《虛擬與智能儀器技術(shù)》課程教學(xué)分析及設(shè)計

?虛擬與智能儀器技術(shù)?課程教學(xué)分析及設(shè)計〔〕:

摘要：隨著時代的變遷和科技的開展，社會對儀器儀表的需求越來越迫切，在此方面的人才培養(yǎng)越發(fā)的重要。?虛擬與智能儀器技術(shù)?是一門教學(xué)生學(xué)習(xí)和運用儀器儀表知識的課程，然而，傳統(tǒng)教學(xué)過程中的一些問題降低了教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。本文結(jié)合現(xiàn)代教育的思想，整理改良的措施，提出建立的方案，從而提升學(xué)生的理論才能，進(jìn)步教學(xué)的效率。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器；教育創(chuàng)新；設(shè)計

AnalysisandDesignofTeachingof"VirtualandIntelligentInstrumentTechnology"

WANGChen1,CAOMin1,JIANGHaoran2

(1.ShanghaiUniversityoftechnology,Shanghai200093;2.NantongUniversity,NantongJiangsu226019)

【Abstract】：Withthechangesofthetimesandthedevelopmentofscienceandtechnology,thesocialdemandforinstrumentsisbeingmoreandmoreurgent,andthetalenttraininginthisfieldisbeingmoreandmoreimportant.Virtualandintelligentinstrumenttechnologyisacoursetoteachstudentstolearnanduseinstrumentknowledge.However,someproblemsinthetraditionalteachingprocessreducethequalityofteachingandstudentslearningefficiency.binedwiththethoughtofmoderneducation,thispapersortsouttheimprovementmeasuresandputsforwardtheconstructionplan,soastoimprovestudentspracticalabilityandteachinge?ciency.

【Keywords】：virtualinstrument;educationinnovation;design

學(xué)生在學(xué)習(xí)工科課程的過程中，純熟掌握編程語言是學(xué)好課程的根底才能，也是進(jìn)步學(xué)習(xí)效率的捷徑。與常見的編程語言不同，LabView是一款圖形化程序編寫軟件，它用框圖的形式替代了傳統(tǒng)的文本形式，視覺上起來更加通俗易懂，學(xué)生在編寫的過程中更加方便快捷，而且出現(xiàn)問題時更容易發(fā)現(xiàn)【1】。所以，深化的理解"虛擬儀器";知識、嫻熟的使用LabView軟件對于學(xué)生研究詳細(xì)的實驗會產(chǎn)生宏大的幫助。但是，在教學(xué)的過程中，學(xué)生對理論知識一知半解、理論中不知所措等問題照舊存在，這些問題阻礙了教學(xué)的施行，急需教育工作者提出對策，改善教學(xué)質(zhì)量【2】。

1預(yù)期目的

在本科和研究生階段，?虛擬與智能儀器技術(shù)?這門課程占據(jù)著越來越重要的作用，迫切需要教師更新教學(xué)內(nèi)容和改善教學(xué)方法【3】。為深化教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革，提出課程建立工程方案，工程建立的預(yù)期目的如下：

1.1打好學(xué)生理論根底

學(xué)生有一些測控技術(shù)課程的理論根底，例如傳感器、電子電路、單片機原理等，希望?虛擬與智能儀器技術(shù)?課程的教學(xué)過程可以把學(xué)生所學(xué)的根底知識綜合起來，從而將不同的知識串聯(lián)起來，構(gòu)建好學(xué)生工科的理論知識體系。

1.2加強學(xué)生理論才能

大局部學(xué)生對理論知識已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，但是缺乏將理論知識應(yīng)用到實際的才能，就出現(xiàn)了"考試成績優(yōu)異，動手理論迷茫";的現(xiàn)象。在教學(xué)施行的過程中，要進(jìn)步對學(xué)生將理論用于理論才能的要求，通過軟硬件平臺的搭建和調(diào)試，在詳細(xì)的實驗設(shè)計中學(xué)生把知識運用起來，用理論穩(wěn)固理論知識，增強專業(yè)知識和動手才能的聯(lián)絡(luò)【4】。

1.3拓展學(xué)生知識視野

雖然以往的教學(xué)內(nèi)容根本滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，但是隨著測控儀器技術(shù)的不斷更新，教學(xué)內(nèi)容也需要隨之開展。向現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容增加最新的時事熱點，是滿足本技術(shù)領(lǐng)域的工程需求。

2核心理念

2.1教學(xué)內(nèi)容的原那么

教學(xué)內(nèi)容具有科學(xué)性。添加的教學(xué)內(nèi)容必須從正規(guī)的、有權(quán)威的雜志上獲取，是符合相應(yīng)課程的理論體系的，對于一些未被證實的猜測可以簡單介紹。

教學(xué)內(nèi)容具有整體性。在設(shè)計教學(xué)方案時，不僅要將"虛擬與智能儀器";的知識放在首位，其他相關(guān)課程的知識也要融入其中，將本課程當(dāng)作測控儀器的課程群進(jìn)展整體建立，從而鍛煉學(xué)生的綜合才能。

教學(xué)內(nèi)容具有先進(jìn)性。建議從近五年的雜志上添加新的教學(xué)內(nèi)容，保證內(nèi)容的實時性。

2.2教學(xué)形式的主旨

教學(xué)形式要以引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)過程為主要目的。學(xué)生在教學(xué)過程中能發(fā)現(xiàn)問題、提出猜測、團(tuán)隊合作等；教師負(fù)責(zé)正確引導(dǎo)學(xué)生，及時點撥學(xué)生，耐心糾正學(xué)生。這樣既能減輕教師的教學(xué)壓力，又能提升學(xué)生的課堂效率。

