《數(shù)組子集與文本文件的寫入與讀取》的教學(xué)

陳光紅

摘要：數(shù)組是LabVIEW中的一種重要的數(shù)據(jù)類型，以一個綜合項目實訓(xùn)為載體，將數(shù)組的創(chuàng)建、數(shù)組子集函數(shù)、文本文件的寫入與讀取等串聯(lián)起來，鞏固所學(xué)的控件及函數(shù)，并能夠舉一反三，將《虛擬儀器應(yīng)用》前四章的內(nèi)容綜合應(yīng)用。結(jié)合《虛擬儀器應(yīng)用》的微知庫線上課程及微課視頻教程、實訓(xùn)任務(wù)等，學(xué)生對項目的掌握情況良好。

關(guān)鍵詞：數(shù)組子集;虛擬儀器;文本文件的寫入;文本文件的讀取

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0119-02

《虛擬儀器應(yīng)用》是理工科電類各專業(yè)的必修課程，是智能控制技術(shù)等專業(yè)的核心課程。它是一門涉及LabVIEW圖形化編程語言的編程基礎(chǔ)和虛擬儀器應(yīng)用的課程。Labview不僅可以應(yīng)用于測控行業(yè)，而且被廣泛地應(yīng)用于仿真、教育、快速開發(fā)、多硬件平臺的整合使用等方面。

學(xué)生對上機(jī)操作類的課程感興趣，愿意動手實踐;但是涉及編程時需要點撥一下思路、方法。

1學(xué)習(xí)活動組織

1.1課前

已布置學(xué)生學(xué)習(xí)微知庫中的課程資源。

1.2課中

1）所設(shè)計的實訓(xùn)任務(wù)

實訓(xùn)任務(wù)要求：設(shè)計VI，要求創(chuàng)建數(shù)組2如圖所示，取出該數(shù)組的前三行前三列構(gòu)成一個新的數(shù)組，并將新的數(shù)組內(nèi)容寫入文本文件中，要求文本文件顯示內(nèi)容為整數(shù);另建一個VI，讀取該文本文件，并將內(nèi)容顯示在前面板上。

圖1? ?要創(chuàng)建的數(shù)組及取出前3行前3列構(gòu)成新的數(shù)組

2）分析實訓(xùn)任務(wù)要求，剖析需要用到的知識點

① FOR 循環(huán)的嵌套循環(huán)創(chuàng)建m行n列的數(shù)組，外循環(huán)的循環(huán)總數(shù)對應(yīng)行數(shù)m，內(nèi)循環(huán)的循環(huán)總數(shù)對應(yīng)列數(shù)n

② 有規(guī)律的數(shù)組，想到用循環(huán)計數(shù)端i

③ FOR循環(huán)的自動索引

④ 數(shù)組子集函數(shù)

⑤ 文本文件的寫入

⑥ 文本文件的讀取

3）引導(dǎo)學(xué)生在已學(xué)數(shù)組函數(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建所需要的數(shù)組2，可參考教材上的圖3-5。

有關(guān)軟件LABVIEW的操作，實現(xiàn)創(chuàng)建數(shù)組及相關(guān)數(shù)組的控件及函數(shù)的操作已錄制好視頻，發(fā)在課程QQ群里，供同學(xué)們參考。

4）比較實訓(xùn)任務(wù)需要的數(shù)組2與圖3-5的差別，經(jīng)提示，學(xué)生學(xué)會了利用循環(huán)計數(shù)端i實現(xiàn)了有規(guī)律數(shù)組的創(chuàng)建，并在QQ課程群里上交創(chuàng)建的數(shù)組2。

5）要取出數(shù)組2的前3行、前3列需要用到數(shù)組子集函數(shù)，數(shù)組子集函數(shù)使用時關(guān)鍵要注意對索引的賦值，涉及三種索引方式：索引行、列、函數(shù)，舉例并示范說明不同的賦值方式所得到的新數(shù)組，使學(xué)生真正明白如何賦值才能得到自己想要的新數(shù)組。

6）數(shù)組子集函數(shù)舉一反三任務(wù)

若要將中間的兩行兩列取出來構(gòu)成新的數(shù)組，如何修改？

主要要注意行、列的索引和長度的賦值，索引是指從第幾行或第幾列開始找，長度是指找?guī)仔小琢小?/p>

7）將新數(shù)組的內(nèi)容以整數(shù)的形式寫入文本文件中，需要用到文本文件的寫入函數(shù)，文件讀取函數(shù)都涉及文件的存放路徑，在告知路徑時可以使用創(chuàng)建路徑與路徑常量的方式，給學(xué)生操作示范兩種方式，并說明使用時的注意點。

強(qiáng)調(diào)：數(shù)據(jù)要存儲為整數(shù)格式，主要要注意“數(shù)組至電子表格字符串轉(zhuǎn)換”函數(shù)中“格式字符串”的賦值應(yīng)為d%。

8）文本文件的讀取

讀取是要將文件中的內(nèi)容顯示在前面板上，并不是打開文件里有內(nèi)容就算完成任務(wù);文本文件的寫入與讀取應(yīng)放置在不同的文件中，有的同學(xué)將寫入與讀取放在同一個VI源文件里，會出現(xiàn)寫入與讀取的數(shù)據(jù)不一致的情況，原因是因為寫入與讀取的運行次數(shù)不同，尤其在寫入隨機(jī)數(shù)時經(jīng)常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況。

