基于LabVIEW的虚拟仪器在中职电子技术中的应用

杨 莉

（江苏省东海中等专业学校 江苏连云港 222300）

电子技术是一门以实验为基础的学科，根据中职生的特点及教学大纲的要求，在教学中降低理论知识的难度，提高技能操作的比重，以培养适应岗位需要的技能型人才。虚拟仪器电子实验系统的两大模块是演示型实验模块和实操型实验模块。直观形象地演示实验，能够激发中职生的学习兴趣，使学生在实验中建立起深刻的感性认识；实操型实验培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，锻炼学生的动手操作能力和综合素质[1-2]。

一、虚拟仪器教学系统模块一：演示型实验

（一）演示型实验：构建直观、感性的实验情境

根据教学大纲和中职生的知识特点，在教学工作中为学生创设学习环境时应坚持可行性和实用性原则。利用虚拟仪器技术开发的演示型实验可以帮助学生构建完善的虚拟仿真电路系统，利用计算机模拟体系呈现模仿现实的操作环境，实现表格图形、曲线等不易表达的内容。虚拟仿真仪器消除了中职生的“抽象感”，使实验内容更加直观、易懂。下面以具体的实例来展示。

（二）演示型实验应用实例：函数信号发生器

在LabVIEW 软件开发环境下开发出了虚拟万用表、虚拟信号发生器、虚拟频率分析仪和虚拟数字滤波器等。多个演示实验构成一个开放性的虚拟实验室。一套虚拟仪器系统就可以实现各种常用仪器的全部功能。虚拟函数信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波和锯齿波。

（三）演示型实验的教学反馈

在数字系统中要注意信号频率与采样频率之间的关系要满足采样定理，即最高信号频率低于采样频率的一半。被采样的频率在奎耐斯特以下，频率混叠的是高于奎耐斯特的频率。在传统授课模式下，由于很抽象学生很难理解这种频率混叠现象，而采用虚拟仪器技术教学只需简单地调节虚拟函数发生器的信号采样频率和频率参数，即可直接显现，教学效果是纯理论教学难以达到的。

二、虚拟仪器教学系统模块二：实操型实验

（一）实操型实验：助力中职生技能水平提升

虚拟仪器实操型实验内容是学生选取实验题目设计方案、操作实验和处理数据等，学生将自己所学的知识和兴趣结合起来，融入实验项目中去，充分发挥学生的能动性和自主性，在实验中训练动手能力和分析问题、解决问题的能力。虚拟实操型实验通过搭接实物电路、利用软件仿真电路，学生在实验过程可以对实验数据进行分析，总结实验数据和结论，充分体现学生的主体地位，并培养其实际解决电路问题的能力。下面通过虚拟温度检测系统来说明实操型实验的实验过程。

（二）实操型实验应用实例：虚拟温度检测系统

实操型实验即利用LabVIEW、数据采集卡开发的实际操作型实验，在虚拟仪器面板上即可以显示测试结果。下面是LabVIEW 虚拟温度检测系统实例：

1.建立一个测量温度的VI

2.实验步骤

(1）选择File»New，打开一个新的前面板窗口。

(2）从Controls»Numeric 将选中的Tank 放到前面板中。

(3）从“结构”里选择for 循环，用一个随机数乘以100，结果输出到温度计。

3.显示实验结果

（三）教学反馈

虚拟仪器提供内容丰富的实验平台，学生设计电路、调试，并及时获得反馈，克服了传统实验箱、实验台教学中固定硬件资源导致实验内容僵化的局限性。本人采用虚拟仪器教学以来教学成绩一直名列前茅，多名学生考取对口单招本科；本人还多次辅导学生参加省市电子电工项目技能大赛，前后有40 多名学生获得市级、省级以上奖励，毕业的学生中很多人现在是所在单位的电工技术骨干。虚拟仿真技术应用在教学中解决了实验室设备落后的问题，提高了学生的技能操作水平，同时为中职生步入工作岗位奠定了扎实的技能基本功，适应了现代企业对技能型人才培养的要求，对进一步推进中职电子课程改革起到了重要的推动作用[3-5]。