基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的“虛擬儀器原理與應(yīng)用”重點(diǎn)課程建設(shè)研究

吉淑嬌 雷艷敏

摘 ? 要：隨著高校人才培養(yǎng)模式的發(fā)展和國(guó)家對(duì)本科教育發(fā)展的重視和投入，各高校大力推行重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目?！疤摂M儀器原理與應(yīng)用”課程作為電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修專(zhuān)業(yè)課，是長(zhǎng)春大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)課程，該課程在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教材建設(shè)，拓展訓(xùn)練建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源建設(shè)以及實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)等幾個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)課程建設(shè)，取得了一定的成果。文章將對(duì)此展開(kāi)研究。

關(guān)鍵詞：教材建設(shè);拓展訓(xùn)練;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

在全國(guó)新工科建設(shè)的大背景下，國(guó)家對(duì)本科教育的重視程度逐漸回歸，課程建設(shè)對(duì)提高本科教育的教學(xué)質(zhì)量以及深化教學(xué)改革工程都具有非常重要的意義?！疤摂M儀器原理與應(yīng)用”課程為長(zhǎng)春大學(xué)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)（電子信息工程專(zhuān)業(yè)、通信工程專(zhuān)業(yè)以及測(cè)控與儀器工程專(zhuān)業(yè)）的必修課，具有一支師資隊(duì)伍合理、教學(xué)文件完善、課程資料齊全的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。2017年，長(zhǎng)春大學(xué)將該課程作為校級(jí)重點(diǎn)課程進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)。針對(duì)和課程建設(shè)相關(guān)的幾個(gè)方面，重點(diǎn)加入課程網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)，對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)進(jìn)行拓展訓(xùn)練以及針對(duì)長(zhǎng)春大學(xué)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)進(jìn)行自編教材的建設(shè)。

1 ? ?教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

長(zhǎng)春大學(xué)培養(yǎng)了多名主講教師，均具有獨(dú)立承擔(dān)該課程理論和實(shí)踐教學(xué)的能力;教師團(tuán)結(jié)協(xié)作完成教學(xué)任務(wù)，已具備培養(yǎng)學(xué)生用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力[1]。目前教學(xué)團(tuán)隊(duì)一共有5名教師，兩名副教授，兩名講師，一名助教，梯隊(duì)建設(shè)合理，課程組成員一起組織編寫(xiě)教材、參加教學(xué)會(huì)議、組織學(xué)生參加認(rèn)證考試等。課程組成員對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行多次修訂，現(xiàn)在教學(xué)文件規(guī)范。對(duì)新進(jìn)“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程教師隊(duì)伍的教師進(jìn)行輔導(dǎo)，并形成集體聽(tīng)課制度，每次聽(tīng)課都填寫(xiě)聽(tīng)課記錄，針對(duì)新教師不足的地方提出意見(jiàn)，課后及時(shí)與授課教師交換意見(jiàn)，以便總結(jié)和改進(jìn)。課程組所有教師要積極參加院、教研室組織的教學(xué)研究工作，特別是專(zhuān)業(yè)建設(shè)及課程建設(shè)工作，承擔(dān)教研課題，撰寫(xiě)教研論文或總結(jié)。

2 ? ?教材建設(shè)

作者從事“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程教學(xué)十余年，在教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程中，總結(jié)了自己的教學(xué)心得，積累了大量適合學(xué)生學(xué)習(xí)的例題。之前“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程的教學(xué)內(nèi)容是依據(jù)教學(xué)大綱指定的教材，教材是權(quán)威學(xué)者以及工作室編撰的，書(shū)籍較厚，而且LabVIEW版本落后，不能滿足長(zhǎng)春大學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備需求。所以本次重點(diǎn)課程建設(shè)在教學(xué)內(nèi)容的更新過(guò)程中，充分結(jié)合了指定教材和教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，結(jié)合教師專(zhuān)業(yè)知識(shí)和多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，按照學(xué)生易學(xué)易懂、實(shí)例充分的原則，編寫(xiě)適合“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程建設(shè)的教材。