1.3課后

學(xué)生實訓(xùn)任務(wù)完成后截圖上傳到微知庫里實訓(xùn)任務(wù)，教師批改并指出問題。

2在線教學(xué)方案

2.1課前

在微知庫里發(fā)布課堂教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生完成視頻、課件、微課等的學(xué)習(xí)。

2.2課中

主要采用在QQ課程群里用屏幕分享的形式直播，講解知識點并示范操作，學(xué)生在QQ群里上傳操作的結(jié)果。

直播時，與學(xué)生實時互動，如學(xué)生知識點是否理解，操作過程中出現(xiàn)的問題語音不能解決的，可以屏幕分享示范、借助電子教鞭突出顯示等。

2.3課后在微知庫里發(fā)布實訓(xùn)任務(wù)，要求學(xué)生及時完成

課中或課后學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到問題時，或教師在批改實訓(xùn)任務(wù)發(fā)現(xiàn)問題時可在QQ群里或私聊解決。

對于比較集中的問題，教師課后會針對存在的問題做一些視頻（如對結(jié)果的解說，操作中容易出錯的點等再強(qiáng)調(diào)）上傳到QQ群里，以幫助學(xué)生及時解決問題。

共性的問題是截圖張數(shù)不夠，如要將已寫入的文本文件打開展示其中的內(nèi)容，是否符合要求如3行3列共9個數(shù)，是否為整型數(shù)等;還有的寫入的內(nèi)容與讀取出來的內(nèi)容不一致，這個問題主要出現(xiàn)在用隨機(jī)數(shù)函數(shù)時，因為每次運行生成的隨機(jī)數(shù)都不同，而當(dāng)寫入與讀取運行次數(shù)不同時就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況。還有的同學(xué)對文本文件的讀取理解有偏差，認(rèn)為打開文件就是讀取了文件，其實不然，應(yīng)用“讀取文本文件”函數(shù)，運行后將結(jié)果顯示在前面板上才是正確的讀取文件。

2.4在學(xué)習(xí)通里組織期末在線考試

按學(xué)號分單雙號選取試卷，在規(guī)定的時間里完成測試，考試完成后將源程序文件、截圖等打包發(fā)在課程群里，教師收集、匯總。

3特色與創(chuàng)新

通過課前布置預(yù)習(xí)任務(wù)、上課講解項目任務(wù)、課后完成拓展實訓(xùn)任務(wù)，讓學(xué)生在課前忙起來，在課堂上動起來，課后還可根據(jù)操作視頻、微課等鞏固練習(xí)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、探究能力、創(chuàng)新能力等都有所提高。

4學(xué)生反饋

學(xué)生反饋意見：如蔣同學(xué)說“實踐+理論，老師的教課方式很好！先演示然后我們自己跟著做，每一課題之后都會布置一道作業(yè)讓我們聯(lián)系鞏固，我感到受益匪淺，謝謝老師！”;王同學(xué)說“在接觸到《虛擬儀器應(yīng)用》這門課程的時候我就產(chǎn)生了濃厚的興趣，一開始看著課件自己學(xué)習(xí)去操作，后來聽老師講解和操作以后，自己再動手操作。有的時候上課沒聽懂就反復(fù)看上課時的講解視頻學(xué)習(xí)。LabVIEW這個軟件操作很簡單，容易入手，只需要記住了解各個圖標(biāo)的作用，而在實訓(xùn)中遇到的問題更多的是一些圖標(biāo)屬性的設(shè)置出現(xiàn)錯誤和元件之間不能夠相連，需要更加深入地去學(xué)習(xí)和了解”。

5個人心得

疫情原因，本學(xué)期的《虛擬儀器應(yīng)用》前半段采用了線上教學(xué)，后半段采用了線上與線下相結(jié)合的教學(xué)。雖然剛開始時有很多的不適應(yīng)，如從學(xué)生安裝軟件開始，有的學(xué)生總是安裝不成功，給他們制作詳細(xì)的操作流程文字說明、錄制安裝視頻等，讓有電腦的學(xué)生都成功地裝上了軟件。上課時，學(xué)生操作遇到問題，給他們分享屏幕、截圖展示等，一個問題多講幾遍、講得更細(xì)一些、更耐心一些，學(xué)生解決問題后獲得正確的運行結(jié)果，有較好的成就感。每次課后都布置一個拓展實訓(xùn)任務(wù)，學(xué)生可以及時鞏固練習(xí)，老師及時批改后也可以很好地了解學(xué)生對知識的掌握情況，及時將存在的問題反饋給學(xué)生，學(xué)生會根據(jù)反饋意見立刻修正，實現(xiàn)了教與學(xué)的閉環(huán)反饋。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉科.虛擬儀器應(yīng)用[M].北京：北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.

[2] 郝麗.LABVIEW虛擬儀器設(shè)計及應(yīng)用[M].北京：北京：清華大學(xué)出版社，2018.

[3] 鄧奕.LabVIEW虛擬儀器程序設(shè)計與應(yīng)用[M].武漢：武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.

【通聯(lián)編輯：光文玲】