曹原 王璐子

摘要：虛擬儀器技術(shù)課程是電子信息專業(yè)的一門專業(yè)平臺(tái)必修課，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方式并不適合本課程特點(diǎn)，通過對虛擬儀器技術(shù)課程知識(shí)與學(xué)生接受方式的研究，提出采用項(xiàng)目教學(xué)方式，將整門課的知識(shí)點(diǎn)穿插在大大小小的項(xiàng)目中，通過對比發(fā)現(xiàn)，采用項(xiàng)目教學(xué)法的班級，從主觀認(rèn)知到考試成績都超過采用傳統(tǒng)教學(xué)方式的班級。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器技術(shù);LabVIEW;項(xiàng)目教學(xué);教學(xué)方式;考核方式

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）07-0159-02

虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，為電子工程師提供理想的設(shè)計(jì)工具，是電子工程師和電子工程類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)基本技術(shù)，具有很高的實(shí)用性。本課程的主要目的是使學(xué)生掌握LabVIEW軟件的使用方法，能夠用LabVIEW實(shí)現(xiàn)虛擬儀器測試測量等目的。

一、改革原因

虛擬儀器是1986年由美國國家儀器公司首先提出的，是指通過程序編制將通用計(jì)算機(jī)與數(shù)量有限的功能板卡相結(jié)合所構(gòu)成的功能靈活、模塊化、操作方便且可視化的軟件系統(tǒng)。用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣，利用虛擬儀器系統(tǒng)完成相應(yīng)的控制、數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)和顯示等操作。LabVIEW是NI公司開發(fā)的采用圖形化程序語言——G語言，通過各功能圖標(biāo)間的邏輯連接實(shí)現(xiàn)程序功能的圖形化程序設(shè)計(jì)軟件，是虛擬儀器的主要支持技術(shù)之一，也是電子信息工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)必修課的學(xué)習(xí)對象。

通過近年的教學(xué)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)授課模式已不適應(yīng)虛擬儀器技術(shù)課程的教學(xué)，在學(xué)習(xí)中將指令系統(tǒng)放在一起講，幾十條指令和模塊使學(xué)生覺得枯燥，而且不知用在什么地方，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在對電子信息工程專業(yè)2011級和2012級，共131位學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)他們在剛接觸本門課程時(shí)，因直觀性和可操作性，興趣很高，達(dá)到96.2%;但課程進(jìn)行到學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時(shí)，學(xué)生開始感覺到枯燥無味，其中23.7%的學(xué)生興趣下降，對課程失去興趣的比例達(dá)到9.2%;到課程結(jié)束前對數(shù)組和簇函數(shù)的講解時(shí)，有高達(dá)32.8%和27.5%的學(xué)生對復(fù)雜的函數(shù)內(nèi)容興趣下降和失去興趣，總數(shù)超過60%。基于這一現(xiàn)狀，對虛擬儀器技術(shù)課程的教學(xué)改革，已經(jīng)刻不容緩。

二、改革方案

改革分為兩個(gè)部分：教學(xué)方式改革和考核方式改革。

教學(xué)方式改革是針對傳統(tǒng)教學(xué)弊端，采用項(xiàng)目教學(xué)法，把大綱中要求的授課內(nèi)容通過具體的項(xiàng)目體現(xiàn)出來，是學(xué)生自己動(dòng)手計(jì)劃，從選題到查找資料，到分工協(xié)作，再到發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，最終完成項(xiàng)目。在完成項(xiàng)目的過程中，組內(nèi)學(xué)生分工合作，互相幫助，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。項(xiàng)目設(shè)計(jì)是學(xué)生所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，教師在這一過程中既要給予耐心指導(dǎo)，又要大膽放手讓學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。通過這一過程，原本枯燥無味的知識(shí)通過項(xiàng)目的逐步建設(shè)，被學(xué)生了解和掌握，達(dá)到教學(xué)目的，也會(huì)讓他們對本門課程所學(xué)知識(shí)在實(shí)際工作中的應(yīng)用，有一定的認(rèn)識(shí)和思考，培養(yǎng)動(dòng)手協(xié)作等能力。

