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摘 要:虚拟仪器是计算机技术与仪器结合的产物,LabVIEW则是应用于虚拟仪器开发的系统软件,是一个业界领先的工业标准软件。广泛应用于全世界各大学的教学实验室,用于实验教学。在学习虚拟仪器的过程中,可以在验证通信基础原理的同时,加深通信专业学生对通信专业方面知识的理解和应用。
关键词:虚拟仪器技术 教学实践
中图分类号:G657.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(a)-0009-02LabVIEW(Laboratory Vitual Instrument Engineering Workbench),是一种使用图形符号编写程序的编程环境[1]。而且LabVIEW不仅仅是一种编程语言,它应用已经扩展到很宽的范围,如控制DAQ设备监控、向外部系统发送信号、检测未知信号的频率。LabVIEW程序与虚拟仪器是一门使用性非常强的一门课程,应用非常广泛,学好这门课程不但能够掌握一门编程语言,还可以对以往所学习的通信方面专业的内容加以认证从而加深对通信专业综合运用能力。本文针对这门课程,就教学内容、教学方法以及怎样提高通信专业学生专业综合素质的教学手段进行探讨和研究。
1 教学内容与时俱进
LabVIEW是一个功能强大的编程开发环境和运行系统,是专为测量、数据分析并提交结果而设计的,所以它对于仿真、结果显示、通用编程是一种很理想的语言。《LabVIEW程序与虚拟仪器》[2]是一门实践性很强的技术应用型课程,根据这一特点,制定本课程教学大纲,确定学生应掌握的知识点和技能要求,编写结合本课程特点的讲义,确定理论知识与实践技能的结合点,将理论教学与实践操作密切结合,使学生在掌握LabVIEW编程方法的同时,也具备了联合实际操作LabVIEW的能力。在课程的学习过程中,与以往曾经学过的通信方面的专业内容相结合,将通信方面的仿真技术融入教学实例中,使得学生在掌握编程环境的同时也对以往的知识融会贯通。
由于教学对象是大三学生,他们有一个普遍的特点就是具备了一定文本编程基础,并且也学习了通信方面的专业基础的内容,对于所学内容是否能够加深对本专业的综合素质有一定的要求。因此,在设定教学目标、教学内容上要针对他们能够提高专业能力来进行施教。如果能够多针对提高专业综合能力进行施教,且从联合实际由浅入深的模式循序的指导学生学习,能让学习本课程带来更多的兴趣和动力。
2 合理使用现代教育技术、注重理论联系实践
传统的编程语言学习的课程注重通过课堂讲解书本上的内容来让学生了解和掌握编程方法,这样的方式使学生处于被动学习的状态,他们往往专注于课堂上老师讲解的内容,而忽视课后的实践操作,忽略了编程语言学习的目标—通过学习能够自主进行编程来解决实际工作中的任务。而本门课程的授課方式,能够很好的解决这些缺陷,具体的实施过程如下。
2.1 现代教育技术的使用—New Class
本门课程的授课地点为New Class实验室,学生课堂上每人一部电脑与教师机相连,教师在授课的过程中学生可以通过自己的显示器更清晰的看到教师对软件的操作和演示,并且能够在课堂上对所学的内容进行操作和实践。
2.2 采用合理的教学方法
实践型教学方法是相对于单向知识传授为主的教学模式提出的,融学习与实践为一体的教学体系[2]。在”LabVIEW程序与虚拟仪器”课程中,通过案例教学带动学生思考问题的兴趣,通过问题驱动来激发学生的主动性和积极性,又通过举一反三培养学生的创新性和践能力。在课堂讲解上选择简单、生动而又贴近通信专业方面内容的实例。
