王猛

摘要：虛擬儀器技術(shù)是一門實用性很強(qiáng)，但難度較大的課程。特別是在地學(xué)類院校本科教學(xué)實踐中，存在著入門容易、實踐應(yīng)用困難、與地學(xué)類儀器聯(lián)系不夠緊密等問題，因此亟須改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，而案例教學(xué)法具有以實踐操作為主，以理論為輔的優(yōu)點，以實踐操作帶動理論的方法，是值得探索的方法之一。學(xué)生通過完成一系列小型和一個最終的大型案例，方便全面掌握虛擬儀器技術(shù)課程中的絕大部分知識點。這樣的教學(xué)方式既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加動手能力，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自信。通過4年虛擬儀器技術(shù)在地學(xué)類院校本科教學(xué)實踐中的應(yīng)用探索，結(jié)果證明，案例教學(xué)法的應(yīng)用效果非常顯著。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器技術(shù)；地學(xué)類院校；本科教學(xué)；案例教學(xué)法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）32-0124-02

一、前言

虛擬儀器技術(shù)在許多領(lǐng)域有取代傳統(tǒng)儀器的趨勢，成為當(dāng)代儀器發(fā)展重要方向之一。以圖形化軟件編程方法和集成開發(fā)環(huán)境為標(biāo)志的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境LabVIEW是虛擬儀器技術(shù)研究的重要內(nèi)容[1]。該技術(shù)要求學(xué)生從理論上掌握虛擬儀器系統(tǒng)的基本構(gòu)成、基本設(shè)計思想、圖形化編程語言等有關(guān)知識[2]。LabVIEW雖然入門容易，但是由于其并行的程序運行機(jī)制和種類繁多的編程模塊，實際應(yīng)用時無從下手。特別是地學(xué)類院校本科教學(xué)實踐中，需要將地學(xué)類儀器設(shè)計與虛擬儀器技術(shù)聯(lián)系起來，因此在教學(xué)中尋找到新的教學(xué)方法顯得非常重要[3]。通過作者近4年的教學(xué)實踐，采用案例教學(xué)法[4]，將理論穿插在實踐中，能達(dá)到很好的教學(xué)效果。

二、傳統(tǒng)的教學(xué)方法

按傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教師在課程開始時講解大量概念，隨著教學(xué)的深入，LabVIEW所涉及的概念越來越難，加上眾多的模塊，使得學(xué)生開始力不從心，在編寫計算機(jī)上的驗證性實驗時，跟不上老師的節(jié)奏，慢慢地失去了最初的學(xué)習(xí)興趣，最后干脆就直接放棄。

三、案例教學(xué)法及其特點

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以理論帶動實踐操作的方法，以理論為主，實踐操作為輔，而案例教學(xué)法則恰恰相反，它是實踐操作帶動理論的方法，以實踐操作為主，以理論為輔。理論教學(xué)法鼓勵學(xué)生積極參與，積極動手，自我解決問題。案例教學(xué)法有以下特點：（1）激發(fā)學(xué)生濃厚的興趣。由于LabVIEW獨特的圖形化編程方式，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)知識點的過程中感覺就像在搭積木。這就要求老師給出的學(xué)習(xí)案例能巧妙地利用上述特點。（2）掌握全面的知識點。教師選擇不同的案例，可以讓學(xué)生在進(jìn)行圖形化編程的過程中接觸各種各樣的新概念，實踐操作加深了對新的知識點的理解，利于全面掌握LabVIEW。（3）提高學(xué)生的實踐能力。有針對性的案例練習(xí)能增強(qiáng)學(xué)生的動手意識，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

四、案例教學(xué)法的實施步驟

在實施案例教學(xué)法過程中，對于教師而言，需要幫助學(xué)生厘清知識點、選擇合適的案例、布置綜合案例和設(shè)立評分標(biāo)準(zhǔn)等；對于學(xué)生而言，需要進(jìn)行知識點的學(xué)習(xí)、閱讀老師分發(fā)的學(xué)習(xí)案例和分組討論等，在討論過程中，可以思考和自我解決所遇到的問題，并最終完成綜合案例和總結(jié)報告。

