基于網絡平臺的“虛擬儀器原理與應用”重點課程建設研究

吉淑嬌 雷艷敏

摘 ? 要：隨著高校人才培養模式的發展和國家對本科教育發展的重視和投入，各高校大力推行重點課程建設項目。“虛擬儀器原理與應用”課程作為電類專業的必修專業課，是長春大學重點建設課程，該課程在教學團隊建設、教材建設，拓展訓練建設、網絡平臺資源建設以及實踐環節建設等幾個方面進行了重點課程建設，取得了一定的成果。文章將對此展開研究。

關鍵詞：教材建設;拓展訓練;網絡平臺

在全國新工科建設的大背景下，國家對本科教育的重視程度逐漸回歸，課程建設對提高本科教育的教學質量以及深化教學改革工程都具有非常重要的意義。“虛擬儀器原理與應用”課程為長春大學電類專業（電子信息工程專業、通信工程專業以及測控與儀器工程專業）的必修課，具有一支師資隊伍合理、教學文件完善、課程資料齊全的教學團隊。2017年，長春大學將該課程作為校級重點課程進行重點建設。針對和課程建設相關的幾個方面，重點加入課程網絡資源建設，對學有余力的同學進行拓展訓練以及針對長春大學虛擬儀器實驗室的特點進行自編教材的建設。

1 ? ?教學團隊的建設

長春大學培養了多名主講教師，均具有獨立承擔該課程理論和實踐教學的能力;教師團結協作完成教學任務，已具備培養學生用理論知識解決實際問題的能力[1]。目前教學團隊一共有5名教師，兩名副教授，兩名講師，一名助教，梯隊建設合理，課程組成員一起組織編寫教材、參加教學會議、組織學生參加認證考試等。課程組成員對教學大綱進行多次修訂，現在教學文件規范。對新進“虛擬儀器原理與應用”課程教師隊伍的教師進行輔導，并形成集體聽課制度，每次聽課都填寫聽課記錄，針對新教師不足的地方提出意見，課后及時與授課教師交換意見，以便總結和改進。課程組所有教師要積極參加院、教研室組織的教學研究工作，特別是專業建設及課程建設工作，承擔教研課題，撰寫教研論文或總結。

2 ? ?教材建設

作者從事“虛擬儀器原理與應用”課程教學十余年，在教學經驗積累的過程中，總結了自己的教學心得，積累了大量適合學生學習的例題。之前“虛擬儀器原理與應用”課程的教學內容是依據教學大綱指定的教材，教材是權威學者以及工作室編撰的，書籍較厚，而且LabVIEW版本落后，不能滿足長春大學虛擬實驗室的硬件設備需求。所以本次重點課程建設在教學內容的更新過程中，充分結合了指定教材和教師教學經驗的總結，結合教師專業知識和多年教學經驗，按照學生易學易懂、實例充分的原則，編寫適合“虛擬儀器原理與應用”課程建設的教材。

2.1 ?編寫與專業課相關的仿真部分

教材編寫了一部分和電類專業基礎課程相關的仿真內容，如信號處理、通信原理和自動控制原理，這些都是理論性極強的課程，就課程的核心知識點，編寫了大部分仿真內容，講授相關課程理論的教師可以在講授理論課程的同時結合該仿真，增強學生對理論知識的感性認識。

2.2 ?教材編寫與長春大學虛擬儀器實驗室硬件相關的部分

教材的應用篇部分，結合學校虛擬儀器實驗室購進的大量硬件設備，編寫了相對應的實踐課程內容，可作為學生課程設計和畢業設計的參考。通過這部分課程的學習，發揮該軟件的自定義功能，激發同學的創造能力，開發其感興趣的虛擬儀器。

2.3 ?編寫與CLAD相關的例題

學生在學校學習的知識，都希望能得到社會的認可，而不是和社會脫節。因此學習完課程后，鼓勵學生參加社會認可的LabVIEW助理工程師認證（Certified LabVIEW Associate Developer，CLAD）考試。為此，教材根據CLAD考試大綱要求，編寫大量對應例題，幫助學生取得該認證。

2.4 ?教材出版

教材經過反復修訂，制作了配套的PPT課件，制作了專門的程序光盤，最后所編寫教材由清華大學出版社出版，教材名為《LabVIEW程序設計與應用》，一共30.5千字，現教材已經投入使用。

3 ? ?拓展訓練

3.1 ?拓展訓練的目的

在大眾化教育的今天，教師所授課程的學生水平相差很大，有的同學課上內容都跟不上，而不少同學不但能很好地完成課上內容，還學有余力。課程拓展訓練針對學有余力的學生，在教師的指導下自愿、主動地開展研究性學習，其學習的深度和寬度超過教學大綱要求，是一種深入學習與復雜訓練[2]。

