《数组子集与文本文件的写入与读取》的教学

陈光红

摘要：数组是LabVIEW中的一种重要的数据类型，以一个综合项目实训为载体，将数组的创建、数组子集函数、文本文件的写入与读取等串联起来，巩固所学的控件及函数，并能够举一反三，将《虚拟仪器应用》前四章的内容综合应用。结合《虚拟仪器应用》的微知库线上课程及微课视频教程、实训任务等，学生对项目的掌握情况良好。

关键词：数组子集;虚拟仪器;文本文件的写入;文本文件的读取

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）01-0119-02

《虚拟仪器应用》是理工科电类各专业的必修课程，是智能控制技术等专业的核心课程。它是一门涉及LabVIEW图形化编程语言的编程基础和虚拟仪器应用的课程。Labview不仅可以应用于测控行业，而且被广泛地应用于仿真、教育、快速开发、多硬件平台的整合使用等方面。

学生对上机操作类的课程感兴趣，愿意动手实践;但是涉及编程时需要点拨一下思路、方法。

1学习活动组织

1.1课前

已布置学生学习微知库中的课程资源。

1.2课中

1）所设计的实训任务

实训任务要求：设计VI，要求创建数组2如图所示，取出该数组的前三行前三列构成一个新的数组，并将新的数组内容写入文本文件中，要求文本文件显示内容为整数;另建一个VI，读取该文本文件，并将内容显示在前面板上。

图1   要创建的数组及取出前3行前3列构成新的数组

2）分析实训任务要求，剖析需要用到的知识点

① FOR 循环的嵌套循环创建m行n列的数组，外循环的循环总数对应行数m，内循环的循环总数对应列数n

② 有规律的数组，想到用循环计数端i

③ FOR循环的自动索引

④ 数组子集函数

⑤ 文本文件的写入

⑥ 文本文件的读取

3）引导学生在已学数组函数的基础上创建所需要的数组2，可参考教材上的图3-5。

有关软件LABVIEW的操作，实现创建数组及相关数组的控件及函数的操作已录制好视频，发在课程QQ群里，供同学们参考。

4）比较实训任务需要的数组2与图3-5的差别，经提示，学生学会了利用循环计数端i实现了有规律数组的创建，并在QQ课程群里上交创建的数组2。

5）要取出数组2的前3行、前3列需要用到数组子集函数，数组子集函数使用时关键要注意对索引的赋值，涉及三种索引方式：索引行、列、函数，举例并示范说明不同的赋值方式所得到的新数组，使学生真正明白如何赋值才能得到自己想要的新数组。

6）数组子集函数举一反三任务

若要将中间的两行两列取出来构成新的数组，如何修改？

主要要注意行、列的索引和长度的赋值，索引是指从第几行或第几列开始找，长度是指找几行、几列。

7）将新数组的内容以整数的形式写入文本文件中，需要用到文本文件的写入函数，文件读取函数都涉及文件的存放路径，在告知路径时可以使用创建路径与路径常量的方式，给学生操作示范两种方式，并说明使用时的注意点。

强调：数据要存储为整数格式，主要要注意“数组至电子表格字符串转换”函数中“格式字符串”的赋值应为d%。

8）文本文件的读取

读取是要将文件中的内容显示在前面板上，并不是打开文件里有内容就算完成任务;文本文件的写入与读取应放置在不同的文件中，有的同学将写入与读取放在同一个VI源文件里，会出现写入与读取的数据不一致的情况，原因是因为写入与读取的运行次数不同，尤其在写入随机数时经常会出现数据不一致的情况。

1.3课后

学生实训任务完成后截图上传到微知库里实训任务，教师批改并指出问题。

2在线教学方案

2.1课前

在微知库里发布课堂教学内容，让学生完成视频、课件、微课等的学习。

2.2课中

主要采用在QQ课程群里用屏幕分享的形式直播，講解知识点并示范操作，学生在QQ群里上传操作的结果。

直播时，与学生实时互动，如学生知识点是否理解，操作过程中出现的问题语音不能解决的，可以屏幕分享示范、借助电子教鞭突出显示等。

2.3课后在微知库里发布实训任务，要求学生及时完成

课中或课后学生学习过程中遇到问题时，或教师在批改实训任务发现问题时可在QQ群里或私聊解决。

对于比较集中的问题，教师课后会针对存在的问题做一些视频（如对结果的解说，操作中容易出错的点等再强调）上传到QQ群里，以帮助学生及时解决问题。

共性的问题是截图张数不够，如要将已写入的文本文件打开展示其中的内容，是否符合要求如3行3列共9个数，是否为整型数等;还有的写入的内容与读取出来的内容不一致，这个问题主要出现在用随机数函数时，因为每次运行生成的随机数都不同，而当写入与读取运行次数不同时就会出现数据不一致的情况。还有的同学对文本文件的读取理解有偏差，认为打开文件就是读取了文件，其实不然，应用“读取文本文件”函数，运行后将结果显示在前面板上才是正确的读取文件。

2.4在学习通里组织期末在线考试

按学号分单双号选取试卷，在规定的时间里完成测试，考试完成后将源程序文件、截图等打包发在课程群里，教师收集、汇总。

3特色与创新

通过课前布置预习任务、上课讲解项目任务、课后完成拓展实训任务，让学生在课前忙起来，在课堂上动起来，课后还可根据操作视频、微课等巩固练习，学生的自主学习能力、探究能力、创新能力等都有所提高。

4学生反馈

学生反馈意见：如蒋同学说“实践+理论，老师的教课方式很好！先演示然后我们自己跟着做，每一课题之后都会布置一道作业让我们联系巩固，我感到受益匪浅，谢谢老师！”;王同学说“在接触到《虚拟仪器应用》这门课程的时候我就产生了浓厚的兴趣，一开始看着课件自己学习去操作，后来听老师讲解和操作以后，自己再动手操作。有的时候上课没听懂就反复看上课时的讲解视频学习。LabVIEW这个软件操作很简单，容易入手，只需要记住了解各个图标的作用，而在实训中遇到的问题更多的是一些图标属性的设置出现错误和元件之间不能够相连，需要更加深入地去学习和了解”。

5个人心得

疫情原因，本学期的《虚拟仪器应用》前半段采用了线上教学，后半段采用了线上与线下相结合的教学。虽然刚开始时有很多的不适应，如从学生安装软件开始，有的学生总是安装不成功，给他们制作详细的操作流程文字说明、录制安装视频等，让有电脑的学生都成功地装上了软件。上课时，学生操作遇到问题，给他们分享屏幕、截图展示等，一个问题多讲几遍、讲得更细一些、更耐心一些，学生解决问题后获得正确的运行结果，有较好的成就感。每次课后都布置一个拓展实训任务，学生可以及时巩固练习，老师及时批改后也可以很好地了解学生对知识的掌握情况，及时将存在的问题反馈给学生，学生会根据反馈意见立刻修正，实现了教与学的闭环反馈。

参考文献：

[1] 刘科.虚拟仪器应用[M].北京：北京：机械工业出版社，2018.

[2] 郝丽.LABVIEW虚拟仪器设计及应用[M].北京：北京：清华大学出版社，2018.

[3] 邓奕.LabVIEW虚拟仪器程序设计与应用[M].武汉：武汉：华中科技大学出版社，2005.

【通联编辑：光文玲】