朱斌++邢應(yīng)壽++付嬌

摘 要：《電路基礎(chǔ)》是測(cè)控技術(shù)與儀器、電子信息科學(xué)與技術(shù)等電子電氣類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)，課程教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。借助LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)工具，教師把電路理論的實(shí)驗(yàn)演示融入課堂理論教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，幫助學(xué)生加深和鞏固對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際目的，從而促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞：電路基礎(chǔ) 教學(xué)改革 教學(xué)質(zhì)量 LabVIEW

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（c）-0166-03

Abstract：Circuit Foundation is a basic course for undergraduates majoring in electrical and Electronic Science and technology， such as measurement and control technology and instrument， electronic information science and technology. It is the theoretical basis of the following professional courses. The teaching quality of the course has a direct impact on the follow-up professional courses. With the help of LabVIEW software tools， the teachers put the circuit theory into the classroom teaching， thus arousing the students' interest and enthusiasm. The virtual experiment system can help students to deepen and consolidate the theoretical knowledge to understand and master， to achieve the purpose of combining theory with practice， so as to promote the improvement of teaching quality.

Key words： Circuit foundation Teaching reform teaching quality LabVIEW

《電路基礎(chǔ)》是高等院校電類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程主要講授電路的基本規(guī)律和分析方法，是后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)《模擬電路》、《數(shù)字電路》等課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，也是學(xué)生從事具體技術(shù)工作的重要理論基礎(chǔ)[1]。由于該課程與中學(xué)階段物理知識(shí)的銜接存在跨度大，內(nèi)容抽象，理論知識(shí)不易理解理解等諸多問(wèn)題，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)普遍感覺(jué)難度大，難掌握。在教學(xué)過(guò)程中，教師也普遍感覺(jué)課程的教學(xué)進(jìn)度滯后，教學(xué)學(xué)時(shí)緊張，教學(xué)難度大。因此，如何在有限的教學(xué)時(shí)間里，讓學(xué)生更好地掌握和理解抽象的理論知識(shí)，并根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，需要借助現(xiàn)代仿真軟件的優(yōu)勢(shì)，在理論教學(xué)中適當(dāng)引入虛擬實(shí)驗(yàn)，一方面能夠幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握，另一方面，可以將抽象的理論知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。為此，課題組在電路基礎(chǔ)的課堂理論教學(xué)中，適當(dāng)引入用LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)實(shí)例，從而提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

1 LabVIEW簡(jiǎn)介

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)以及虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也隨之得到發(fā)展。LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境，它被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，并且廣泛應(yīng)用，被公認(rèn)為是一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件[2]。于是利用LabVIEW軟件便可以仿真完成《電路原理》這一門課程的大部分實(shí)驗(yàn)。而且作為一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的效率和質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)中充分實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合；其次，它能夠更好的完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)，且虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有較強(qiáng)的交互性和實(shí)時(shí)性，激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造性思維。同時(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還可以減少購(gòu)買實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開(kāi)支，以及能夠節(jié)省相關(guān)的人力和物力。

2 LabVIEW在理論教學(xué)中的應(yīng)用

變壓器是利用互感實(shí)現(xiàn)從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳輸能量或信號(hào)的一種器件，理想變壓器是一種特殊的無(wú)損耗全耦合變壓器，它是由實(shí)際變壓器抽象成的理想電路元件，是對(duì)互感元件的一種理想化抽象。理想變壓器任何時(shí)候吸收的功率恒等于零，說(shuō)明理想變壓器既不儲(chǔ)能也不耗能，而只是起變換參數(shù)的作用[3]。

由于學(xué)生普遍對(duì)不可見(jiàn)的磁場(chǎng)比較陌生，因此學(xué)生對(duì)這一部分知識(shí)的理解和掌握容易出現(xiàn)困難。為此，利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了變壓器的仿真實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求在前面板中設(shè)置4個(gè)數(shù)值輸入控件用來(lái)設(shè)定幅值、頻率以及原線圈匝數(shù)和副線圈匝數(shù)。設(shè)置兩個(gè)數(shù)值顯示控件用來(lái)顯示輸入、輸出電壓的有效值U1、U2。再設(shè)置兩個(gè)波形顯示控件，用來(lái)觀察輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的波形變化[4]。變壓器虛擬實(shí)驗(yàn)的面板設(shè)計(jì)如圖1所示。

程序框圖設(shè)計(jì)好后，進(jìn)入前面板，對(duì)數(shù)值輸入控件進(jìn)行賦值，再選擇需要測(cè)量的波形，點(diǎn)擊運(yùn)行，即可得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。正弦波實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，從運(yùn)行結(jié)果可以很直觀地觀察輸入信號(hào)波形與輸出信號(hào)波形的對(duì)比情況，教師在課堂上講授本部分理論知識(shí)時(shí)，配合該虛擬實(shí)驗(yàn)演示，能夠很好地幫助學(xué)生對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和掌握。

與之相似，課題組對(duì)《電路原理》課程中的9個(gè)電路實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，用來(lái)輔助理論課的教學(xué)。當(dāng)運(yùn)行VI時(shí)，選擇其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊開(kāi)，就可以開(kāi)始相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)界面如圖3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

如何將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好地融合，從而促進(jìn)理論教學(xué)的效果和質(zhì)量是電路基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)認(rèn)真思考的問(wèn)題，借助先進(jìn)的仿真軟件，將“實(shí)驗(yàn)”帶上課堂，可以更好地利于教師對(duì)抽象理論知識(shí)的講解，同時(shí)也能很好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解和把握，實(shí)踐證明，這種方法能夠有效地提升教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 邵琳林.“電路原理”課程教學(xué)的改革與探索[J]. 科技資訊， 2016（20）：113-114.

[2] 何玉均，高會(huì)生.LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)教程[M].北京：人民郵電出版社， 2012.

[3] 馬雪.寬帶無(wú)線射頻技術(shù)的研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2014.

[4] 付嬌.《電路原理》虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].重慶：長(zhǎng)江師范學(xué)院，2016.