3.2 ?拓展訓練的內容

“虛擬儀器原理與應用”課程開展了拓展訓練，帶領參加拓展訓練學生學習課上不能充分練習到的各知識點，給大家額外布置作業，并帶領同學參加CLAD認證考試。這要求學生對LabVIEW開發系統中很多核心功能具備靈活而全面、深刻的理解，并且能夠應用這些知識開發、調試和維護一些簡單的LabVIEW系統。教師建立QQ群隨時給同學答疑，同學們也在群里積極討論，教師根據情況安排學生進行面對面集中輔導，經過近十周的拓展訓練，學生們收獲了很多。參加拓展訓練的同學一共參加了兩次CLAD考試，21名同學里有11名同學取得該認證，通過率超過52%。

4 ? ?網絡平臺建設

課題組成員進行了“虛擬儀器原理與應用”教學的私播課（Small Private Online Course，SPOC）平臺完整建設，包括課程的PPT、參考視頻[3-5]等，使課程向翻轉課堂方向努力。鼓勵學生課前自學老師上傳的資料，在課上有針對性地進行答疑，使知識內化，在課后通過平臺討論和課后作業形式進行知識檢測以及鞏固拓展。老師課下給學生布置作業，學生可以和老師通過微信、QQ以及電話隨時聯系，進行溝通和指導。

在網絡平臺上，按照章節目錄形成課程的授課目錄，每章節里包括的學習資源有課件PPT、參照的書籍PDF電子版、相關視頻資料和一些針對某節課內容的小問題，幫助同學們課前預習。平臺建設投入使用后，有效地彌補了在課上因教師只傳授一遍，學生不能完全捕捉到有用信息的缺憾，學生可以隨時選擇自己舒適的地點和時間反復學習。

SPOC平臺還進行了試題庫的建設，根據課上內容變換題型，每道題都對應某個知識點，并且區分難易程度，豐富因上課學時有限練習不到的知識點內容。題庫有近400道選擇題以及100余道設計和填空等題型。

5 ? ?實踐環節建設

在應用型人才培養模式的大環境下，課程建設的一個特色是通過將“虛擬儀器原理與應用”課程內容輻射到課程設計、畢業設計、大學生創新創業項目等實踐環節中[6]，有意識地培養學生的綜合能力和實際動手能力。

5.1 ?課程設計

近年來，關于“虛擬儀器原理與應用”課程的8個學時設計每年都在電信專業、通信專業學生內進行，尤其在學校成立了虛擬儀器實驗室之后，課程設計內容主要將課上內容和硬件設備相結合，培養學生實際動手能力。

5.2 ?大學生創新創業項目

關于“虛擬儀器原理與應用”課程內容的大學生創新創業項目每年都有進行，學生們在指導教師的帶領下設計出諸多功能各異的虛擬儀器，充分發揮創新精神。

5.3 ?畢業設計

歷年來主講教師都有指導和“虛擬儀器原理與應用”課程相關的畢業設計，從純軟件仿真到結合硬件的系統設計，有做得特別好的設計取得了校級優秀的成績。

6 ? ?結語

“虛擬儀器原理與應用”課程建設取得了一定的成效，結合線上、線下教學，有效地提高了學生學習的積極性。結合拓展訓練項目，使對本課程學有余力同學充分發揮學習能力，獲得CLAD認證，增加了就業的含金量。自編教材的投入使用，使學校虛擬儀器實驗室的設備得以充分使用，使學生獲益。學生進行和課程相關的實踐活動，在畢業設計和大學生創新創業中更好、更深入地運用該課程的知識，畢竟課堂學時有限。但是在整體建設過程中還存在一些問題：部分同學對網絡資源的重視程度不夠，對網絡課程的宣傳和使用推廣力度還應該加大。拓展訓練有人數限制，以后應該精編考試模擬題，緊跟題型變化，確保學生考取CLAD認證之前充分復習，使得更多學生獲得認證。

[參考文獻]

[1]馬靜.重點課程建設的研究與探索—以《自動化生產線安裝調試與檢修》為例[J].教育教學論壇，2016（27）：146-147.

[2]南麗軍，趙濱.線上線下課堂有效契合研究[J].教育探索，2018（5）：82-85.

[3]方江雄，劉花香，劉軍，等.SPOC翻轉課堂模式在虛擬儀器課程中的應用研究[J].中國教育信息化，2016（24）：20-23.

[4]王譯畦.基于SPOC平臺的翻轉課堂教學模式的應用研究[D].南京：南京郵電大學，2018.

[5]胡瑞娟.SPOC+翻轉課堂在計算機課程教學中的應用研究[J].軟件導刊（教育技術），2017（6）：43-45.

[6]關麗紅，陳鋒.淺談普通高校高等數學分級教學基礎上的拓展訓練[J].長春大學學報，2018（8）：90-93.

Abstract：With the development of talent training mode in colleges and universities， with the emphasis and input of the state on the development of undergraduate education， universities have vigorously promoted key curriculum construction projects. “Virtual Instrument Principle and Application” course is a compulsory professional course for electrical majors. It is a key construction course for Changchun University. The course has been constructed in key areas such as teaching team building， teaching materials construction， development training construction， network platform resource construction and practice link construction. This paper will study on this.

Key words：teaching materials construction; expand training; network resource construction