由于LabVIEW的特点—用户交互界面与现实的物理仪器界面类似,所以LabVIEW又称为虚拟仪器。所以在学习过程中很容易引起学生兴趣,在课堂上的例子的简单和生动,可以让学生在编程过程中很容易上手,不至于对于复杂的学习产生厌倦情绪或抵触情绪。在课堂上进行讲解的时候,往往都是从简单实例入手,让学生感觉其实跟平时操作的,让他们觉得自己物理仪器界面相似,且程序编制过程都是通过简单操作结合完成的,从而让学生觉得自己有能力设计虚拟仪器且完成有趣的程序。然后,在后面的学习中循序的讲解较为复杂的实例,在讲解过程中多让学生思考,对于同样问题鼓励学生采用不同方式达到同样目的。这样可以让学生将所学能够自己应用自己思考,而不是只是听老师讲解,而且在编程过程中鼓励同学讨论、交流,效果比只是老师讲解要好很多。
当然,在运用实例讲解的过程中需要注意两个问题。第一,要谨慎的安排教学课题的顺序,让学生不至于突兀地接触到未曾见过的内容;第二,要注意实践和理论相结合的教学方法的互相配合,以取得较好的教学效果。
2.3 精讲多练,互动教学
采用启发式、互动式教学,在讲授知识时加强前后相关知识的连贯性,对重点和容易出现错误的问题从多角度、多侧面去阐述,从知识的点扩展为知识的面,扩大学生的思维空间。
在课程早期,主要进行单个函数的编程练习,重点掌握程序设计中的基本函数函数、数据类型与程序结构冬。通过反复的练习,使学生熟练掌握基本的函数、控件的使用,具备基本的编程能力。在此基础上,通过完成一些难度加大的作业,将程序设计知识和实践知识紧密的结合,加深对LabVIEW的虚拟仪器的全面理解和掌握。此外,通过开发模拟实际数据采集实例,用一些可以通过简单的接口采集数据的装置(比如,串口、计算机声卡等),将采集到的数据进行分析,使学生得到进一步的锻炼,而且激发学生课后自己采集数据的实践练习,培养学生的探索和创新能力。
2.4 利用网络进行师生交互
除了常规教学方式还以丰富的网络资源作为补充,以适合学生的学习需求,并鼓励自主学习。网络资源包括教学大纲、电子教案、教学课件、重点难点及综合练习和模拟试题等内容,为加强学生的应用能力、实践能力和创新能力。
2.5 选择与学生所学相关理论知识的题材
LabVIEW与虚拟仪器涵盖了诸多学科和诸多理论[3],在教学的过程中,可以根据学生的专业着重选择与之相关的实例。通信的学生多增加信号处理和通信处理模块方面的应用,比如在课程中可以鼓励学生创建自己的虚拟示波器,促进学生在编程能力的提高的情况下也与之前学过的专业知识相印证,增加学生的编程能力的同时也强化了专业理论知识,也增加了学生的学习兴趣。
3 分阶段考核模式
编程语言的考试传统模式一般采用笔试+上机操作,这种模式有其利弊。笔试+上机操作的考核模式只能考察学生对LabVIEW编程语言的相关理论知识的掌握程度,但不能了解学生的动手能力以及综合应用能力;所以在实际的教学中采用了平时成绩+笔试考核的模式。其中平时成绩包括:按时上下课,按课题要求完成编程,以及平时对于额外加分题目的完成程度。笔试考核成绩则考虑到理论知识的掌握情况。
4 结语
在《LabVIEW程序与虚拟仪器》该门课程的教学过程中,确定合理的教学目标,选择合适的教学内容,采用理论与通信专业实例相结合的方法来进行教学和分阶段考试模式,在教学的过程中重视师生之间的互动,增加与学生专业相关的实例,促进学生加深专业能力,激发学生学习主观能动性和求知欲,从而提高学生自己分析问题和解决问题的能力。本文中给出的一些实践探索经验,还需要根据学生的具体需求,在教学中进行修改和调整,让学生能够更好的从本门课程中受益。
参考文献
[1] 王福明,于丽霞,刘吉.LabVIEW程序设计与虚拟仪器[M].西安:西安电子科技大学出版社,2009,6.