1.教師學(xué)生準(zhǔn)備階段。在準(zhǔn)備階段，教師應(yīng)明確本課程學(xué)生應(yīng)掌握的知識點，然后制定計劃分階段講授。采用教師自身的地學(xué)儀器科研案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。對于自身的科研成果，教師最有發(fā)言權(quán)，內(nèi)容真實而不空泛。一般在正式開始集中授課前兩周，把課程指導(dǎo)書發(fā)給學(xué)生。讓學(xué)生閱讀案例知識點材料，初步總結(jié)案例中的問題。教師可以在這個階段給學(xué)生列出一些思考題，讓學(xué)生有針對性地開展準(zhǔn)備工作。

2.講授和學(xué)習(xí)階段。教師根據(jù)學(xué)生往年的學(xué)習(xí)成績和學(xué)生的合作意愿，將其劃分為由2人組成的若干小組。小組討論地點應(yīng)盡量集中，便于營造氣氛，使學(xué)生在討論過程中逐步加深對案例的理解。案例布置后，教師不要講解相關(guān)理論知識，而是由學(xué)生在組內(nèi)討論解決，也可以上網(wǎng)查詢相關(guān)資料。針對共性問題，可以統(tǒng)一及時講解。每個案例在3天內(nèi)完成，每一個階段結(jié)束后，教師為學(xué)生點評各個小組的案例解決方案。

3.評價總結(jié)階段。待所有階段結(jié)束，教師布置一個最終的綜合性案例，該案例應(yīng)包括本學(xué)期大部分知識點，學(xué)生設(shè)計解決方案，然后上交設(shè)計報告并答辯。學(xué)生答辯時，講解自己的設(shè)計思路、設(shè)計時遇到的困難以及解決辦法，教師對其進(jìn)行評價，評價結(jié)果記入期末考核成績。

五、案例教學(xué)法的實際效果分析

本文作者自2012年秋開始承擔(dān)“虛擬儀器技術(shù)”課程的教學(xué)工作。2012年和2013年采用了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。自2014年秋季開始，采用文中所述的案例教學(xué)法。為了驗證案例教學(xué)法的應(yīng)用效果，在2015年秋季的“虛擬儀器技術(shù)”課程教學(xué)中，邀請了參加過2014年秋季學(xué)習(xí)的14名學(xué)生前來講授，每人負(fù)責(zé)一個小型的案例，所授內(nèi)容均是隨機(jī)挑選，以此檢驗往屆學(xué)生的掌握程度和案例教學(xué)法在本屆學(xué)生中的應(yīng)用情況。課堂教學(xué)完成之后，通過布置一個大型的案例作業(yè)（包括編程要求和成績評價標(biāo)準(zhǔn)，該評價標(biāo)準(zhǔn)自2012年始一直未變），來驗證本學(xué)期學(xué)生的掌握情況?？己朔绞讲扇嶋H程序演示和文字總結(jié)報告的形式。評定后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力得到了提升，實際動手能力得到了鍛煉，學(xué)習(xí)自信心得以加強(qiáng)。從往屆學(xué)生的講授效果上來看，說明他們對以前學(xué)習(xí)的內(nèi)容掌握得非常扎實，短時間之內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為實用的工具應(yīng)用起來。

六、結(jié)論

本文開展了虛擬儀器技術(shù)在地學(xué)類院校本科教學(xué)實踐中的應(yīng)用探索，探究了理論教學(xué)和實踐教學(xué)如何融合的問題，并將案例教學(xué)法應(yīng)用到課程教學(xué)當(dāng)中，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提高了學(xué)生的動手實踐能力。在教授本課程的同時，也使學(xué)生了解了本課程的前沿知識，為培養(yǎng)開發(fā)型和實用型人才，做了一些有益的探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]Blume，P.A..LabVIEW編程樣式[M].劉章發(fā)，衣法臻，等，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2009：10-50.

[2]李晴，朱敏.《虛擬儀器技術(shù)》課程建設(shè)思路與實踐[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007，（03）：61-63.

[3]周小風(fēng)，肖俊生.虛擬儀器課程教學(xué)方法探索與實踐[J].中國電力教育，2013，（22）：150-151.

[4]孫昌.案例教學(xué)法及其應(yīng)用進(jìn)展[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（5）：276.