在教學(xué)方式改革中采用項(xiàng)目教學(xué)法，它是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作所進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。項(xiàng)目是指以生產(chǎn)一件具體的具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品為目的的任務(wù)，應(yīng)滿足以下條件：該工作過程用于學(xué)習(xí)一定的教學(xué)內(nèi)容，具有一定的應(yīng)用價(jià)值;能將某一教學(xué)課題的理論知識(shí)和實(shí)際技能結(jié)合起來;學(xué)生有獨(dú)立制訂計(jì)劃并實(shí)施的機(jī)會(huì)，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)可以自行組織、安排學(xué)習(xí)行為;有明確而具體的成果展示;學(xué)生克服、處理項(xiàng)目工作中出現(xiàn)的困難和問題;學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)，師生共同評價(jià)項(xiàng)目工作成果。整門課圍繞項(xiàng)目展開，以項(xiàng)目的開發(fā)步驟作為講課順序，將LabV IEW課程的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)拆開，插入開發(fā)項(xiàng)目過程中，引導(dǎo)學(xué)生邊干邊學(xué)，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

實(shí)施方法有兩種，一是學(xué)生使用教帥提供的示范項(xiàng)目，學(xué)完LabVIEW課程大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容。二是添加實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)操作，學(xué)生分組制定和實(shí)施項(xiàng)目。本課沒有課程設(shè)計(jì)，但可以在課程最后階段添加實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)，由學(xué)生分組制定和實(shí)施項(xiàng)目，在教師給出的多個(gè)題目中選擇，或自擬題目自主選擇。在設(shè)計(jì)過程中，通過組內(nèi)討論研究，分工協(xié)作，共同確定實(shí)施方案。

考核方式改革是指依托教學(xué)方式改革，把教學(xué)方式改革中添加的項(xiàng)目教學(xué)成績加入學(xué)生的最終成績中，打破一考定結(jié)果的局面。在項(xiàng)目實(shí)踐中考查知識(shí)的掌握水平，把對動(dòng)手能力、思考能力和解決問題能力等的考查添加到課程考核中，不但全面，而且更科學(xué)。

考核方式改革，根據(jù)改革目標(biāo)，分學(xué)生、分階段地對在項(xiàng)目實(shí)施過程中所表現(xiàn)出來的能力進(jìn)行打分，按照知識(shí)掌握能力占成績主體、實(shí)際操作和思考解決問題能力為成績輔助的方式，綜合地給學(xué)生一個(gè)科學(xué)分?jǐn)?shù)，體現(xiàn)真實(shí)水平和綜合能力。

其中，項(xiàng)目考查采用考查表形式，表中請學(xué)生填寫姓名、學(xué)號(hào)和項(xiàng)目名稱等，由教師根據(jù)學(xué)生完成情況和對項(xiàng)目的認(rèn)識(shí)與思考進(jìn)行打分。

M=A*50%+B*50%+C*50%+D*50% 公式（1）

其中，M為學(xué)生此次項(xiàng)目的成績，A為基本操作與功能實(shí)現(xiàn)，B為操作熟練程度與解決問題能力，C為對項(xiàng)目的理解與認(rèn)識(shí)，D為思考與創(chuàng)新。

在最終成績中，項(xiàng)目成績占40%，實(shí)驗(yàn)占20%，期末成績占40%，這樣能夠更科學(xué)地體現(xiàn)學(xué)生的成績。