2.1 ?編寫(xiě)與專(zhuān)業(yè)課相關(guān)的仿真部分

教材編寫(xiě)了一部分和電類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程相關(guān)的仿真內(nèi)容，如信號(hào)處理、通信原理和自動(dòng)控制原理，這些都是理論性極強(qiáng)的課程，就課程的核心知識(shí)點(diǎn)，編寫(xiě)了大部分仿真內(nèi)容，講授相關(guān)課程理論的教師可以在講授理論課程的同時(shí)結(jié)合該仿真，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。

2.2 ?教材編寫(xiě)與長(zhǎng)春大學(xué)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室硬件相關(guān)的部分

教材的應(yīng)用篇部分，結(jié)合學(xué)校虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室購(gòu)進(jìn)的大量硬件設(shè)備，編寫(xiě)了相對(duì)應(yīng)的實(shí)踐課程內(nèi)容，可作為學(xué)生課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的參考。通過(guò)這部分課程的學(xué)習(xí)，發(fā)揮該軟件的自定義功能，激發(fā)同學(xué)的創(chuàng)造能力，開(kāi)發(fā)其感興趣的虛擬儀器。

2.3 ?編寫(xiě)與CLAD相關(guān)的例題

學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)，都希望能得到社會(huì)的認(rèn)可，而不是和社會(huì)脫節(jié)。因此學(xué)習(xí)完課程后，鼓勵(lì)學(xué)生參加社會(huì)認(rèn)可的LabVIEW助理工程師認(rèn)證（Certified LabVIEW Associate Developer，CLAD）考試。為此，教材根據(jù)CLAD考試大綱要求，編寫(xiě)大量對(duì)應(yīng)例題，幫助學(xué)生取得該認(rèn)證。

2.4 ?教材出版

教材經(jīng)過(guò)反復(fù)修訂，制作了配套的PPT課件，制作了專(zhuān)門(mén)的程序光盤(pán)，最后所編寫(xiě)教材由清華大學(xué)出版社出版，教材名為《LabVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用》，一共30.5千字，現(xiàn)教材已經(jīng)投入使用。

3 ? ?拓展訓(xùn)練

3.1 ?拓展訓(xùn)練的目的

在大眾化教育的今天，教師所授課程的學(xué)生水平相差很大，有的同學(xué)課上內(nèi)容都跟不上，而不少同學(xué)不但能很好地完成課上內(nèi)容，還學(xué)有余力。課程拓展訓(xùn)練針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下自愿、主動(dòng)地開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)的深度和寬度超過(guò)教學(xué)大綱要求，是一種深入學(xué)習(xí)與復(fù)雜訓(xùn)練[2]。

3.2 ?拓展訓(xùn)練的內(nèi)容

“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程開(kāi)展了拓展訓(xùn)練，帶領(lǐng)參加拓展訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)課上不能充分練習(xí)到的各知識(shí)點(diǎn)，給大家額外布置作業(yè)，并帶領(lǐng)同學(xué)參加CLAD認(rèn)證考試。這要求學(xué)生對(duì)LabVIEW開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中很多核心功能具備靈活而全面、深刻的理解，并且能夠應(yīng)用這些知識(shí)開(kāi)發(fā)、調(diào)試和維護(hù)一些簡(jiǎn)單的LabVIEW系統(tǒng)。教師建立QQ群隨時(shí)給同學(xué)答疑，同學(xué)們也在群里積極討論，教師根據(jù)情況安排學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面集中輔導(dǎo)，經(jīng)過(guò)近十周的拓展訓(xùn)練，學(xué)生們收獲了很多。參加拓展訓(xùn)練的同學(xué)一共參加了兩次CLAD考試，21名同學(xué)里有11名同學(xué)取得該認(rèn)證，通過(guò)率超過(guò)52%。

4 ? ?網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)

課題組成員進(jìn)行了“虛擬儀器原理與應(yīng)用”教學(xué)的私播課（Small Private Online Course，SPOC）平臺(tái)完整建設(shè)，包括課程的PPT、參考視頻[3-5]等，使課程向翻轉(zhuǎn)課堂方向努力。鼓勵(lì)學(xué)生課前自學(xué)老師上傳的資料，在課上有針對(duì)性地進(jìn)行答疑，使知識(shí)內(nèi)化，在課后通過(guò)平臺(tái)討論和課后作業(yè)形式進(jìn)行知識(shí)檢測(cè)以及鞏固拓展。老師課下給學(xué)生布置作業(yè)，學(xué)生可以和老師通過(guò)微信、QQ以及電話隨時(shí)聯(lián)系，進(jìn)行溝通和指導(dǎo)。