教學(xué)形式要以學(xué)生解決問題的過程為主要局部。教學(xué)形式不僅看重教學(xué)成果，還注重學(xué)生解決問題的才能、思維訓(xùn)練的效率、團(tuán)隊協(xié)作的意識等【5】。從教學(xué)過程來看，新的教學(xué)形式要細(xì)化到學(xué)生的每一個學(xué)習(xí)步驟，覆蓋到學(xué)生的每一個參與環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.3考核方法的創(chuàng)新

考核方法要涵蓋所有的教學(xué)局部。教學(xué)由課堂、課后和考試三局部組成，考核方法要涉及到教學(xué)的每一個局部，不能讓考試成績決定一切。

考核方法要針對學(xué)生的綜合才能?？己朔椒ú粌H要測試學(xué)生的理論知識程度，還要評價學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、構(gòu)思對策、動手理論、總結(jié)經(jīng)歷等才能【6】。

3課程設(shè)計

按照上述的教學(xué)目的和理念，以LabView軟件教學(xué)為例，作出詳細(xì)的課程設(shè)計：

3.1建立學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫

搜集學(xué)生信息，建立學(xué)生的資料數(shù)據(jù)庫。將學(xué)生學(xué)號作為用戶名，再設(shè)定一個初始密碼提供應(yīng)學(xué)生進(jìn)展初次登錄，如圖1所示。初次登錄后，學(xué)生可以隨意更改自己的密碼，新密碼會更新到數(shù)據(jù)庫中，成為新的登錄數(shù)據(jù)。這是學(xué)校的輔助考評系統(tǒng)，所以不支持注冊賬號，只有教務(wù)處可以添加學(xué)生賬號。

3.2建立互動式課堂

教學(xué)課程是理論和實驗相結(jié)合的。理論教學(xué)可以是視頻錄像和視頻直播相結(jié)合的方式，實驗教學(xué)需要在教學(xué)界面上再設(shè)置一個可以供學(xué)生實時操作的平臺。實驗教學(xué)的地點可以設(shè)置在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教室，教學(xué)的方式除了教師的視頻演示，還可以現(xiàn)場出題并采用抽簽的方式讓學(xué)生參與到課堂。

例如，讓學(xué)生設(shè)計一個簡單的獲取系統(tǒng)實時時間并輸出在前面板的程序，挑選的學(xué)生學(xué)號后兩位是當(dāng)天的日期。假設(shè)該學(xué)生設(shè)計存在錯誤，如圖2所示，請該同學(xué)再隨機挑選一名學(xué)生合作解決問題。假設(shè)學(xué)生答對問題，教師總結(jié)知識點；假設(shè)沒有學(xué)生可以解答，教師再公布正確做法，解釋解題思路。

3.3建立實時性答疑流程

創(chuàng)立課后交流群，每節(jié)課后先布置一些試題，讓學(xué)生穩(wěn)固課堂知識，然后抽取個別學(xué)生闡述解題思路，再對學(xué)生課后習(xí)題的錯誤進(jìn)展數(shù)據(jù)分析，最終作為學(xué)生的平時成績。標(biāo)準(zhǔn)答案再評分之后發(fā)在群里，學(xué)生也可以在群里提出疑問。

試題主要以實驗題為主，選擇題、判斷題和簡答題為輔。實驗局部的習(xí)題以及考試系統(tǒng)需要與LabView軟件中的程序規(guī)那么一樣。

3.4建立質(zhì)量和效率相結(jié)合的考核形式

期末測試的評分規(guī)那么為"綜合分=質(zhì)量分*70%+效率分*30%、效率分=(期限天數(shù)-完成天數(shù))/期限天數(shù)*100";，結(jié)果四舍五入保存一位小數(shù)。完成時間即壓縮文件上傳時間〔屢次上傳以最后一次為準(zhǔn)〕。質(zhì)量分總分為100分，缺少程序步驟或模塊扣每題60%的分，阻礙程序運行的錯誤扣每題40%的分，影響程序運行結(jié)果的錯誤扣每題20%的分，不影響運行結(jié)果的錯誤扣每題10%的分，同類錯誤不重復(fù)扣分；假設(shè)超出完成期限者視情況按緩考或缺考處理，緩考者效率分為0。抄襲者的綜合成績?yōu)?。

例如，期末測試時間為3天，從9月1日9：00至9月4日9：00。甲學(xué)生9月2日10：00提交考卷，試題分析結(jié)果如圖3所示。

甲學(xué)生的質(zhì)量分=100*40%=40分，效率分=(3-25/24)/3*100=65.3分，綜合分=40*70%+65.3*30%=47.59分。加上甲學(xué)生的平時成績，最終成績錄入教務(wù)系統(tǒng)。

4總結(jié)

該課程建立將理論和理論嚴(yán)密結(jié)合，加強了對學(xué)生理論才能的鍛煉；增強了課堂的師生互動，有利于引導(dǎo)學(xué)生參與課堂；讓教學(xué)內(nèi)容浸透到更多方面，考核更加公正全面；考評系統(tǒng)的參加減輕了教師的壓力。

同時，該建立也存在一些局限性。課程種類單一，不確定能否適用于其他課程；面向群體主要為在校大學(xué)生，不確定是否能推廣給其他群體；教輔考評系統(tǒng)需要大量數(shù)據(jù)庫的支持。

參考文獻(xiàn)

【1】周到,黃敏.基于LabView串口的心電信號傳輸[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2022(2):32-33.

【2】張利桃,孫悅,李嘉峪.基于"學(xué)習(xí)通";的公共任選課混合學(xué)習(xí)設(shè)計與施行:以"數(shù)字化學(xué)習(xí)";課程為例[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版),2022,32(4):83-88.

【3】章正偉,湯翠翠.浙江省高職院校航空類專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及對策分析[J].當(dāng)代教育理論與教學(xué)研究,2022