”课程现状
为适应技术发展和人才需求，短期内国内众多院校增设了“虚拟仪器”课程，并在实验、实习、毕业设计、一些大学生设计大赛等教学环节和活动中增加了相关内容。以 NI公司（美国国家仪器公司）为首的厂家，与清华大学、上海交通大学等许多大学以及职业院校以共建的形式，建立了大量实验室。可以说，“虚拟仪器”教学以及教学研究正如火如荼地展开。另一方面，目前的“虚拟仪器”教学主要集中在推广虚拟仪器技术的应用上面，类似于许多信息技术和工具软件发展初期情况。相关专业一般将“虚拟仪器”作为一种工具、一个软件在教学。[2-4]作为专业应用的软件和工具基础，如何面向电子测试自动化岗位技能培养，安排对应的有效的教学内容，以及如何按照教育教学规律和认知规律，有效融入高等职业教育教学经验成果等等，这些方面的教学研究还鲜见成果，而这些研究的开展和深入，是职业教育人才培养和教学效能的关键。在职业院校，“虚拟仪器”教学效率和效果都有大幅度提高的空间。
二、以实践为中心的理实一体化课程内容设计
为满足日益旺盛的人才需求，苏州市职业大学（以下简称“我校”）率先开设了“虚拟仪器”课程以及相关的训练环节，一定程度满足了市场对人才知识、能力等方面需求。随着高等职业教育改革的深入，實践教学地位不断提高，相应的教学保障日益加强，这对虚拟仪器相关教学改革提出了要求，也提供了机遇。在这样的背景下，课程组总结、应用相关教学经验和成果，逐步开展了实践为中心、实践理论一体化的“虚拟仪器”教学，并基本形成了面向区域岗位机能培养的有效的教学内容，以及结合认知规律和教育规律的高效的教学模式。
实践中心、能力本位已经成为高等职业教育的共识。然而，实际教学过程中，高等职业教育还没有彻底摆脱原有的高等工程专科教育模式，其主要特点之一就是理论教学还处于绝对中心地位。这表现在：学时分配上，理论教学还占有大部分时间；教学保障上，管理体系建设、师资投入上等，理论教学还占有更多资源。如何有效地将更多的学时和资源用于实践教学，是更加有效培养应用型、岗位技能型人才的关键。这其中，教学内容设计和安排，是最基本的，也是最关键的。将知识点、能力点和素质要求有机融合于实践教学当中，形成实践为中心的教学内容，才能真正使教学资源转向实践教学，更有效利用资源，培养应用型人才。
教学内容取材于实际的工程项目，根据知识点将整个项目分解开来，由简单到复杂、由局部到整体、由分立到综合。中间穿插简单实用的例子，将知识点与项目内容有机结合。采用本地区工程实际项目为内容，在整体结构上，将知识点与具体实例应用相融合，使原理浅显易懂，应用针对性更强。
“虚拟仪器”课程内容设计从根本上走出了一只粉笔、一块黑板的教学模式。我们建立了虚拟仪器实验室，以一系列使用性、操作性、应用性项目为主，设计了认知、使用、测试、集成、应用等一系列实验和训练模块。由于教学内容本身即是围绕实践活动展开，整个教学过程中，教学文件准备、设备配置、教学监控等都是实践教学的有机部分。
教学内容具体设计上，包括工程实例展示、简单的室内温度监控实例设计以及操作界面设计、图形与图表设计、文件I/O与数据采集、数字信号处理、仪器控制与网络通信、访问数据库8方面项目。首先引入一个完整的工程实例，先从整体上使学生认识虚拟仪器在工程应用中的作用和特点，了解应用中基本的技术组成，有利于学生明确课程的任务和目的，也有利于激发学生学习热情。通过讲解一些基本的功能模块，引导学生构建一个简单的室内温度监控的实例，开始课程内容的学习。通过引导学生剖析自己试作的实例，总结一个典型的应用所需要的功能组成，进而逐步展开学习。
三、实践为中心的理实一体化教学模式
