LabVIEW下的模拟电路实验教学创新对策

摘要：随着素质教育以及新课改的持续深入，教育领域已经得到了社会各界的重点关注，而模拟电路作为电气信息类专业当中的主要课程内容，对于学生后续的学习发展起了至关重要的影响，由于该课程自身具备较为显著的特殊性，进一步突出了模拟电路实验教学开展的重要性，如果仍旧采用传统的模拟电路实验教学方式，不仅很难激发学生自身的学习兴趣，也会影响教学质量与教学效率，所以，需要利用LabVIEW来实现模拟电路实验教学的创新发展。因此，文章首先对LabVIEW的主要特点加以明确，然后对当前模拟电路实验教学存在的问题展开深入分析，在此基础上，提出LabVIEW下模拟电路实验教学的具体创新措施。

关键词：LabVIEW;模拟电路;实验教学;创新对策

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）11-0150-02

在新课改持续深入的背景下，无论是教育方式还是教育理论都产生了较为显著的变化，培养具备解决问题能力以及综合实践能力的复合型人才已经成为各大学校开展教育工作的重点内容。而电气信息类专业中模拟电路的实验教学不仅可以逐步强化学生自身的科学思维以及创新意识，还能够进一步提升学生的综合能力，这也是传统的课堂理论知识教学无法代替的。因此，必须要意识到LabVIEW的重要程度，并以此为基础来促进模拟电路实验教学的改革创新，在全面提升学生对于知识理解程度的同时，促进其综合素质的稳步提高。

1 LabVIEW的主要特点

LabVIEW，其全称Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench，属于一种图形化的编程语言开发环境，其内部所采用的大多为通用硬件，而不同仪器之间所产生的差异则集中在软件方面，其自身不仅具备强大的数据信息处理功能，还能够从根本上发挥出计算机的能力，用户也完全能根据自身的基本需求来对不同的仪器进行定义与制造。也正是由于LabVIEW所具备的这些特点使其在学术界以及工业界得到了极其广泛的应用，甚至将其当作标准的仪器控制软件以及数据采集软件。同时，在LabVIEW中，还综合了VXI、GPI8、RS-485以及RS-232等协议硬件的所有功能，其内部还具备能够应用ACtiveX以及TCP/IP等软件的库函数，利用LabVIEW可以更好地建立起专用的虚拟仪器，所具备的图形化操作界面也能够提升使用过程以及编程过程的有趣性。而图形化程序语言通常情况下被简称为G语言，在利用这种语言展开编程时，基本不需要写相应的程序代码，而只是框图或是流程图。由此也可以看出，其属于一种面向最终用户的工具，通过LabVIEW的应用不仅能够提升科学系统以及工程系统的基本能力，也能够提供出一条数据信息采集系统以及仪器编程系统的便捷途径，在最大程度上提升工作效率。除此之外，LabVIEW还具备一种方便条件，在一个硬件的前提下，其仍旧可以通过改变软件的方式来实现不同仪器仪表功能的转变，十分方便。简单来说，就是能够将软件作为硬件为各项工作的开展带来便利[1]。

2 当前模拟电路实验教学存在的问题

模拟电路课程属于电子通信工程等专业内部的主要课程，同时也是后续一些课程开展的基础所在，具备极强的实践性以及理论性，本质上是一种学习起来较为困难的学科。而在实际学习过程当中，大多数学生自身理论知识联系实际生活的能力以及实际操作能力都存在着较大缺陷，在课程学习过后，仅仅知道部分专业术语或是具备基本功能的电路原理，或是利用公式来对电路参数进行计算，如图1所示，学生无法明确集成电路芯片内部的整机电路，也不会采用调试或是分析的方式来对电路进行处理，甚至一些较为基础的电子仪器设备都无法正常使用，这也对后续的学习发展产生了较为严重的影响。同时，在传统的模拟电路教学模式当中，基本的教学理念并没有得到更新，其内部还存在较为严重的重理论、轻实践问题，而教师这种理念也会在潜移默化之间对学生产生影响，学生在进行学习的过程中也很难将自身的学习中心转移到模拟电路实验方面，甚至还会出现实验教学可有可无的错误思想，对于实验课程的开展很难保持一种认真的态度。长此以往，学生就很难在模拟电路实验课程当中获取必要的知识。另外，传统的教学模式多将教师作为主体，学生只能被动地接受各类知识，这严重影响了学生自身的学习积极性以及主观能动性，内部所采用的教学仪器也都是模式化的实验箱，即便展开实验，其内部的实验内容也过于单一，很难提高学生的自主思考能力以及实践操作能力，而且模拟电路实验教学的考核以实验报告为主，缺乏对于过程的考核，这也使得后续对于学生实验成绩所进行的评价缺乏客观性与公正性[2]。

