LabVIEW平台在教育技术学科实验教学中的应用分析

【摘要】实验教学是高校教学活动的重要方式，文章从教育技术学科的课程设置和专业特点出发，首次提出了以LabVIEW平台为依托，与专业课程进行融合的思想，可有效解决课程实验教学改革与创新的问题与困难，为学科实验教学的建设与发展预示出广阔前景。

【关键词】实验；LabVIEW；课程：融合

【中图分类号】G40-057　【文献标识码】A　【论文编号】1009-8097(2012)08-0113-04

引言

实验教学是在教师指导下学生运用相应的仪器设备进行独立作业，观察事物和过程的发生变化，探求事物的规律，以获得知识和技能的一种教学方式。实验教学的仪器设备水平常被作为学校教学、科研水平的重要标志。因此实验室建设应立足于高起点，跟踪国际先进水平，运用新技术、新知识，创造优良的实验环境，才能培养出高素质、具有创新能力的人才。

教育技术学科的有关课程实验，作为重要的教学方式贯穿在整个教育技术学科的教学体系中，推动着知识深化、实践应用与创新发展。但因学科课程的实验教学大多依附于理论课程体系，课时较少，实验教学内容相对陈旧，削弱了学生对实验教学的兴趣，难以调动学生学习的积极性和主动性。在信息时代知识经济和创新教育的大环境下，社会要求教育技术学科培养出理论功底扎实，具有较强实践科研能力和创新精神的人才。这就必须改革学科课程的实验教学模式，培养学生创新意识，提高实验教学效果。而学习和掌握LabVIEW开发平台，对于学生全面掌握理论知识并融入实践，提高动手能力，培养科学思维方式及创新能力有着深远影响。本文首先对LabVIEW开发平台作简要的介绍，然后深入探讨与教育技术学科的部分课程进行融合的重要意义与实现的可行性。

一　LabVIEW开发平台

1　LabVIEW(Laboratory Virtual InstrumentEngineering Workbench)

LabVIEW是由美国国家仪器公司(NationalInstruments，简称M)开发，采用数据流编程方式，由图标替代文本命令创建应用程序的图形化编程语言，目前最新版本为2011。与传统程序根据语句和指令的先后顺序决定执行顺序的方式不同，如图l的程序框图中，节点或图标之间的数据流向决定了Ⅵ及函数的执行顺序。LabVIEW的图形化源代码类似于流程图，因此又被称作程序框图代码或G代码。程序框图是图形化源代码的集合，决定了Ⅵ的运行方式，利用图形化表示的函数来控制前面板对象。前面板对象在程序框图上显示为图标接线端，连线将输入控件和显示控件的接线端与Express Ⅵ、Ⅵ和函数相互连接，数据从输入控件沿着连线流向Ⅵ和函数，最终流向显示控件。Ⅵ即虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。有着类似于实物仪器的外观和操作，通过对其属性的设置可对数据进行采集、显示、分析及存储，帮助用户减少编程中的差错。Ⅵ的前面板由用户创建的各种输入控件和显示控件界面构成，输入控件对应实物仪器的按键、旋钮和开关等部件，显示控件对应实物仪器显示屏中的波形、刻度和发光二极管、数码管等部件。用户创建自定义界面时，通过添加各种图标而生成代码，达到控制前面板对象。由于LabVIEW的接口遵循国际标准，因而可与大多数硬件设备进行通信。

2　模块组成

LabVIEW主要包含六大类近50种的模块及工具包，涵盖了多种行业，如电子电气工程、计算机工程、机械工程、生物工程、物理、化学工程等工程领域中的测试测量和自动化等领域的应用，见表1，全球财富500强中85％的生产制造企业都采用Ⅻ的虚拟仪器技术，其中包括IBM、Intel、SIEMENS、HP、MicrosoR等知名企业。

3 LabVIEW的优势

与许多价值昂贵的传统仪器设备相比，LabVIEW软件及与其相关的硬件优点在于：

(1)开发平台易学易用、资源丰富，能缩短开发虚拟仪器的周期。

(2)由用户使用软件平台自主开发更有针对性的虚拟仪器，灵活性强，性价比高。

(3)通用的数据接口使数据更易处理与交换。

(4)软件平台的性能随着计算机硬件配置的提升而提升，是虚拟仪器运行速度的保障，不受测量设备硬件生产厂商的限制。

其高性价比为其广泛应用奠定了良好的基础。

二　教育技术学科的实验课程设置

1　教育技术学科课程的总体状况

根据学科的专业性质和教学计划，教育技术学科毕业生的培养目标应是教育信息化的实践者、管理者和研究者。在专业实践方面，能够承担教学与培训设计、资源开发、环境建设与管理等具体工作，并通过不断学习能把握教育信息化发展的趋势，胜任新的要求。在促进学科发展方面，能够与教育界同行进行有效交流，共同推动现代科技条件下教育事业的发展。还应根据各校培养规格的实际情况，去进行教学设计。研究型培养计划的学时分配，应适当向基础课、专业基础课倾斜，实践教学环节要注重学生创新能力的培养；应用型培养计划的学时分配，应适当向传授专门应用技术的专业课倾斜，实践教学环节注重培养学生应用所学专业知识的能力。

2　具有实验的课程介绍

以教育技术学科师范类本科专业为例，学生四年内最低修读164.5学分(含教育实习、毕业论文的25学分)。其中课程中具有实验的统计见表2。

在进行统计的41门课程中与计算机相关的课程占绝大多数。可有目的有重点的在教学计划中挑选一些课程作为与LabVIEW软件融合的例子，并将它们分成电子类和计算机相关课程类，其中电子类的课程包括电视原理与系统、电子线路、数字电路、数字电视，计算机相关课程类包括c程序设计、计算机网络、人工智能概论、数据库原理、网络工程、微机原理、网络教学资源与应用。这些课程的理论学时数与实验学时数堆积图如图。

三　LabVIEW与教育技术学科课程融合

1　融合的必要与可能

教育信息技术学科的相关教师，有能力在较短的时间内利用LabVIEW图形编程环境结合专业开设课程，灵活生动地将授课内容展现出来，可极大增强学生的学习积极性和主动性。经调查分析，一些开设了教育技术学科专业的高校，大多只是在个别或小部分课程中用到了LabVIEW其中的仿真模块Multisim，还有许多模块和工具包可以进行应用开发与利用，课程融合潜力很大。