如前所述，通过设计实践为中心的教学内容，确立了实践教学的中心地位，从而使教学资源转向实践教学过程。然而，多年来，实践教学长期附属于理论教学，缺少教学规划和教学研究上的积累，还没有形成自己完整、有效的教学体系，还没有形成自己的教学模式。“虚拟仪器”教学中，课题组强调培养理念必须从知识本位转变为能力本位，实现基本技能、方法能力和职业能力的全面培养。同时，要通过教学模式创新，在教与学的过程中，坚持学生为主体、教师为主导，实现学生成功学习和自主学习，初步形成了实践为中心的实践与理论一体化教学模式。
1.以“应用、实践”为主旨，构建“实践为导向、教学做合一”的教学模式
岗位技能型人才培养要求教学内涵需要以“应用、实践”为主旨，岗位技能和综合实践能力的形成，都需要职业岗位与工程技术环境。“虚拟仪器”将教学从课堂搬到项目化教学专用教室和实验室、实习基地，按照认知规律和教育规律，形成实践为中心的理论实践一体化教学模式，实践教学和理论教学多次循环、相互渗透。
2.以学生为中心、能力为目标，实施项目化教学
以企业工程案例和典型系统为内容，构建项目化教学内容体系，针对性地培养认知、使用、构建、测试、综合创新等能力。通过学生、教师、情景的互动，提高效率，形成易于深化能力和素质内化的情景氛围，最终达到培养关键能力和职业素质的目的。
3.采用先进的教育教学手段，提高效率
使用先进的教学技术与手段，提高教学效率。营造工程仿真环境，使用先进的虚拟仪器，使学生技能、技术训练更接近生产实际。利用网络与多媒体技术，提高教学效率和教学资源容量。
4.目标考核与过程考核相结合，落实能力培养
坚持以能力培养为中心的指导思想，考核目标包括教学大纲要求的电路分析基本知识、基本理论和新技术知识；教学大纲要求学生掌握的基本技能，包括元器件识别与质量鉴别能力、仪器仪表使用与电路测试能力、故障分析检测与排查能力以及对出现问题的归纳总结能力。考核分为平时成绩和期末考试两大部分，其中平时成绩包括平时表现和平时项目成绩。平时表现包括出勤+作业+课堂回答+遵守实训室制度、遵从工程规范占20%；平时各个实训项目的成绩占40%；期末成绩占40%。
四、学以致用，开展个性化教学，以点带面，扩大课程教学
经过完整的学习和训练，学生掌握了虚拟仪器有关的设计方法，也设计完成了一些典型的应用实例。然而，仅仅一门课程的学习，无论从时间上、强度上和广度上，还不能较好地达到岗位技能人才的素质和能力要求。但是，教学中我们也发现，一些学生学习过程中兴趣浓、基础好，渴望进一步学习。这部分学生在课程学习中已经崭露头脚，在学生中已经确立了优势地位。
本着因材施教的原则，也为了将“虚拟仪器”教学进一步推进，我们在研究性课程/大学生实践创新训练计划项目、毕业设计中开展了虚拟仪器有关的教学工作。教师结合虚拟仪器现场应用情况，引导一部分学生开展更为复杂的虚拟仪器应用项目设计开发，为学生提供更为广阔的学习和训练舞台。
五、结束语
岗位技能型人才培养，需要学生连续地、长期地、有效地在实践环境中学习、训练。我校“虚拟仪器”教学中，按照岗位技能型人才培养要求，设计了高效的实践为中心的教学内容，采用了以实践为中心的理实一体化的教学模式，取得了明显的教学效果。对于高等职业院校课程教学，尤其是电子信息类课程，“虚拟仪器”教学的这种尝试具有一定意义。
参考文献：
[1]刘萍,曹慧,邱鹏.虚拟仪器的发展过程及应用[J].山东科学,2009,(2).
[2]李梅,刘俊华,袁文菊.虚拟仪器技术课程教学改革与实践[J].文化与教育技术,2010,(4).
[3]鲍玉军.LabVIEW在电子测量技术课程教学中的应用[J].常州工学院学报,2009,(12).
[4]王雪梅,吴晓娜,倪文波.基于虚拟仪器的测控网络教学实验系统[J].电气电子教学学报,2009,(10).