3 LabVIEW下模拟电路实验教学的具体创新措施

3.1 实验教学内容以及教学手段的改革措施

（1） 科学合理地设置模拟电路的具体实践内容。在长时间的开展过程当中，部分高校内部所开设的模拟电路硬件实验主要采取实验板集成的方式，学生在后续进行实验时只需要拔插各类导线并转变可调电容以及可调电阻，将测试出的电压参数进行详细记录就可以了。这种方式虽然可以很好地提升学生对于信号发生器以及示波器等电子仪器的理解程度，但却很难促进学生明确各类电子元器件的基本特性，并且学生对电路当中各种元器件参数对于电路性能所带来的影响也并不了解，对于学生综合能力的提升并没有产生太大的帮助。因此，这就需要在LabVIEW的支持下依据模拟电路实验教学改革的具体思路以及实际情况促进原本实验内容的深入研究，如图2所示，可以利用模拟电路试验仪来进行教学，使得实验内容转变为模拟电路实验教学改革的主要抓手。传统模拟电路实验教学开展过程当中存在实验内容过于老化、教学手段比较单一等现象，不仅很难培养学生自身的科研能力，对于学生探索精神的提升也产生了不良影响。因此需要通过LabVIEW来将原本的模拟电路实验从传统的验证型向综合型以及创新型等方向转变。

（2） 采取现代化的实验教学措施。在模拟电路实验教学的开展进程当中，应当科学合理地引入一些现代化技术来对原本的实验教学措施进行改变，比如LabVIEW的引入不仅属于现代化电子技术在模拟电路实验教学中应用的主要标志，也是电子技术教学内容以及教学措施改革优化的主要趋势。同时，应当积极利用计算机设备展开必要的仿真实验，进一步实现数据信息的采集以及处理，并通过存在的多功能实验装置展开模拟电路实验教学。通过这些实验措施的应用，一方面能够大幅度降低实验仪器的磨损情况以及各类材料的损耗情况，有效缩短整体实验周期;另一方面，通过LabVIEW与模拟电路实验教学的有效结合可以更好地满足当前社会对于培养综合型创新人才方面的基本需求。并且随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展，模拟电路实验教学也更加注重现代化技术以及现代化测试理论，将其有效引入教学过程当中，不仅能够开阔学生视野，也能够促进学生明确学科发展的前沿情况，在最大限度上激发出学生自身的求知欲望[3]。