三、改革成果

按照改革計(jì)劃，在學(xué)期中對學(xué)生進(jìn)行調(diào)查和分析，通過調(diào)查的數(shù)據(jù)，可以得到改革的效果。

1.學(xué)生感受。對于教學(xué)改革的效果，學(xué)生最有發(fā)言權(quán)。我們對電子信息工程專業(yè)129412班的42位學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，通過對項(xiàng)目體系評價(jià)的調(diào)查，學(xué)生對項(xiàng)目體系的評價(jià)很高，其中認(rèn)為“項(xiàng)目體系對知識(shí)掌握的幫助度”和“項(xiàng)目體系對軟件設(shè)計(jì)與操作的作用”比較大給予自身很大幫助的學(xué)生達(dá)到50%以上，認(rèn)為“項(xiàng)目體系對軟件設(shè)計(jì)與操作的作用”和“項(xiàng)目體系對創(chuàng)新思維的作用”給予自己很大幫助的也超過三分之一。而認(rèn)為項(xiàng)目體系總體評價(jià)結(jié)果理想的人數(shù)比例超過50%，超過90%以上的認(rèn)為較好。從這些數(shù)據(jù)可以看出，學(xué)生對項(xiàng)目教學(xué)整體持肯定態(tài)度，且認(rèn)為對理論知識(shí)和軟件操作有很大的幫助。

在對學(xué)生知識(shí)掌握程度的調(diào)查得知，采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)法的129412班學(xué)生的自我評價(jià)普遍高于沒有采用項(xiàng)目法的129411班，其中“知識(shí)掌握的程度”中，129412班選擇“很好掌握知識(shí)”的學(xué)生達(dá)到47.6%，“較好掌握”的學(xué)生也達(dá)到35.7%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于129411班的28.2%和34.8%，從此可以看出，沒有采用項(xiàng)目教學(xué)法的班級，學(xué)生掌握知識(shí)的效果低于采用項(xiàng)目教學(xué)的班級。在“掌握知識(shí)的容易程度”中，129412班選擇“很容易掌握知識(shí)”的學(xué)生達(dá)到38.1%，“比較容易掌握”的學(xué)生達(dá)到31%，相對應(yīng)的129411班只有17.4%和2.9%。通過對比發(fā)現(xiàn)，采用項(xiàng)目教學(xué)法的班級，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握知識(shí)要容易許多，這正是項(xiàng)目教學(xué)法想要達(dá)到的目的。

在征求學(xué)生建議的“存在的問題與建議”環(huán)節(jié)中，采用項(xiàng)目教學(xué)法的129412班的問題主要集中在：進(jìn)度太慢，部分細(xì)節(jié)沒有聽懂，希望更多地與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系。沒有采用項(xiàng)目教學(xué)法的129411班的問題主要集中在：有些難點(diǎn)聽不懂，練習(xí)太少，有些圖會(huì)畫但是不明白原理。從不同的建議可以看出，沒有采用項(xiàng)目教學(xué)法的學(xué)生的問題主要存在于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，采用項(xiàng)目教學(xué)法的學(xué)生的問題則是在掌握基礎(chǔ)之上對知識(shí)的更高追求和知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用。由此可以看出，采用項(xiàng)目教學(xué)法，使學(xué)生的基礎(chǔ)掌握得更牢固，思想更開闊。

2.成績分析。從最直接的分?jǐn)?shù)分析，兩個(gè)班級在完成題目測試后發(fā)現(xiàn)，對相同的測試題目，129412班90分以上的達(dá)到23.8%，成績達(dá)到80分以上也就是“良”的學(xué)生比129411班多22.6個(gè)百分點(diǎn)。也就是說，在優(yōu)等生中，129412班學(xué)生掌握知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)的水平明顯比沒有采用項(xiàng)目教學(xué)法的129411班高很多。從“70～79分”和“60分以下”兩個(gè)數(shù)據(jù)來看，在成績比較差的學(xué)生中，129412班以14.3%對129411班的32.7%，凸顯出項(xiàng)目教學(xué)法對基礎(chǔ)較差的學(xué)生也能很好地提高知識(shí)水平。

四、總結(jié)

應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂?xiàng)目為中心，以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)際操作為中心，把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力放在首位。通過一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，從學(xué)生掌握知識(shí)的水平到測試，以及采用項(xiàng)目教學(xué)法與未采用的班級進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)采用項(xiàng)目教學(xué)法的班級，無論學(xué)生自身對掌握知識(shí)的感受還是測試成績，都比未使用項(xiàng)目教學(xué)法的班級好很多。由此可以得出結(jié)論：在虛擬儀器技術(shù)課程中，采用項(xiàng)目教學(xué)法，有助于學(xué)生更好地掌握課程知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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