在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，按照章節(jié)目錄形成課程的授課目錄，每章節(jié)里包括的學(xué)習(xí)資源有課件PPT、參照的書(shū)籍PDF電子版、相關(guān)視頻資料和一些針對(duì)某節(jié)課內(nèi)容的小問(wèn)題，幫助同學(xué)們課前預(yù)習(xí)。平臺(tái)建設(shè)投入使用后，有效地彌補(bǔ)了在課上因教師只傳授一遍，學(xué)生不能完全捕捉到有用信息的缺憾，學(xué)生可以隨時(shí)選擇自己舒適的地點(diǎn)和時(shí)間反復(fù)學(xué)習(xí)。

SPOC平臺(tái)還進(jìn)行了試題庫(kù)的建設(shè)，根據(jù)課上內(nèi)容變換題型，每道題都對(duì)應(yīng)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并且區(qū)分難易程度，豐富因上課學(xué)時(shí)有限練習(xí)不到的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容。題庫(kù)有近400道選擇題以及100余道設(shè)計(jì)和填空等題型。

5 ? ?實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的大環(huán)境下，課程建設(shè)的一個(gè)特色是通過(guò)將“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容輻射到課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等實(shí)踐環(huán)節(jié)中[6]，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和實(shí)際動(dòng)手能力。

5.1 ?課程設(shè)計(jì)

近年來(lái)，關(guān)于“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程的8個(gè)學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)每年都在電信專(zhuān)業(yè)、通信專(zhuān)業(yè)學(xué)生內(nèi)進(jìn)行，尤其在學(xué)校成立了虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室之后，課程設(shè)計(jì)內(nèi)容主要將課上內(nèi)容和硬件設(shè)備相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。

5.2 ?大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目

關(guān)于“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目每年都有進(jìn)行，學(xué)生們?cè)谥笇?dǎo)教師的帶領(lǐng)下設(shè)計(jì)出諸多功能各異的虛擬儀器，充分發(fā)揮創(chuàng)新精神。

5.3 ?畢業(yè)設(shè)計(jì)

歷年來(lái)主講教師都有指導(dǎo)和“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從純軟件仿真到結(jié)合硬件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有做得特別好的設(shè)計(jì)取得了校級(jí)優(yōu)秀的成績(jī)。

6 ? ?結(jié)語(yǔ)

“虛擬儀器原理與應(yīng)用”課程建設(shè)取得了一定的成效，結(jié)合線上、線下教學(xué)，有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。結(jié)合拓展訓(xùn)練項(xiàng)目，使對(duì)本課程學(xué)有余力同學(xué)充分發(fā)揮學(xué)習(xí)能力，獲得CLAD認(rèn)證，增加了就業(yè)的含金量。自編教材的投入使用，使學(xué)校虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備得以充分使用，使學(xué)生獲益。學(xué)生進(jìn)行和課程相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中更好、更深入地運(yùn)用該課程的知識(shí)，畢竟課堂學(xué)時(shí)有限。但是在整體建設(shè)過(guò)程中還存在一些問(wèn)題：部分同學(xué)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的重視程度不夠，對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程的宣傳和使用推廣力度還應(yīng)該加大。拓展訓(xùn)練有人數(shù)限制，以后應(yīng)該精編考試模擬題，緊跟題型變化，確保學(xué)生考取CLAD認(rèn)證之前充分復(fù)習(xí)，使得更多學(xué)生獲得認(rèn)證。

[參考文獻(xiàn)]

[1]馬靜.重點(diǎn)課程建設(shè)的研究與探索—以《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝調(diào)試與檢修》為例[J].教育教學(xué)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(zhuǎn)課堂模式在虛擬儀器課程中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)教育信息化，2016（24）：20-23.

[4]王譯畦.基于SPOC平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用研究[D].南京：南京郵電大學(xué)，2018.

[5]胡瑞娟.SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2017（6）：43-45.

[6]關(guān)麗紅，陳鋒.淺談普通高校高等數(shù)學(xué)分級(jí)教學(xué)基礎(chǔ)上的拓展訓(xùn)練[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，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