论文部分内容阅读
摘 要：为了适应社会对创新工程人才的需求，“做中学”成为当前工程教育改革的亮点。Learning By Doing模式下，作者引导学生参与工程项目全过程，让学生建立“工程”的概念，从而提高学生的学习兴趣和创新能力，取得了良好的教学效果。
关键词Learning by Doing；创新能力；实践教学
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2013）16-0067-03
一、引言
随着现代化建设的发展，经济社会对教育和人才的需求发生了深刻的变化，为迎接日益加剧的全球人才、科技和教育竞争，迫切需要全面提高教育质量，增加应用型、技能型、复合型、创新型人才的供给和培养。《国家教育事业发展第十二个五年规划》中提出以提高质量为教育改革发展的核心，以明显增强学生的学习能力、实践能力、创新能力为目标战略思想。
《虚拟仪器设计》为测控专业和电子信息专业的专业基础课程，该课程的教学目标是让学生学会应用图形化语言进行编程和设计，掌握数据采集卡和相应的硬件设施解决实际的测量问题。但该课程上课时间间隔较长，课本给定实例简单、独立、无关联、枯燥，通常学生的学习积极性不高，而且学完课程后，往往只会课本知识，不会开发项目，创新能力差，教学效果不好。因此如何提高学生的学习兴趣和培养学生的创新能力、解决问题的能力成为该课程教学重要的研究内容。
我校为地方高等学校，以培养应用型、技能型人才为主。笔者以“Learning by Doing”为教学模式开发了实验教学软件，以激发学生的学习兴趣、保护学生的好奇心，以培养学生独立思考、自由探索、勇于创新的能力为目标。教学软件注重学思结合，因材施教。
二、软件设计思想
“Learning by Doing”（学中做）的教学模式是美国CMU大学杜威提出的、经韦钰院士发起和积极倡导的全国教育科学“十五”规划重大课题之一，[1]目的是培养学生的工程学科的实践能力和工程素养。杜威把科学方法作为“Learning”的依据和程序，教师把某个情景以恰当的方式适时展示给学生，吸引学生的注意力，激发学生探究的热情，[2]让学生带着问题（或情境）去探讨课本理论知识，引领学生主动探究问题的答案，[3]在探究的过程中构架自己的知识结构。“Learing by Doing” 的主旨在于通过“Doing”的过程，动手尝试、体验、归纳和总结，以完成“Learning”的目的。[4]
“Learning by Doing”的教学步骤为：①给出一个已完成的项目，示范演示，给出一个情景，提出一些问题；②引起学生的好奇，探讨项目中的各个功能模块以及性能指标；并对项目中的各个模块实现的方法进行讨论；③确定各个功能模块的实现方法；④对学生进行分组，按照不同的方案，设计实验实现功能；⑤对实验结果进行验证调试，并记录收集数据，分析各个性能指标；⑥扩展延伸项目的功能，在示范项目的基础上，添加其他的新功能模块，达到培养创新能力的目的；⑦撰写报告，答辩完成项目演示，提高学生的语言表达能力和论文撰写的文字表达能力。
“Learning by Doing”的教学思路如图1所示。
三、教学软件设计
软件的制作运用了Labview的重要知识点：循环结构、事件结构、队列、子VI调用、ActiveX控件、选项卡、动态字幕等，涵盖了教学的大部分内容。软件本身作为整学期、分阶段实施教学的很好的虚拟仪器教学案例。[5][6]
软件包含五部分内容：课程介绍、项目演示（示波器）、项目模块功能分析、各功能模块实现、其他作品展示。软件框图如图2所示。
主界面设计的各功能模块以图片的布尔开关设计，当鼠标点击布尔开关的时候，触发事件发生，调用子VI程序。
1.课程介绍模块
课程介绍部分，是课程的总体介绍，让学生了解课程的性质、课程的要求、课程目标、教学内容、参考书目、进度安排、考核形式等。
因该部分控件数量多时，前面板可视部分容纳不下所有控件，在此情况下使用选项卡来完成。选项卡把控件分成不同的页面，每次只显示一个，利于软件的模块化。选项卡由多个页面组成，每个页面相对独立，可分别设置选项卡属性。[7]选项卡在容器选板中。
2.项目演示模块
项目演示部分主要采用视频演示的方式，将项目的的制作过程和项目的实际效果进行展示，给学生直观的印象，并激发学生的兴趣，以引出问题。[8]
该部分主要采用Active X容器实现。Active X容器为Labview用户设计前面板提供了多种组件，并可以访问属性和方法。用户直接将Active容器与属性节点或方法节点连接来访问其属性或方法。该前面板采用Active 容器嵌入视频文件，该视频文件采用屏幕录像软件录制，程序框图如图3所示。[9]
前面版设计过程为：插入Active X容器—添加播放路径—停止按钮。
程序框图设计通过IWMPPlayer4“属性节点”引用 Active X容器，通过URL读取目标路径，打开文件，通过IWMPControls完成播放和停止功能。程序框图如图3所示。
3.项目功能模块分析
该模块演示的是一个简易示波器的设计过程和实际效果，主要包含以下模块：登录界面与密码输入子程序；信号发生器部分包含正弦信号、三角波、方波（占空比可调）和锯齿波信号的产生；信号发生器频率、幅度、相位的调节；单通道和双通道信号显示；信号的频率相位和幅度等参数的测量；示波器有倍乘功能。
