教育探讨 “ 虚拟仪器”课程教学探讨 文／王光亮王琨 摘 要：首先介绍虚拟仪器技术在现阶段的发展，分析了“虚拟仪器”课程的现状，然后结合目前高等职业 院校的实践教学，介绍了对“虚拟仪器”课程在教学方面进行的改革撂索。 关键词：虚拟仪器；实践；教学研究 中图分类号：Ｇ７１２ 文献标识码：Ｂ 文章鳊号：１００９－９１６６（２０１１）０２９（ｃ）一０２ｌｏ一０２ 随着计算机技术、现代测量技术的发展，近年 融入高等职业教育教学经验成果等，这些方面的教 来虚拟仪器技术得到了迅猛的发展。虚拟仪器技术 学研究还鲜见成果，而这些研究的开展和深入， 广泛应用于军事、民用的各个领域，特别是仪器、 是职业教育人才培养和教学效能的关键。在职业院 测量与控制、自动化等领域。在电子测试自动化行 校， “虚拟仪器”教学效率和效果都有大幅度提高 业，也已经逐渐成为主流技术。在许多应用中，虚 的空间。 拟仪器已经取代了传统仪器。虚拟仪器技术在电子 测试自动化行业已经逐渐成为主流技术。电子信息 产业日益规模化、专业化；技术日益复杂，产品质 量要求日益严格，电子测试自动化已经成为企业提 升产品质量竞争力和成本竞争力的有效手段。 “虚拟仪器”课程现状 为适应技术发展和人才需求，短期内国内众多 院校增设了“虚拟仪器”课程，并在实验、实习、 毕业设计、一些大学生设计大赛等教学环节和活动 中增加了相关内容。目前的“虚拟仪器”教学主要 集中在推广虚拟仪器技术的应用上面，类似于许多 信息技术和工具软件发展初期情况。相关专业一般 将“虚拟仪器”作为一种工具、一个软件在教学。 作为专业应用的软件和工具基础，如何面向电子测 试自动化岗位技能培养，安排对应的有效的教学内 容，以及如何按照教育教学规律和认知规律，有效 一、二 以实践为中心的理实一体化课程内容设计 为满足日益旺盛的人才需求，淄博职业学院（以 下简称“我院”）率先开设了“虚拟仪器”课程以 及相关的训练环节，一定程度满足了市场对人才知 识、能力等方面需求。随着高等职业教育改革的深 人，实践教学地位不断提高，相应的教学保障日益 加强，这对虚拟仪器相关教学改革提出了要求，也 提供了机遇。在这样的背景下，课程组总结、应用 相关教学经验和成果，逐步开展了实践为中心、实 践理论一体化的“虚拟仪器”教学。并基本形成了 面向区域岗位机能培养的有效的教学内容，以及结 合认知规律和教育规律的高效的教学模式。 实践中心、能力本位已经成为高等职业教育的共 识。然而，实际教学过程中，高等职业教育还没有 彻底摆脱原有的高等工程专科教育模式，其主要特 点之一就是理论教学还处于绝对中心地位。这表现 项目。评价内容包括：零件图视图表达方案选取的 优劣，尺寸标注是否正确、完整、清晰、合理，技 术要求是否符合零件工艺性能等。教师应和学生一 起检查图纸，一起分析问题。然后各团队小组选派 名代表，上台介绍讲解整个零件测绘的过程，并 对整个项目的实施情况进行总结，详细说明团队内 的分工及工作项目成果的完成情况。同时指导教师 要结合测绘成果，对团队和个人进行恰当的分析和 评价，重点评价项目的完成质量和效果。要善于总 结和比较学生的优点，引导学生学习他人的长处， 使学生的综合能力在总结评估中得到提高。 一与沟通，提高了他们的团队合作意识和沟通能力， 对于将来就业后与社会的接触打下了很好的基础。 ３、通过对项目教学中出现的困难和问题的解 决，培养他们独立分析问题、解决问题的能力，增 强了学生自主学习的意识。 由此可见，在零件测绘中引入项目教学是有助 于提高学生的自主能力，培养其独立解决问题的能 力，通过对项目计划的制定，实施和评价，熟练掌 握了零件测绘的基本步骤，将所学的制图理论知识 应用于实践，提高了自身的职业素质，为将来的就 业打下了牢固的基础。 经过多年的零件测绘实践教学，证明了项目教 作者单位：淄博职业学院电子电气工程系 学法符合零件测绘实践性、渐进性、层次性强的特 作者简介：李轩，男，讲师，淄博职业学院电子 性，取得了很好的效果，主要表现在以下几个方 电气工程学系，研究方向，机械制造及其自动化。 面： 参考文献： ［１】何兵．高职机械类专业机械制图教学改革的研究与实践［Ｊ】． 职业教育研究，２００６（６）：２０－２１． １、项目任务是由学生自己制定的，增强了他们 的主观能动性，从而会积极地运用所学过的理论知 识完成整个测绘过程。 ２、分成各个小组，加强了学生之间的团队合作 ２１０工会博览・２０１１・１０中旬刊 【２】张志勇．创新教育中国教育范式的转型【Ｍ】．山东教育出版 教育探讨 在：学时分配上，理论教学还占有大部分时间；教 学保障上，管理体系建设、师资投入上等，理论教 学还占有更多资源。如何有效地将更多的学时和资 源用于实践教学，是更加有效培养应用型、岗位技 能型人才的关键。这其中，教学内容设计和安排， 是最基本的，也是最关键的。将知识点、能力点和 素质要求有机融合于实践教学当中，形成实践为中 心的教学内容，才能真正使教学资源转向实践教 学，更有效利用资源，培养应用型人才。 