（责任编辑：刘辉）
关键词：虚拟仪器；实践；教学研究
作者简介：刘科（1968-），女，黑龙江方正人，苏州市职业大学电子信息工程系，副教授；宋秦中（1980-），男，湖北孝感人，苏州市职业大学电子信息工程系，讲师。（江苏 苏州 215004）
基金项目：本文系江苏省“青蓝工程”资助的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码： A 文章编号：1007-0079（2011）19-0097-02
随着计算机技术、现代测量技术的发展，近年来虚拟仪器技术得到了迅猛的发展。虚拟仪器技术广泛应用于军事、民用的各个领域，特别是仪器、测量与控制、自动化等领域。[1]在电子测试自动化行业，也已经逐渐成为主流技术。在许多应用中，虚拟仪器已经取代了传统仪器。我国长三角地区，尤其在苏州地区，虚拟仪器技术在电子测试自动化行业已经逐渐成为主流技术。电子信息是苏州市的支柱产业，电子信息产业日益规模化、专业化；技术日益复杂，产品质量要求日益严格。加之长三角地区行业人力成本提高，电子测试自动化已经成为企业提升产品质量竞争力和成本竞争力的有效手段。本地区电子测试自动化高技能人才需求持续旺盛并将日益明显。
一、“虚拟仪器”课程现状
为适应技术发展和人才需求，短期内国内众多院校增设了“虚拟仪器”课程，并在实验、实习、毕业设计、一些大学生设计大赛等教学环节和活动中增加了相关内容。以 NI公司（美国国家仪器公司）为首的厂家，与清华大学、上海交通大学等许多大学以及职业院校以共建的形式，建立了大量实验室。可以说，“虚拟仪器”教学以及教学研究正如火如荼地展开。另一方面，目前的“虚拟仪器”教学主要集中在推广虚拟仪器技术的应用上面，类似于许多信息技术和工具软件发展初期情况。相关专业一般将“虚拟仪器”作为一种工具、一个软件在教学。[2-4]作为专业应用的软件和工具基础，如何面向电子测试自动化岗位技能培养，安排对应的有效的教学内容，以及如何按照教育教学规律和认知规律，有效融入高等职业教育教学经验成果等等，这些方面的教学研究还鲜见成果，而这些研究的开展和深入，是职业教育人才培养和教学效能的关键。在职业院校，“虚拟仪器”教学效率和效果都有大幅度提高的空间。
二、以实践为中心的理实一体化课程内容设计
为满足日益旺盛的人才需求，苏州市职业大学（以下简称“我校”）率先开设了“虚拟仪器”课程以及相关的训练环节，一定程度满足了市场对人才知识、能力等方面需求。随着高等职业教育改革的深入，實践教学地位不断提高，相应的教学保障日益加强，这对虚拟仪器相关教学改革提出了要求，也提供了机遇。在这样的背景下，课程组总结、应用相关教学经验和成果，逐步开展了实践为中心、实践理论一体化的“虚拟仪器”教学，并基本形成了面向区域岗位机能培养的有效的教学内容，以及结合认知规律和教育规律的高效的教学模式。
实践中心、能力本位已经成为高等职业教育的共识。然而，实际教学过程中，高等职业教育还没有彻底摆脱原有的高等工程专科教育模式，其主要特点之一就是理论教学还处于绝对中心地位。这表现在：学时分配上，理论教学还占有大部分时间；教学保障上，管理体系建设、师资投入上等，理论教学还占有更多资源。如何有效地将更多的学时和资源用于实践教学，是更加有效培养应用型、岗位技能型人才的关键。这其中，教学内容设计和安排，是最基本的，也是最关键的。将知识点、能力点和素质要求有机融合于实践教学当中，形成实践为中心的教学内容，才能真正使教学资源转向实践教学，更有效利用资源，培养应用型人才。
教学内容取材于实际的工程项目，根据知识点将整个项目分解开来，由简单到复杂、由局部到整体、由分立到综合。中间穿插简单实用的例子，将知识点与项目内容有机结合。采用本地区工程实际项目为内容，在整体结构上，将知识点与具体实例应用相融合，使原理浅显易懂，应用针对性更强。
“虚拟仪器”课程内容设计从根本上走出了一只粉笔、一块黑板的教学模式。我们建立了虚拟仪器实验室，以一系列使用性、操作性、应用性项目为主，设计了认知、使用、测试、集成、应用等一系列实验和训练模块。由于教学内容本身即是围绕实践活动展开，整个教学过程中，教学文件准备、设备配置、教学监控等都是实践教学的有机部分。