该模块主要作用是使学生有总体的设计理念，建立工程的概念。在演示的过程中，引导学生将系统模块化后，在案例的基础上增加其他功能，[10]最后将完善后的各功能模块组合在一起，完成一个系统的开发和设计。示波器演示结果如图4所示。
关键词Learning by Doing；创新能力；实践教学
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2013）16-0067-03
一、引言
随着现代化建设的发展，经济社会对教育和人才的需求发生了深刻的变化，为迎接日益加剧的全球人才、科技和教育竞争，迫切需要全面提高教育质量，增加应用型、技能型、复合型、创新型人才的供给和培养。《国家教育事业发展第十二个五年规划》中提出以提高质量为教育改革发展的核心，以明显增强学生的学习能力、实践能力、创新能力为目标战略思想。
《虚拟仪器设计》为测控专业和电子信息专业的专业基础课程，该课程的教学目标是让学生学会应用图形化语言进行编程和设计，掌握数据采集卡和相应的硬件设施解决实际的测量问题。但该课程上课时间间隔较长，课本给定实例简单、独立、无关联、枯燥，通常学生的学习积极性不高，而且学完课程后，往往只会课本知识，不会开发项目，创新能力差，教学效果不好。因此如何提高学生的学习兴趣和培养学生的创新能力、解决问题的能力成为该课程教学重要的研究内容。
我校为地方高等学校，以培养应用型、技能型人才为主。笔者以“Learning by Doing”为教学模式开发了实验教学软件，以激发学生的学习兴趣、保护学生的好奇心，以培养学生独立思考、自由探索、勇于创新的能力为目标。教学软件注重学思结合，因材施教。
二、软件设计思想
“Learning by Doing”（学中做）的教学模式是美国CMU大学杜威提出的、经韦钰院士发起和积极倡导的全国教育科学“十五”规划重大课题之一，[1]目的是培养学生的工程学科的实践能力和工程素养。杜威把科学方法作为“Learning”的依据和程序，教师把某个情景以恰当的方式适时展示给学生，吸引学生的注意力，激发学生探究的热情，[2]让学生带着问题（或情境）去探讨课本理论知识，引领学生主动探究问题的答案，[3]在探究的过程中构架自己的知识结构。“Learing by Doing” 的主旨在于通过“Doing”的过程，动手尝试、体验、归纳和总结，以完成“Learning”的目的。[4]
“Learning by Doing”的教学步骤为：①给出一个已完成的项目，示范演示，给出一个情景，提出一些问题；②引起学生的好奇，探讨项目中的各个功能模块以及性能指标；并对项目中的各个模块实现的方法进行讨论；③确定各个功能模块的实现方法；④对学生进行分组，按照不同的方案，设计实验实现功能；⑤对实验结果进行验证调试，并记录收集数据，分析各个性能指标；⑥扩展延伸项目的功能，在示范项目的基础上，添加其他的新功能模块，达到培养创新能力的目的；⑦撰写报告，答辩完成项目演示，提高学生的语言表达能力和论文撰写的文字表达能力。
“Learning by Doing”的教学思路如图1所示。
三、教学软件设计
软件的制作运用了Labview的重要知识点：循环结构、事件结构、队列、子VI调用、ActiveX控件、选项卡、动态字幕等，涵盖了教学的大部分内容。软件本身作为整学期、分阶段实施教学的很好的虚拟仪器教学案例。[5][6]
软件包含五部分内容：课程介绍、项目演示（示波器）、项目模块功能分析、各功能模块实现、其他作品展示。软件框图如图2所示。
主界面设计的各功能模块以图片的布尔开关设计，当鼠标点击布尔开关的时候，触发事件发生，调用子VI程序。
1.课程介绍模块
课程介绍部分，是课程的总体介绍，让学生了解课程的性质、课程的要求、课程目标、教学内容、参考书目、进度安排、考核形式等。
因该部分控件数量多时，前面板可视部分容纳不下所有控件，在此情况下使用选项卡来完成。选项卡把控件分成不同的页面，每次只显示一个，利于软件的模块化。选项卡由多个页面组成，每个页面相对独立，可分别设置选项卡属性。[7]选项卡在容器选板中。
2.项目演示模块
项目演示部分主要采用视频演示的方式，将项目的的制作过程和项目的实际效果进行展示，给学生直观的印象，并激发学生的兴趣，以引出问题。[8]
该部分主要采用Active X容器实现。Active X容器为Labview用户设计前面板提供了多种组件，并可以访问属性和方法。用户直接将Active容器与属性节点或方法节点连接来访问其属性或方法。该前面板采用Active 容器嵌入视频文件，该视频文件采用屏幕录像软件录制，程序框图如图3所示。[9]
前面版设计过程为：插入Active X容器—添加播放路径—停止按钮。
程序框图设计通过IWMPPlayer4“属性节点”引用 Active X容器，通过URL读取目标路径，打开文件，通过IWMPControls完成播放和停止功能。程序框图如图3所示。
3.项目功能模块分析
该模块演示的是一个简易示波器的设计过程和实际效果，主要包含以下模块：登录界面与密码输入子程序；信号发生器部分包含正弦信号、三角波、方波（占空比可调）和锯齿波信号的产生；信号发生器频率、幅度、相位的调节；单通道和双通道信号显示；信号的频率相位和幅度等参数的测量；示波器有倍乘功能。
该模块主要作用是使学生有总体的设计理念，建立工程的概念。在演示的过程中，引导学生将系统模块化后，在案例的基础上增加其他功能，[10]最后将完善后的各功能模块组合在一起，完成一个系统的开发和设计。示波器演示结果如图4所示。