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摘要：随着时代的变迁和科技的发展，社会对仪器仪表的需求越来越迫切，在此方面的人才培养越发的重要。《虚拟与 智能仪器技术》是一门教学生学习和运用仪器仪表知识的课程，然而，传统教学过程中的一些问题降低了教学的质量和学生的 学习效率。本文结合现代教育的思想，整理改进的措施，提出建设的计划，从而提升学生的实践能力，提高教学的效率。
关键词：虚拟仪器 ；教育创新 ；设计
Analysis and Design of Teaching of "Virtual and Intelligent Instrument Technology"
WANG Chen1, CAO Min1, JIANG Haoran2
(1.Shanghai University of technology, Shanghai 200093;2.Nantong University, Nantong Jiangsu 226019)
【Abstract】： With the changes of the times and the development of science and technology, the social demand for instruments is becoming more and more urgent, and the talent training in this field is becoming more and more important. Virtual and intelligent instrument technology is a course to teach students to learn and use instrument knowledge. However, some problems in the traditional teaching process reduce the quality of teaching and students learning efficiency. Combined with the thought of modern education, this paper sorts out the improvement measures and puts forward the construction plan, so as to improve students practical ability and teaching efficiency.
【Key words】： virtual instrument;education innovation;design
学生在学习工科课程的过程中，熟练掌握编程语言 是学好课程的基础能力，也是提高学习效率的捷径。与 常见的编程语言不同，LabView 是一款图形化程序编 写软件，它用框图的形式替代了传统的文本形式，视觉 上起来更加通俗易懂，学生在编写的过程中更加方便快 捷，而且出现问题时更容易发现 [1]。所以，深刻的理解 “虚拟仪器”知识、娴熟的使用 LabView 软件对于学生 研究具体的实验会产生巨大的帮助。但是，在教学的过 程中，学生对理论知识一知半解、实践中不知所措等问 题依旧存在，这些问题阻碍了教学的实施，急需教育工作者提出对策，改善教学质量 [2]。
1 预期目标
在本科和研究生阶段，《虚拟与智能仪器技术》这门课程占据着越来越重要的作用，迫切需要教师更新教 学内容和改善教学方法 [3]。为深化教学内容和课程体系改 革，提出课程建设项目计划，项目建设的预期目标如下 ：
1.1 打好学生理论基础
学生有一些测控技术课程的理论基础，例如传感 器、电子电路、单片机原理等，希望《虚拟与智能仪器 技术》课程的教学过程可以把学生所学的基础知识综合 起来，从而将不同的知识串联起来，构建好学生工科的 理论知识体系。
1.2 加强学生实践能力
大部分学生对理论知识已经有了一定的认识，但是缺乏将理论知识应用到实际的能力，就出现了“考试成绩优异，动手实践迷茫”的现象。在教学实施的过程中，要提高对学生将理论用于实践能力的要求，通过软 硬件平台的搭建和调试，在具体的实验设计中学生把知 识运用起来，用实践巩固理论知识，增强专业知识和动 手能力的联系 [4]。
1.3 拓展学生知识视野
虽然以往的教学内容基本满足学生的学习要求，但 是随着测控仪器技术的不断更新，教学内容也需要随之 发展。向现有的教学内容增加最新的时事热点，是满足 本技术领域的工程需求。
2 核心理念
2.1 教学内容的原则
教学内容具有科学性。添加的教学内容必须从正规 的、有权威的杂志期刊上获取，是符合相应课程的理论 体系的，对于一些未被证实的猜想可以简单介绍。
教学内容具有整体性。在设计教学方案时，不仅要 将“虚拟与智能仪器”的知识放在首位，其他相关课程 的知识也要融入其中，将本课程当作测控仪器的课程群 进行整体建设，从而锻炼学生的综合能力。
教学内容具有先进性。建议从近五年的杂志期刊上 添加新的教学内容，保证内容的实时性。
