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论文关键词:LabVIEw;网络通信;虚拟实验室 在高校电气电子信息类课程中,实验是重要的教 学手段之一。学生通过实验,可以加深对所学知识的 理解,增强学习的兴趣,提高动手能力,锻炼在实践中 发现问题和解决问题的能力[1]。 但是,近年来各高校纷纷扩招,学生人数急剧增 加,实验窒设备和规模都难以满足实验教学的需要,实 验室常规设备有的已经老化,有的技术上落后于当今 科技发展。在当前学校经费有限的情况下,如果大量 配置常规仪器、设备,学校财力难以做到。又因为学科 基础实验室是面向所有的工科专业,教学任务异常繁 重,实验室在一段集中的时间内基本上安排的是满足 教学大纲要求的常规实验,实验学时是固定的,学生操 作使用仪器的机会很少。对于设计性、综合性实验,也 由于设备和元器件的限制,只能完成教师指定的实验 项目,这对调动学生的积极性,培养创新精神,加强实 践动手能力都十分不利。 1 虚拟仪器在实践教学中的优势 所谓虚拟仪器技术,就是用户在通用计算机平台 上,根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功 能,其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器 的功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字 信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法,代表了 测量仪器与自动测试系统的发展方向。所谓“软件就 是仪器”正反映了虚拟仪器技术的本质特征[2]。 综合数据库技术和软件技术,可以在虚拟仪器的 基础上形成虚拟仪器实验室。与传统的实验室相比, 虚拟仪器实验室在实践教学中具有显著优势。 1.1 减少实验设备资金的投入 首先,可以在一台计算机上实现多通道示波器、电 压表、电流表、频谱分析仪、任意函数发生器、数据记录 仪、多种形式的滤波器的功能,大大节约了仪器成本。 其次,传统仪器维护费用高,需要消耗大量的人力、物 力,而虚拟仪器基于软件的体系结构,大大节省了开发 和维护的费用,降低了实物的损耗。 1.2 有利于培养学生的创新意识和自主设计能力 在虚拟实验室,学生可以根据自己的兴趣爱好,自 主完成实验项目的前期设计、调试,而不受仪器设备和 元器件的限制,同时也不用担心实验的失败对人身和 设备造成的损坏。学生通过用户界面可以实现对实验 设备的实时“控制”,实验的结果也可以实时地传送到 用户界面上,这样学生就会觉得和做真实的实验没有 太大的区别。另外,这种实验给每个学生一定的发挥 余地,比如可以改变实验策略并观察相应的实验结果, 甚至可以亲自编制用户界面,以达到更佳的效果,利于 个性化培养。 1.3提供了开放式实践教学环境 虚拟仪器实验室提供了一个以个性化学习与交互 式资源共享相结合的开放式实践教学环境,利用虚拟 仪器数字化的特点,加以网络传输,可实现虚拟仪器资 源共享,同时也为多人协同进行大型实验提供了条 件[3]。实验者可不受时间和地点的限制,在任何网络 终端上完成实验,这是传统实验模式难以实现的。 1.4便于开放式教学管理 开放式实验教学模式并不等于对学生放手不管。 虚拟仪器实验系统的网络数据传送功能,将每个学生 的实验过程准确地记录下来,且实验之后有意见或建 议反馈,以检验实验的效果。指导教师通过计算机监 控实验过程,可以同时管理几十个学生做实验。 2 网络通信在基于LabVIEW的实验教学系 统中的应用 虚拟网络实验室的出现给高校实验室建设带来了 全新的理念,也给学生提供了一种全新的学习和实 |
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