高职院校应用虚拟仪器技术的研究与实践①

郭山国 王涛 王玉 高桂仙 张长军 张华瑾 张鹏

[摘 要] 介绍了虚拟仪器的优点，着重探讨了高职院校应用虚拟仪器技术在提升教师教学质量和学生创新能力方面的优势。

[关 键 词] 虚拟仪器；教学质量；创新能力

[中图分类号] TP311 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）07-0010-01

随着现代信息技术的飞速发展，传统仪器的计算机化成为一种趋势，虚拟仪器便应运而生。传统仪器的各种功能都是由仪器厂家设定的，这样结构和功能固定，结果导致传统仪器在高职院校的教学中很不灵活，某些固定的功能在一些课程中根本用不上，而该课程需要的功能又不具备，再购买其他仪器设备进行补充的话，又造成某些功能重复，也增加了仪器设备的购置经费。而虚拟仪器技术的引入正好从根本上解决了以上矛盾，显示出了虚拟仪器技术的优越性。

一、虚拟仪器的优点

与传统仪器相比，虚拟仪器具有独特的优势，比如具有开放、灵活，体积小、价格低，技术更新升级快等诸多优点。详细对比参见下表。

二、虚拟仪器的应用设计

在高职院校，虚拟仪器技术最简单的应用之一就是代替诸如信号发生器、示波器等传统仪器。用虚拟仪器技术模拟出的信号发生器，可以发生出我们所需要的各种波形。下图所示为应用LabVIEW图形化编程语言开发的信号发生器模拟标准正弦信号的前面板。

三、实现基于虚拟仪器技术的实践教学

高职院校在实践教学环节中应用虚拟仪器技术，可以在很大程度缓解传统仪器设备少、实践场地小、经费不足等矛盾，从根本上解决一些实际问题。

（一）有利于降低教学成本、节省经费

在实验室和实习实训中心建设中，不可能投入大量经费去购置昂贵的国内外高档仪器设备。基于虚拟仪器技术的实践教学，只需要给每组学生或每位学生提供一台装有开发虚拟仪器的软件的计算机和必要的数据采集卡，不需要再购买其他传统的仪器设备，这样大大降低了教学成本，在一定程度上也节省了教学经费支出。

（二）有利于整合教学资源、提升教学质量

软件是虚拟仪器技术的关键，LabVIEW是目前开发虚拟仪器系统的常用软件之一，使用最为广泛。在该软件中，各种控件非常多，在计算机上很方便很容易地就可以搭建一个虚拟仪器系统，根据实际需要选择控件，完成《工程检测技术》《传感器技术》等相关课程的实践教学任务。这样也便于对实验室进行统一管理，真正实现教学资源共享，提高教学效果，提升教学质量。

（三）有利于发挥学生的主觀能动性、提升创新能力

在高职院校中，将虚拟仪器技术创造性地应用到以上相关课程的实践教学中，可以充分发挥学生的主观能动性和创造性。利用虚拟仪器技术可以根据实践教学内容，非常灵活地进行实践教学中的原理实验设计，并进行直观的演示，提高了教师教学质量，也提升了学生的创新能力。虚拟仪器技术在培养学生的实践能力、研究能力、创新能力和综合素质等方面有其他教学环节不能替代的独特作用。

虚拟仪器是當今计算机新技术和仪器新技术相结合的产物，在高职院校相关课程的实践教学中，利用虚拟仪器技术完成相应的教学内容，不仅能改善教学条件，降低教学成本，提高教学效果，提升教学质量；而且在很大程度上能激发学生的创新思想以及学习主观能动性，培养和提升了高职学生的创新能力、研究能力，以及实践动手能力等综合素质，不断促进创新型高技能人才的培养和产生。把虚拟仪器技术引入高职院校的实践教学中对提升教师教学质量和学生创新能力的培养具有重要的意义，虚拟仪器技术必将在高职院校更多的教学领域发挥其重要作用。

参考文献：

[1]邓焱，王磊.LabVIEW7.1测试技术与仪器应用[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]王伟，王可宁，张雄星.基于虚拟仪器实验教学模式的学生创新能力的培养[J].价值工程，2012（29）：260-261.

[3]陈小林.基于LabVIEW的虚拟仪器的设计[J].温州师范学院学报（自然科学版），2004（2）：73-76.