通过虚拟仪器技术课程教学改革促进学生专业综合能力提高

常峰

摘 要： 本文通过教师理论讲授、“专业课程渗透式”实验项目练习与基于项目导向的教学方法三者相结合的教学改革，研究在提高虚拟仪器技术课程教学质量的同时，促进电子信息专业学生综合能力提高的新思路。

关键词： 虚拟仪器技术 教学改革 电子信息专业 综合能力

引言

虚拟仪器技术课程是当前测控技术发展趋势，是电子信息工程专业的必修课之一。该课的特点是软件和硬件综合设计能力培养，涉及专业知识面广、应用性强，使学生把所学其他专业理论知识与实践相结合。学好该课程不仅能为毕业设计做好充分准备，更能为今后工作、学习提供专业知识技术保障。

近年来，随着我院多门电子信息类专业课程逐步开设，怎样贯穿电子信息专业知识，实现综合能力培养目标就成了当前我院专业教学工作的重要课题。为了提高学生的专业综合能力，应从理论研究、设计实践和创新实践三个能力培养环节入手，力争使学生的专业综合能力得到强化和全面发展。国外，有些高校采取理论教学和实验教学相结合的方式，使虚拟仪器技术这门课的教学贯穿其他专业课程中，使各专业知识有了一个纽带：一方面将虚拟仪器概念渗透到其他课程（测量技术、感测技术、电工电子技术等）中，另一方面将其他课程（如自动化控制、数字通信、信号处理、图像处理等）的理论应用引入到虚拟仪器技术课程中，实现理论和实践相结合。

1.我院虚拟仪器技术课程教学现状

我院虚拟仪器技术课程自开设以来一直沿用理论和实验相分离的教学模式，有独立的虚拟仪器技术实验室，针对学生的综合能力培养还有许多地方需要改进。

1.1理论与实验相分离，重理论轻实验。

为什么越来越多的高校开始开设虚拟仪器技术课程及实验课程？主要原因就是为学生提供理论学习与创新实践的机会，这是与我院创新型人才培养目标完全一致的，不仅可以充分发挥学生的创造力，还是全面提高学生各方面能力与素质的重要途径。但是我院虚拟仪器技术课程像现在许多课程一样，存在重视课堂理论学习，轻视实验教学的问题，往往实验课的安排依附于理论课的安排。一方面实验課滞后于理论教学进度，理论和实践相脱离，另一方面主讲教师没有精心设计和规划实验项目，导致学生认为实验课没有理论课重要。

1.2课程偏向软件学习。

虚拟仪器概念是由美国国家仪器公司提出的，而且NI公司出品的虚拟仪器设计软件LabVIEW被广泛使用，所以很多高校的虚拟仪器技术课程就转变为单单讲解如何使用LabVIEW软件，硬件综合实验很少甚至没有。我院也不例外，在选择实验项目上偏向软件使用的练习和验证性。

1.3实验内容设计单一。

现有实验项目分两部分，前面大部分为软件实验，后面小半部分为有实验箱操作的硬软件实验。软件实验过于简单，不仅知识运用单一，综合性不强，而且知识点分配不合理。硬软件实验也存在很多问题，能开设的少数几个硬件实验，只能按照实验指导书给出的内容和步骤完成，在受到实验箱硬件限制的同时，也限制学生的主动性和创造性。

2.虚拟仪器技术课程教学体系改革

基于我院虚拟仪器技术课程教学现状的阐述，我们对该课程进行了全新设计。teaching modeteaching modeteaching mode将理论学习和实验教学紧密结合，采取教师理论讲授、“专业课程渗透式”实验项目练习与基于项目导向的教学方法三者相结合的教学方式。图1是这三者相结合的时间分布图，由图可看出三种教学方法贯穿整个教学周期内。

图1 虚拟仪器技术课程教学体系改革三种教学方法相结合的时间分布图

2.1教师理论讲授。

虽然虚拟仪器技术教学强调动手实践，但是理论讲授同样不容忽视，教师参与的引导式授课贯穿整个学期。

前期立足于课堂授课方式传授虚拟仪器技术的基本理论知识，包括虚拟仪器技术的基本概念与理论、虚拟仪器技术的发展与现状，虚拟仪器技术的应用与趋势、虚拟仪器技术软件简介、LabVIEW程序设计思想等。

在后期教学中，教师根据当前教学进度、教学内容，收集虚拟仪器技术的新发展和新应用资料，通过多媒体教学方式演示。学生轻松而不枯燥地熟悉了虚拟仪器技术的基本概念、工作原理、关键技术和实际应用，全面了解了电子信息工程技术的发展与应用，使课堂教学紧密联系实际需求。

2.2“专业课程渗透式”实验项目练习。

把其他专业知识（如自动化控制、数字通信、信号处理、图像处理等）引入虚拟仪器技术课程中，结合虚拟仪器技术和LabVIEW软件应用编程技术，设计符合虚拟仪器技术课程教学目标和内容的实验项目就叫做“专业课程渗透式”实验项目。根据我院现有电子信息专业课程，设计了如表1所示的实验项目。由表1可知，这些实验项目都是设计性的，不仅紧扣虚拟仪器技术教学知识点（见表1“教学知识点训练”栏），环环相扣，步步深入，而且所渗透的专业课程也不一样。通过这样的实验项目练习，不仅对当前知识点提出训练要求，还对许多已学专业理论知识提出较高要求，对学生能力培养和知识贯通有着非常大的影响。

表1 “专业课程渗透式”实验项目列表

2.3项目导向教学方法应用。

近年来电子信息技术发展突飞猛进，专业技术日新月异，以理论学习与实践应用相结合的教学方法，更能培养学生动手能力、解决问题能力和工程实践能力，实现学校知识技能的学习到工作实际操作应用的零过渡。engineering abilityengineering ability项目导向教学方法就是以具体实践项目为主体，学生动手设计为主线，教师科学引导为辅助的一种教学形式，也称为基于项目实践的教学方式。在整个教学周期内，教师理论讲授和项目导向教学互为补充。

虚拟仪器技术本身是一项基于应用的技术，它为构建电子系统提供了新思路，表1所列的实验项目就是一些或复杂或简单的具体实践项目。尽管通过其中一些实验项目，学生可以掌握虚拟仪器技术程序设计与系统设计方法，但是“数据采集——数据分析——数据显示——数据反馈——控制”等环节的实践项目，更能使学生深刻体会完整的电子系统是如何构成的。

3.结语

通过本课的教学改革，真正做到课堂理论教学和实践教学相互促进补充，充分发挥学生的创新实践能力和学习主动性，以虚拟仪器技术课程为载体全面提高电子信息专业学生的综合能力。

参考文献：

[1]魏宏波.基于虚拟仪器技术的实验教学改革探讨[J].中国现代教育装备，2009（11）：92-94.

[2]徐征.虚拟仪器技术课程与实验开设指导[Z].NI公司.

[3]卜树坡，赵展.“虚拟仪器测试技术”课程的实验与实践教学改革探讨.无锡职业技术学院学报，2013（1）：41-43.

本文由乐山师范学院校级教学模式与方法改革试点课程项目（2013：20），乐山师范学院校级教育教学改革研究项目（2013：JG13-YB17）资助。