2.2 教学模式的主旨
教学模式要以引导学生参与教学过程为主要目的。 学生在教学过程中能发现问题、提出猜想、团队合作 等 ；教师负责正确引导学生，及时点拨学生，耐心纠正 学生。这样既能减轻教师的教学压力，又能提升学生的 课堂效率。
教学模式要以学生解决问题的过程为主要部分。教 学模式不仅看重教学成果，还注重学生解决问题的能 力、思维训练的效率、团队协作的意识等 [5]。从教学过 程来看，新的教学模式要细化到学生的每一个学习步骤， 覆盖到学生的每一个参与环节，提升学生的综合素质。
2.3 考核方法的创新
考核方法要涵盖所有的教学部分。教学由课堂、课 后和考试三部分组成，考核方法要涉及到教学的每一个 部分，不能让考试成绩决定一切。
考核方法要针对学生的综合能力。考核方法不仅要 测试学生的理论知识水平，还要评价学生发现问题、构思对策、动手实践、总结经验等能力 [6]。
3 课程设计
按照上述的教学目标和理念，以 LabView 软件教 学为例，作出具体的课程设计 ：
3.1 建立学生信息数据库
收集学生信息，建立学生的资料数据库。将学生学号作为用户名，再设定一个初始密码提供给学生进行初 次登录，如图 1 所示。初次登录后，学生可以随意更 改自己的密码，新密码会更新到数据库中，成为新的登 录数据。这是学校的辅助考评系统，所以不支持注册账 号，只有教务处可以添加学生账号。
3.2 建立互动式课堂
教学课程是理论和实验相结合的。理论教学可以是 视频录像和视频直播相结合的方式，实验教学需要在教 学界面上再设置一个可以供学生实时操作的平台。实验 教学的地点可以设置在学校的网络教室，教学的方式除 了教师的视频演示，还可以现场出题并采用抽签的方式 让学生参与到课堂。
例如，让学生设计一个简单的获取系统实时时间并 输出在前面板的程序，挑选的学生学号后两位是当天的 日期。如果该学生设计存在错误，如图 2 所示，请该同 学再随机挑选一名学生合作解决问题。若学生答对问题，教师总结知识点 ；若没有学生能 够解答，教师再公布正确做法，解释解题思路。
3.3 建立实时性答疑流程
创建课后交流群，每节课后先布置一些试题，让学 生巩固课堂知识，然后抽取个别学生阐述解题思路，再对学生课后习题的错误进行数据分析，最终作为学生的 平时成绩。标准答案再评分之后发在群里，学生也可以 在群里提出疑问。
试题主要以实验题为主，选择题、判断题和简答题 为辅。实验部分的习题以及考试系统需要与 LabView 软件中的程序规则相同。
3.4 建立质量和效率相结合的考核模式
期末测试的评分规则为“综合分 = 质量分 *70%+ 效率分 *30%、效率分 =( 期限天数 - 完成天数 )/ 期限天 数 *100”，结果四舍五入保留一位小数。完成时间即压 缩文件上传时间（多次上传以最后一次为准）。质量分 总分为 100 分，缺少程序步骤或模块扣每题 60% 的分， 妨碍程序运行的错误扣每题 40% 的分，影响程序运行 结果的错误扣每题 20% 的分，不影响运行结果的错误扣每题 10% 的分，同类错误不重复扣分 ；若超出完成 期限者视情况按缓考或缺考处理，缓考者效率分为 0。抄袭者的综合成绩为 0。
例如，期末测试时间为 3 天，从 9 月 1 日 9 ：00 至 9 月 4 日 9 ：00。甲学生 9 月 2 日 10 ：00 提交考卷，试 题分析结果如图 3 所示。
甲学生的质量分 =100*40%=40 分， 效率分 =(3-25/ 24)/3*100=65.3 分， 综合分=40*70%+65.3*30%=47.59 分。 加上甲学生的平时成绩，最终成绩录入教务系统。
4 总结
该课程建设将理论和实践紧密结合，加强了对学生 实践能力的锻炼 ；增强了课堂的师生互动，有利于引导 学生参与课堂 ；让教学内容渗透到更多方面，考核更加 公正全面 ；考评系统的加入减轻了教师的压力。
同时，该建设也存在一些局限性。课程种类单一， 不确定能否适用于其他课程 ；面向群体主要为在校大学 生，不确定是否能推广给其他群体 ；教辅考评系统需要 大量数据库的支持。
参考文献
[1] 周到,黄敏.基于LabView 串口的心电信号传输[J].科技创新 与应用,2019(2):32-33.
[2] 张利桃,孙悦,李嘉峪.基于“学习通”的公共任选课混合学 习设计与实施:以“数字化学习”课程为例[J].内蒙古师范大学 学报(教育科学版),2019,32(4):83-88.
[3] 章正伟,汤翠翠.浙江省高职院校航空类专业人才培养现 状及对策分析[J].当代教育实践与教学研究,2019(9):107- 108+111.
[4] 石春莹.实验室管理工作调研与对策探究[J].当代教育实践 与教学研究,2019(9):120-121.
[5] 周到,黄敏,刘丽君,等.基于超星学习通的虚拟仪器实验在线 课程建设[J].才智,2019(35):209.
[6] 吉淑娇,雷艳敏.基于网络平台的“虚拟仪器原理与应用” 重点课程建设研究[J].无线互联科技,2019,16(19):29-30.
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