教学内容具体设计上，包括工程实例展示、简单的室内温度监控实例设计以及操作界面设计、图形与图表设计、文件I/O与数据采集、数字信号处理、仪器控制与网络通信、访问数据库8方面项目。首先引入一个完整的工程实例，先从整体上使学生认识虚拟仪器在工程应用中的作用和特点，了解应用中基本的技术组成，有利于学生明确课程的任务和目的，也有利于激发学生学习热情。通过讲解一些基本的功能模块，引导学生构建一个简单的室内温度监控的实例，开始课程内容的学习。通过引导学生剖析自己试作的实例，总结一个典型的应用所需要的功能组成，进而逐步展开学习。
三、实践为中心的理实一体化教学模式
如前所述，通过设计实践为中心的教学内容，确立了实践教学的中心地位，从而使教学资源转向实践教学过程。然而，多年来，实践教学长期附属于理论教学，缺少教学规划和教学研究上的积累，还没有形成自己完整、有效的教学体系，还没有形成自己的教学模式。“虚拟仪器”教学中，课题组强调培养理念必须从知识本位转变为能力本位，实现基本技能、方法能力和职业能力的全面培养。同时，要通过教学模式创新，在教与学的过程中，坚持学生为主体、教师为主导，实现学生成功学习和自主学习，初步形成了实践为中心的实践与理论一体化教学模式。
1.以“应用、实践”为主旨，构建“实践为导向、教学做合一”的教学模式
岗位技能型人才培养要求教学内涵需要以“应用、实践”为主旨，岗位技能和综合实践能力的形成，都需要职业岗位与工程技术环境。“虚拟仪器”将教学从课堂搬到项目化教学专用教室和实验室、实习基地，按照认知规律和教育规律，形成实践为中心的理论实践一体化教学模式，实践教学和理论教学多次循环、相互渗透。
2.以学生为中心、能力为目标，实施项目化教学
以企业工程案例和典型系统为内容，构建项目化教学内容体系，针对性地培养认知、使用、构建、测试、综合创新等能力。通过学生、教师、情景的互动，提高效率，形成易于深化能力和素质内化的情景氛围，最终达到培养关键能力和职业素质的目的。
3.采用先进的教育教学手段，提高效率
使用先进的教学技术与手段，提高教学效率。营造工程仿真环境，使用先进的虚拟仪器，使学生技能、技术训练更接近生产实际。利用网络与多媒体技术，提高教学效率和教学资源容量。
4.目标考核与过程考核相结合，落实能力培养
坚持以能力培养为中心的指导思想，考核目标包括教学大纲要求的电路分析基本知识、基本理论和新技术知识；教学大纲要求学生掌握的基本技能，包括元器件识别与质量鉴别能力、仪器仪表使用与电路测试能力、故障分析检测与排查能力以及对出现问题的归纳总结能力。考核分为平时成绩和期末考试两大部分，其中平时成绩包括平时表现和平时项目成绩。平时表现包括出勤+作业+课堂回答+遵守实训室制度、遵从工程规范占20%；平时各个实训项目的成绩占40%；期末成绩占40%。
四、学以致用，开展个性化教学，以点带面，扩大课程教学
经过完整的学习和训练，学生掌握了虚拟仪器有关的设计方法，也设计完成了一些典型的应用实例。然而，仅仅一门课程的学习，无论从时间上、强度上和广度上，还不能较好地达到岗位技能人才的素质和能力要求。但是，教学中我们也发现，一些学生学习过程中兴趣浓、基础好，渴望进一步学习。这部分学生在课程学习中已经崭露头脚，在学生中已经确立了优势地位。
本着因材施教的原则，也为了将“虚拟仪器”教学进一步推进，我们在研究性课程/大学生实践创新训练计划项目、毕业设计中开展了虚拟仪器有关的教学工作。教师结合虚拟仪器现场应用情况，引导一部分学生开展更为复杂的虚拟仪器应用项目设计开发，为学生提供更为广阔的学习和训练舞台。
五、结束语
岗位技能型人才培养，需要学生连续地、长期地、有效地在实践环境中学习、训练。我校“虚拟仪器”教学中，按照岗位技能型人才培养要求，设计了高效的实践为中心的教学内容，采用了以实践为中心的理实一体化的教学模式，取得了明显的教学效果。对于高等职业院校课程教学，尤其是电子信息类课程，“虚拟仪器”教学的这种尝试具有一定意义。
参考文献：
[1]刘萍,曹慧,邱鹏.虚拟仪器的发展过程及应用[J].山东科学,2009,(2).
[2]李梅,刘俊华,袁文菊.虚拟仪器技术课程教学改革与实践[J].文化与教育技术,2010,(4).
[3]鲍玉军.LabVIEW在电子测量技术课程教学中的应用[J].常州工学院学报,2009,(12).
[4]王雪梅,吴晓娜,倪文波.基于虚拟仪器的测控网络教学实验系统[J].电气电子教学学报,2009,(10).
（责任编辑：刘辉）