[2] Travis.J,Kring.J LabVIEW大学实用教程[M].乔瑞平,译.北京:电子工业出版社,2008:6-1.
[3] 熊发涯.改革考核模式,提高应用能力[J].计算机教育,2007,12.
关键词:虚拟仪器技术 教学实践
中图分类号:G657.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(a)-0009-02LabVIEW(Laboratory Vitual Instrument Engineering Workbench),是一种使用图形符号编写程序的编程环境[1]。而且LabVIEW不仅仅是一种编程语言,它应用已经扩展到很宽的范围,如控制DAQ设备监控、向外部系统发送信号、检测未知信号的频率。LabVIEW程序与虚拟仪器是一门使用性非常强的一门课程,应用非常广泛,学好这门课程不但能够掌握一门编程语言,还可以对以往所学习的通信方面专业的内容加以认证从而加深对通信专业综合运用能力。本文针对这门课程,就教学内容、教学方法以及怎样提高通信专业学生专业综合素质的教学手段进行探讨和研究。
1 教学内容与时俱进
LabVIEW是一个功能强大的编程开发环境和运行系统,是专为测量、数据分析并提交结果而设计的,所以它对于仿真、结果显示、通用编程是一种很理想的语言。《LabVIEW程序与虚拟仪器》[2]是一门实践性很强的技术应用型课程,根据这一特点,制定本课程教学大纲,确定学生应掌握的知识点和技能要求,编写结合本课程特点的讲义,确定理论知识与实践技能的结合点,将理论教学与实践操作密切结合,使学生在掌握LabVIEW编程方法的同时,也具备了联合实际操作LabVIEW的能力。在课程的学习过程中,与以往曾经学过的通信方面的专业内容相结合,将通信方面的仿真技术融入教学实例中,使得学生在掌握编程环境的同时也对以往的知识融会贯通。
由于教学对象是大三学生,他们有一个普遍的特点就是具备了一定文本编程基础,并且也学习了通信方面的专业基础的内容,对于所学内容是否能够加深对本专业的综合素质有一定的要求。因此,在设定教学目标、教学内容上要针对他们能够提高专业能力来进行施教。如果能够多针对提高专业综合能力进行施教,且从联合实际由浅入深的模式循序的指导学生学习,能让学习本课程带来更多的兴趣和动力。
2 合理使用现代教育技术、注重理论联系实践
传统的编程语言学习的课程注重通过课堂讲解书本上的内容来让学生了解和掌握编程方法,这样的方式使学生处于被动学习的状态,他们往往专注于课堂上老师讲解的内容,而忽视课后的实践操作,忽略了编程语言学习的目标—通过学习能够自主进行编程来解决实际工作中的任务。而本门课程的授課方式,能够很好的解决这些缺陷,具体的实施过程如下。
2.1 现代教育技术的使用—New Class
本门课程的授课地点为New Class实验室,学生课堂上每人一部电脑与教师机相连,教师在授课的过程中学生可以通过自己的显示器更清晰的看到教师对软件的操作和演示,并且能够在课堂上对所学的内容进行操作和实践。
2.2 采用合理的教学方法
实践型教学方法是相对于单向知识传授为主的教学模式提出的,融学习与实践为一体的教学体系[2]。在”LabVIEW程序与虚拟仪器”课程中,通过案例教学带动学生思考问题的兴趣,通过问题驱动来激发学生的主动性和积极性,又通过举一反三培养学生的创新性和践能力。在课堂讲解上选择简单、生动而又贴近通信专业方面内容的实例。
