《虚拟仪器技术及应用》教学方法的探索与改革

郭颖

摘 要：随着计算机技术的发展，虚拟仪器技术因能提高学习的综合能力而在现代教学中得到了广泛应用，该课程的教学方式及考核方式也多有不同。针对《虚拟仪器技术及应用》课程的特点，结合我校教学实际情况，围绕优化课程教学内容、改进教学方法与考核手段，使学生掌握必要的虚拟仪器技术基本理论，提高学生综合分析问题和解决问题的能力。实践证明，教学改革激发了学生的学习兴趣，增强了学生的实践能力、应用能力和创新能力，取得了良好的教学效果。

关键词：虚拟仪器技术 教学方法 考核方式

引言

虚拟仪器（ Virtual Instrument），实际上就是一种基于计算机的融功能强大的应用软件、高性能的模块化硬件及驱动软件于一体的自动化测试仪器系统。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。

虚拟仪器是现代计算机技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器发展的一个重要方向。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各种领域。为了提高学生综合分析问题和解决问题的能力，使学生掌握必要的虚拟仪器技术基本理论是十分必要的。[1]

一、虚拟仪器技术教学方法的现状和弊端

目前，本校学生对本门课程的学习过程是：正常48学时的课程内容的学习，其中包括16个学时的实验，学期末的考试成绩占本门课程的总成绩的80%，平时作业、出勤和实验占最终总成绩的20%。学生在学习本门课程时只有16个学时能够上机，实实在在的接触使用这个软件，其余的课堂学习仅限于理性认知和熟悉，对实际操作和掌握意义不大。这就使得对学生在具体操作时时间利用率不高，不利于技能的掌握。另外，本门课程是考试课，而对学生学习情况的考核因比例问题就会偏重于最终的期末考试，会出现期末加班赶点的现象，这也与学习的初衷相违背。这些问题直接造成后续的课程设计环节中，学生在自己动手设计、实际操作、连接电路等任务中，对知识的灵活运用存在问题，这些问题也使得课程设计的课程目标和实践意义受到一定的影响。[2]

考虑到学生在学习中存在的这些亟待解决的学习问题，具体的改善方法可以从教学方式和考核手段两方面进行。克服现行考核中存在的方法单一、内容不全面、评价方法缺乏科学性等弊端，转变原有观念，进行课程教学方法和考核方法的探索。从而调动学生学习兴趣，引导学生逐渐改变不良的学习态度、改善学习方法，使其对所学内容认识更为透彻，能够在一定程度上对所学知识灵活应用，达到课程教学目标要求。这是学习的目的，也是学习意义之所在。

二、教学方法和考核方式的改革

以优化教学效果为核心，以促进学生学习能力提高为宗旨，改革传统的、旧的教学方法，大力推行先进的教学手段和方法。改变“讲听式”的教学模式，根据课程内容和学生特点，灵活运用启发式教学法、研讨问题教学法、过程导向教学法、项目导向教学法、任务驱动教学法、示范模拟训练教学法、多媒体组合教学法、实例解析法、练习指导法等组织教学。理论实践并进，“教、学、做”三位一体。

首先，将学习阵地有教室迁到实验室。有利于学生在多媒体的配合下，能够根据任务以小组为单位讨论并动手解决问题，完成不同项目。其次，将大班授课改为小班教学。有利于每一位同学都能参与到具体项目中，并分配到一定的任务，同时，人手一套设备来完成具体操作。最后，将学习内容分为课堂完成部分和课外完成部分，并将学生分组比拼。有利于督促学生积极想办法解决问题，消化吸收课堂学习的新知识，并通过比拼调动学生学习的积极性，提高学生团结协作的能力。[3]

在考核方式上，改變以往的试卷考核方法，该方法更偏重与理论认知，与本课程的实际内容和学习初衷相悖。

首先，改变平时成绩的比例为50%。其中课堂成绩占30%，根据每堂课上学生对任务的理解、完成程度和完成时间给与每位学生不同的成绩，保证各项成绩做到公平、公正、公开。课外给学生留有固定的练习项目，该项成绩占20%，最后提交电子文档保存。这种改变使学生更注重平时学习的积累，更加努力完成好每一堂课、每一个项目、每一项任务的操作和完成情况，从而大大激发了学生主动学习的热情，变“要我学”为“我要学”

其次，将最终的期末考试比例调整为50%，同时，考试方式由笔试改为上机操作。这种改变是考核方法与教学过程真正做到前后呼应，实现了该课程教学考核的一致性。考查的结果能够真实客观地反应学生平时学习的效果，对了解学生的学习状态也具有一定的借鉴意义。

结语

以上方法在实施过程中经不断改进充实，实践效果良好。上学期我校应用电子技术专业虚拟仪器技术及应用课程实施本项改革后，以学生座谈会的形式了解了学生对本次改革的认识和体会，反响良好。绝大部分学生认为带有目标的学习更能激发大家的学习兴趣；通过学习，学生对虚拟仪器技术能够做到熟练使用，为后续课程设计的相关课题做出良好铺垫。其考试情况及后续课程设计情况表明：成绩分布合理；同学们更加重视实践环节，对相关知识的理解和灵活运用能力得到有效提高；学生通过团队合作的形式亲历构思-设计-实现-运作的全过程，初步培养学生的工程意识和工程能力。

本次改革过程中，新的教学方式和考核措施的采用虽然取得了一定的教学经验，但同时也存在着一些亟待改进的问题，如课外练习的完成时间和实验室的开放时间不协调、以及验收环节安排需全面考虑；考试试题的分布也应扩大范围，增加设计环节的比例等。这些问题在后期教学过程中需重点考虑解决。

参考文献

[1]张兰勇.Labview程序设计基础与提高. 北京：机械工业出版社，2013

[2]李江全.Labview虚拟仪器从入门到测控应用130例. 北京：机械工业出版社，2013

[3]雷振山. Labview高级编程与虚拟仪器工程应用.北京：中国铁道出版社，2013