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摘要：基于“新工科”创新理念,结合“新工科”建设行动路线中的以产业需求为导向，应用测控技术与仪器专业多门课程的理论知识和专业技能，进行综合性课题“基于LabVIEW的超市辅助购物结算系统”的设计。以LabVIEW为软件开发平台，辅以必要的硬件如压力传感器、数据采集卡等，可实现商品位置查询、扫描商品信息并显示、商品称重并计算价格、商品计数并计算价格、显示购买商品清单及总价等功能。通过此设计提高学了学生动手能力，培养了学生解决实际问题的能力和创新精神。
关键词：新工科；测控技术与仪器专业；LabVIEW；购物结算系统；实践能力
本文引用格式：王莉.新工科背景下学生实践能力培养探索与实践——以一个综合性设计课题为例[J].教育现代化,2019,6(81):59-60.
科学技术的发展是为人类服务，提供生产生活等多方面活的便利，为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、"中国制造2025"等一系列国家战略，教育部积极推进“新工科”建设。在新工科对人才质量提出全新要求的时代背景下，人才培养要以适应产业发展新要求的综合能力素质为目标，培养具有创新性和实践能力的高素质综合型人才。
测控技术与仪器专业培养目标之一，就是能够应用所学的基本理论知识和专业实践技能、结合实际需求并综合考虑各种社会制约因素，进行测控仪表和自动化系统需求分析、方案制定、以及仿真或者实验，最后进行综合性课题设计，培养学生创新能力和实践能力，提高人才培养质量[1]。
“新工科”建设行动路线之一是要求以产业需求为导向，增强服务，促进发展，推动产学研用紧密结合[2]。课题基于LabVIEW的超市自助购物结算系统的设计应用测控专业的多门课程理论知识和专业技能例如虚拟仪器技术、传感器技术、数据采集技术和和电子电路设计，并与生活实际相联系，旨在解决消费者在超市购买商品时出现如下两个问题：一是消费者面对超市里琳琅满目的商品，对自己想要购买的东西根本无从找起，这就使得消费者浪费了大量的时间在寻找商品上；二是周末节假日超市收银台前长时间的排队等待以及在某些商品前排队等待商品称重等都花费了消费者大量的时间。
一 设计要求
为了使学生熟悉虚拟仪器的设计过程，要求用图形化编程语言LabVIEW和测控专业其它专业知识，设计基于LabVIEW的超市自助购物结算系统，主要任务是实现商品位置查询、扫描商品信息并显示、商品称重并计算价格、商品计数并计算价格、显示购买商品清单以及总价等，提高购物过程的时间效率和信息的准确性。该平台包括摄像头条码识别、商品称重、商品计数、购物信息发布、商品数据库等，顾客可浏览电子显示屏获取商品信息、进行购物路线导航，方便、快速地选择商品，同时实时显示购物车中的商品单价、总价，便于核对[3]。
二 硬件方案设计
本设计的硬件原理图如图1所示，图1中图像采集设备就是常见的摄像头，用来获取包含商品的条形码的图片；压力传感器选择的是传感器课程中学生熟悉的电阻应变式传感器CZAF-605(也可用广测yzc-1b传感器)，功能是将商品的重量转换为模拟量电压值；信号调理电路是采用模拟电子课程中最常用的集成运算放大器组成的电压放大电路[4]；数字计数器为数字电子课程中常用的十进制计数器芯片；数据采集卡采用的是实验室为学生虚拟仪器课程实验及课程设计等购置的NImyDAQ数据采集卡，既能将模拟电压信号采集进计算机进行显示及处理也可以通过数字I/O口采集商品个数等数字信号；计算机主要是用LabVIEW软件编程实现购物结算等多项功能[5]。
三 软件程序设计
基于LabVIEW的超市自助购物结算系统的主要功能是采用虚拟仪器课程中的LabVIEW软件编程实现，主要实现以下功能：商品位置查询、商品价格查询、商品条形码采集、条形码识别、商品称重并计算价格、商品计数并计算价格、显示购买商品清单以及总价等，每个功能实现先以子程序形式保存，调试成功后编写总程序前面板如图2所示。图2前面板上首先显示超市的商品布局图，帮助消费者了解超市的商品分布。
一般情况下购物结算软件流程图如下：首先将商品的条形码采集到LabVIEW内进行识别，识别后将之显示到前面板，用户可以查看当前商品信息，A类商品为计件结算类商品，B类商品是称重结算的商品，用户通过确认按钮确认添加该商品，并调用数据库生成清单以及调用程序计算总价。
软件功能的实现通过LabVIEW软件框图程序（也称流程图）。图3为一张前面板购物清单，包含多种计数商品和称重商品，并有每一样商品的价格等多种信息和商品总价。
四 结语
测控技术与仪器专业人才培养结合工业4.0、智能化等发展战略需求，注重学生创新意识培养和实践能力训练，旨在满足社会发展需要的学习能力强、创新意识好、具有扎实的理论基础和根据应用需要进行现代测控仪表或者自动化系统的需求分析、设计、制造、运行和维护的实践能力的高级应用型人才。基于LabVIEW的超市自助购物结算系统课题的设计要求立足于该培养目标，选题新颖又贴近实际生活即超市自助购物结算系统既节省了消费者的时间也可增加超市人流量及营收，综合应用测控专业多门课程知识让学生学以致用，同时预留学生自由发挥的空间增加学生的想象力和创造力，例如有学生建议增加添加移动支付如支付宝支付或微信支付的功能，还有同学想安装RFID识别装置帮助消费者快速找到想要的商品等。通过此设计过程提高了学生的专业学习兴趣、实践能力和创新能力。
参考文献
[1]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017,38(2):26-35.
[2]孙科学,郭宇锋,肖建,等.面向新工科的工程实践教学体系建设与探索[J].实验技术与管理,2018,35(5):233-235．
[3]扬州大学.测控技术与仪器专业本科人才培养方案[Z].江苏扬州:扬州大学,2018.4
[4]张慧妍,蔡文靖,金学波,等.基于LabVIEW的辅助扬州购物结算实验系统的设计[J].实验技术与管理,2014,31(10):141-143,147.
[5]鞠银燕,宋杰光,徐明晗,等.工程应用型人才创新能力培养的探索与实践[J].教育现代化,2017,4(02):1-2+14.
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