教学内容取材于实际的工程项目，根据知识点 将整个项目分解开来，由简单到复杂、由局部到整 体、由分立到综合。中间穿插简单实用的例子，将 知识点与项目内容有机结合。采用本地区工程实际 项目为内容，在整体结构上，将知识点与具体实例 应用相融合，使原理浅显易懂，应用针对性更强。 “虚拟仪器”课程内容设计从根本上走出了一只 粉笔、一块黑板的教学模式。我们建立了虚拟仪器 实验室，以一系列使用性、操作性、应用性项目为 主，设计了认知、使用、测试、集成、应用等一系 列实验和训练模块。由于教学内容本身即是围绕实 践活动展开，整个教学过程中，教学文件准备、设 备配置、教学监控等都是实践教学的有机部分。 教学内容具体设计上，包括工程实例展示、简 单的室内温度监控实例设计以及操作界面设计、图 形与图表设计、文件Ｉ／０与数据采集、数字信号处 理、仪器控制与网络通信、访问数据库８方面项目。 首先引入一个完整的工程实例，先从整体上使学生 认识虚拟仪器在工程应用中的作用和特点，了解应 用中基本的技术组成，有利于学生明确课程的任务 和目的，也有利于激发学生学习热情。通过讲解一 些基本的功能模块，引导学生构建一个简单的室内 温度监控的实例，开始课程内容的学习。通过引导 学生剖析自己试作的实例，总结一个典型的应用所 目化教学专用教室和实验室、实习基地，按照认知 规律和教育规律，形成实践为中心的理论实践一体 化教学模式，实践教学和理论教学多次循环、相互 渗透。 （二）以学生为中心、能力为目标，实施项目 化教学以企业工程案例和典型系统为内容，构建项 目化教学内容体系，针对性地培养认知、使用、构 建、测试、综合创新等能力。通过学生、教师、情 景的互动，提高效率，形成易于深化能力和素质内 化的情景氛围，最终达到培养关键能力和职业素质 的目的。 （三）采用先进的教育教学手段，提高效率使用 先进的教学技术与手段，提高教学效率。营造工程 仿真环境，使用先进的虚拟仪器，使学生技能、技 术训练更接近生产实际。利用网络与多媒体技术， 提高教学效率和教学资源容量。 （四）目标考核与过程考核相结合。落实能力培 养坚持以能力培养为中心的指导思想，考核目标包 括教学大纲要求的电路分析基本知识，基本理论和 新技术知识；教学大纲要求学生掌握的基本技能， 包括元器件识别与质量鉴别能力、仪器仪表使用与 电路测试能力、故障分析检测与排查能力以及对出 现问题的归纳总结能力。考核分为平时成绩和期末 考试两大部分，其中平时成绩包括平时表现和平时 项目成绩。平时表现包括出勤＋作业＋课堂回答＋遵 守实训室制度、遵从工程规范占２０％；平时各个实 训项目的成绩占４０％；期末成绩占４０％。 四 学以致用，开展个性化教学，以点带面，扩 大课程教学 经过完整的学习和训练，学生掌握了虚拟仪器 有关的设计方法，也设计完成了一些典型的应用实 例。然而，仅仅一门课程的学习，无论从时间上、 强度上和广度上，还不能较好地达到岗位技能人才 需要的功能组成，进而逐步展开学习。 的素质和能力要求。但是，教学中我们也发现，一 三、实践为中心的理实一体化教学模式 些学生学习过程中兴趣浓、基础好，渴望进一步学 如前所述，通过设计实践为中心的教学内容， 习。这部分学生在课程学习中已经崭露头脚，在学 确立了实践教学的中心地位，从而使教学资源转向 生中已经确立了优势地位。本着因材施教的原则， 实践教学过程。然而，多年来，实践教学长期附属 也为了将“虚拟仪器”教学进一步推进，我们在研 于理论教学，缺少教学规划和教学研究上的积累， 究性课程／大学生实践创新训练计划项目、毕业设 还没有形成自己完整、有效的教学体系，还没有形 计中开展了虚拟仪器有关的教学工作。教师结合虚 成自己的教学模式。 “虚拟仪器”教学中，课题组 拟仪器现场应用情况，引导一部分学生开展更为复 强调培养理念必须从知识本位转变为能力本位，实 杂的虚拟仪器应用项目设计开发，为学生提供更为 现基本技能、方法能力和职业能力的全面培养。同 广阔的学习和训练舞台。 时，要通过教学模式创新，在教与学的过程中，坚 作者单位：淄博职业学院电子电气工程系 作者简介：王光亮（１９８１一），男，山东淄博 持学生为主体、教师为主导，实现学生成功学习和 自主学习，初步形成了实践为中心的实践与理论一 人，淄博职业学院电子电气工程系，讲师。参考文献： 体化教学模式。 【１］－ｑ文华．虚拟仪器一一高校实验室设备的发展方向【Ｊ】．仪器 （一）以“应用、实践”为主旨，构建“实践为 仪表用户，２００５（１）：３． 导向、教学做合一”的教学模式岗位技能型人才培 【２】刘萍，曹慧，邱鹏．虚拟仪器的发展过程及应用【Ｊ】．山东科 养要求教学内涵需要以“应用、实践”为主旨，岗 学，２００９，（２）． 位技能和综合实践能力的形成，都需要职业岗位与 ［３】李梅，刘俊华，袁文菊．虚拟仪器技术课程教学改革与实践 工程技术环境。 “虚拟仪器”将教学从课堂搬到项 …．文化与教育技术，２０１０，（４）．工会博览・２０１１・１０中旬刊 ２１１