3.2 模拟电路实验教学方式方法的改革优化

（1） 提升学生分析问题以及排除问题的基本能力。在传统模拟电路实验课程的教学过程当中，其内部一旦出现问题，学生通常并不会进行独立思考，而是直接向教师请教，例如比较常见的电子线路实验线连接，由于连接线在实验过程中需要不断进行拔插操作，很容易引发短路等问题出现，并且这种问题在外表方面也很难观看出来，如果出现了这种类型的故障问题，学生就会以实验仪器损坏为由来申请教师帮助自身进行排障处理，而解决问题的方式也较为简便，教师应当对问题产生的现象进行分析，通过理论知识来指导实践操作，通过示波器以及万用表等设备来准确找出短路的具体位置，有效解决其中存在的各类问题。为了确保学生自身排除问题的能力能够有效提升，可以通过LabVIEW对实验问题加以优化处理，教师也要引导学生在正式展开实验之前做好必要的预习工作，确保那些与模拟电路实验相关的理论知识能够很好地在学生的脑海中构建起对应的知识体系，并根据具体内容来写好实验报告内容，通过理论指导实践的方式来稳步提高学生的解决问题能力。在LabVIEW优化模拟电路实验教学的过程当中，教师也应注重学生自身的学习积极性以及主观能动性，确保学生能够在实验的过程当中维持一种兴奋的精神状态，在不断思考的过程中促进学生明确科学合理的实验技能以及实验方法，锻炼其独立思考以及独立研究能力。长此以往，学生就能够充分利用示波器以及万用表等检修仪器来排除故障。举例说明，在单极低频放大器实验的开展进程中，学生完全可以利用万用表来准确找出连接电路中的故障电路，对实验数据信息展开分析来明确实验存在的不足之处，并且在不断实践的过程中也可以明显看出，只要提高学生自身的积极性，教师在展开教学的过程中也会十分轻松[4]。

（2） 全面提高学生的主动性。在以往模拟电路实验教学的开展过程当中，学生对于实验的开展并不重视，并且也大多维持一种应付了事的态度，为了有效提升学生参与模拟电路实验教学的主动性，转变对于实验的基本态度，教师应利用LabVIEW对实验方式展开必要的创新改革。首先是各类电子仪器的使用，通过LabVIEW，教师能够更好地为学生讲解所用电子仪器的使用注意事项，在后续实验的开展进程当中，可以积极组织一部分动手实践能力较强的学生成立实验助教小组，而后每一次实验进行时，教师都可以抽取一名助教小组内部的学生来对实验进行讲解演示，教师则要在其讲解过后明确指出其中存在的不足之处，通过这种方式来进一步促进每一名学生积极进入模拟电路实验教学当中，可以提升学生对于实验教学内容的理解程度，而学生在实验过程中所出现的问题也可以由助教小组解决。这种创新改革方式符合学生的个性特点，在经过长时间的发展实践过后，学生对于实验开展的主动性以及积极性得到了明显提升，更好地促进了学生自身专业能力的稳步提升。

（3） 组织开展课外活动。模拟电路实验的开展非只局限在课堂环境中，在LabVIEW的支持下，教师可以根据学生的兴趣爱好，以社团等多样化形式引导那些对于模拟电路感兴趣的学生利用一些课余时间参与各类课外活动。同时，课外电子科技设所涉及内容相较为广泛，学生完全可以自由选题进行自由发挥，并通过后续的实验对自身的设计内容加以验证，这也在潜移默化之间提升了学生的创新能力[5]。

4 结论

在LabVIEW影响下，模拟电路实验教学的改革优化拓展了学生的知识面，培养了学生解决问题以及分析问题的实际能力，为其后续的学习发展起到良好的促进作用。

参考文献：

[1] 侯杨阳.模拟电路实验的教学实践分析[J].电子技术，2021，50（4）：144-145.

[2] 刘叶锋.基于LabVIEW与stm32的实时电压检测系统设计[J].电子测试，2021（12）：20-21，15.

[3] 曳永芳，张清泉，孟红良.模拟电路实验课程教学改革探索[J].中国现代教育装备，2020（21）：94-95，98.

[4] 韩美林.基于项目教学法的模电实验课堂教学改革研究[J].科技经济市场，2019（11）：134-135.

[5] 吴小虹.设计型实验在模拟电路实验教学中的作用[J].信息与电脑（理论版），2017（8）：230-231.

收稿日期：2021-08-20

基金项目：2020年肇庆学院教改项目：基于LABVIEW在地方院校电子通信专业课程中的应用研究（项目编号：zlgc202044）

作者简介：李博（1989—） ，男，广东肇庆人，助理实验师，硕士研究生，主要研究方向为电子技术、图像处理、信号分析等。