由于LabVIEW的特点—用户交互界面与现实的物理仪器界面类似,所以LabVIEW又称为虚拟仪器。所以在学习过程中很容易引起学生兴趣,在课堂上的例子的简单和生动,可以让学生在编程过程中很容易上手,不至于对于复杂的学习产生厌倦情绪或抵触情绪。在课堂上进行讲解的时候,往往都是从简单实例入手,让学生感觉其实跟平时操作的,让他们觉得自己物理仪器界面相似,且程序编制过程都是通过简单操作结合完成的,从而让学生觉得自己有能力设计虚拟仪器且完成有趣的程序。然后,在后面的学习中循序的讲解较为复杂的实例,在讲解过程中多让学生思考,对于同样问题鼓励学生采用不同方式达到同样目的。这样可以让学生将所学能够自己应用自己思考,而不是只是听老师讲解,而且在编程过程中鼓励同学讨论、交流,效果比只是老师讲解要好很多。
当然,在运用实例讲解的过程中需要注意两个问题。第一,要谨慎的安排教学课题的顺序,让学生不至于突兀地接触到未曾见过的内容;第二,要注意实践和理论相结合的教学方法的互相配合,以取得较好的教学效果。
2.3 精讲多练,互动教学
采用启发式、互动式教学,在讲授知识时加强前后相关知识的连贯性,对重点和容易出现错误的问题从多角度、多侧面去阐述,从知识的点扩展为知识的面,扩大学生的思维空间。
在课程早期,主要进行单个函数的编程练习,重点掌握程序设计中的基本函数函数、数据类型与程序结构冬。通过反复的练习,使学生熟练掌握基本的函数、控件的使用,具备基本的编程能力。在此基础上,通过完成一些难度加大的作业,将程序设计知识和实践知识紧密的结合,加深对LabVIEW的虚拟仪器的全面理解和掌握。此外,通过开发模拟实际数据采集实例,用一些可以通过简单的接口采集数据的装置(比如,串口、计算机声卡等),将采集到的数据进行分析,使学生得到进一步的锻炼,而且激发学生课后自己采集数据的实践练习,培养学生的探索和创新能力。
2.4 利用网络进行师生交互
除了常规教学方式还以丰富的网络资源作为补充,以适合学生的学习需求,并鼓励自主学习。网络资源包括教学大纲、电子教案、教学课件、重点难点及综合练习和模拟试题等内容,为加强学生的应用能力、实践能力和创新能力。
2.5 选择与学生所学相关理论知识的题材
LabVIEW与虚拟仪器涵盖了诸多学科和诸多理论[3],在教学的过程中,可以根据学生的专业着重选择与之相关的实例。通信的学生多增加信号处理和通信处理模块方面的应用,比如在课程中可以鼓励学生创建自己的虚拟示波器,促进学生在编程能力的提高的情况下也与之前学过的专业知识相印证,增加学生的编程能力的同时也强化了专业理论知识,也增加了学生的学习兴趣。
3 分阶段考核模式
编程语言的考试传统模式一般采用笔试+上机操作,这种模式有其利弊。笔试+上机操作的考核模式只能考察学生对LabVIEW编程语言的相关理论知识的掌握程度,但不能了解学生的动手能力以及综合应用能力;所以在实际的教学中采用了平时成绩+笔试考核的模式。其中平时成绩包括:按时上下课,按课题要求完成编程,以及平时对于额外加分题目的完成程度。笔试考核成绩则考虑到理论知识的掌握情况。
4 结语
在《LabVIEW程序与虚拟仪器》该门课程的教学过程中,确定合理的教学目标,选择合适的教学内容,采用理论与通信专业实例相结合的方法来进行教学和分阶段考试模式,在教学的过程中重视师生之间的互动,增加与学生专业相关的实例,促进学生加深专业能力,激发学生学习主观能动性和求知欲,从而提高学生自己分析问题和解决问题的能力。本文中给出的一些实践探索经验,还需要根据学生的具体需求,在教学中进行修改和调整,让学生能够更好的从本门课程中受益。
参考文献
[1] 王福明,于丽霞,刘吉.LabVIEW程序设计与虚拟仪器[M].西安:西安电子科技大学出版社,2009,6.
[2] Travis.J,Kring.J LabVIEW大学实用教程[M].乔瑞平,译.北京:电子工业出版社,2008:6-1.
[3] 熊发涯.改革考核模式,提高应用能力[J].计算机教育,2007,12.