LabVIEW下通信原理实验教改探讨

摘要：随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展，社会已经全面进入科技时代，这也为LabVIEW的发展起到良好的促进作用，使其在多个社会领域中得到极其广泛的应用，而在目前通信原理实验课程的开展过程中，为了更好地提升学生对于课程内容的理解程度，确保其能够有效地将所学知识应用于实际生活当中，应当利用LabVIEW来促进通信原理实验的教学改革，确保学生自身的专业水平以及实践能力能够稳步提高。因此，文章首先对LabVIEW的基本概述加以明确，然后对通信原理实验教学改革的具体思路展开深入分析，在此基础上，提出LabVIEW下通信原理实验教学改革的主要措施。

关键词：LabVIEW;通信原理实验;教学改革;具体措施

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）09-0173-03

通信原理课程属于一项较为重要的专业基础课程，也是专业主干课程的关键组成部分中具体的课程内容方面，则是将数字通信技术作为核心所在，在其中介绍了现代通信技术的主要原理。同时，通过这一课程的学习，也能够促进学生明确通信系统的各项基本理论知识以及原理，比如模拟通信系统、噪音性能、分析方式以及模拟信号数字化技术等多种内容，为学生后续的学习发展奠定坚实基础。并且实验作为教学开展的关键内容，不仅能够与理论教学之间起到互相促进的作用，也可以在潜移默化之间深化学生对于各种知识的理解程度，因此，需要科学合理地引入LabVIEW来促进通信原理实验的教学改革，并充分结合当前的实际教学情况，进一步提高通信原理实验的教学效果以及教学效率。

1 LabVIEW的基本概述

LabVIEW本质上属于一种程序开发环境，是由美国内部的国家仪器公司所开发出的，并且与BASIC以及C开发环境相对较为类似，但LabVIEW与其他计算机语言之间的区别就在于LabVIEW所采用的是图形化编辑语言G，以此为基础来编写各种程序，所产生的主要程序也是以框图的形式出现，而其他计算机语言大多都会根据文本内容来产生对应代码。同时，LabVIEW不仅属于NI社会平台当中的核心内容，也是对系统进行控制以及开发测量的最优选择，在LabVIEW开发环境当中，其内部存在着建立各种应用所需要的工具，能够更好地帮助科学家以及工程师解决各类问题。LabVIEW与BASIC和C基本一致，LabVIEW仍旧属于一种通用编程系统，其内部的函数库具体包括了数据分析、数据显示以及数据采集等多方面内容，还具有较为传统的程序调试工具。传统的文本编程语言主要依据相应的指令以及语句内容的先后顺序来进一步明确对应的程序执行顺序，但LabVIEW所采用的则是数据流编程方式，函数与VI的执行顺序主要是根据程序框图内部节点所具备的数据流所决定的，而其中的VI主要就是指各类虚拟仪器，属于LabVIEW内部的一种程序模块。除此之外，LabVIEW还提供了许多传统仪器以及外观仪器，能够更好地创建出相应的用户界面，而这种用户界面在LabVIEW当中大多被称作为前面板，利用图标与连线能够控制前面板内部的各类对象[1]。

2 通信原理实验教学改革的具体思路

在传统的通信原理实验教学的实际过程中，其内部大多都是以验证性实验作为核心内容，简单来说，就是要在正式实验之前，促进教师对实验原理、实验目的以及实验步骤等多种问题展开说明记录，学生也要按照实验指导内容当中固定的各类步骤展开对应的实验，并详细记录好实验过程中所产生的数据信息，并且在具体的实验内容方面上也通常只是针对一个较为单一的知识点。验证性实验的主要意义就在于提升学生对于各类知识点的理解程度，通过各种实践操作内容将原本较为抽象的知识展开具体化转变，其同时也存在着无法代替的重要作用，然而，这种实验方式所具备的程式化特征较为显著，部分学生仅仅只是较为机械地按照具体的实验步骤进行操作，并没有全面理解理论知识与实验教学之间存在的关系。因此，这就需要科学合理地引入LabVIEW，以此为基础对基本的实验设置结构进行完善优化，如图1所示，可以利用通信原理实验箱来将其进一步划分为创新性、验证性以及综合性这三个主要模块，而其中的创新性实验并非只局限在本节课程所用的各类实验设备中，而应当促进那些与课程相关的实验设备之间建立起必要的联系，从而创建出更加完善的系统环境;验证性实验能够在潜移默化之间加深学生对于各类基础知识内容以及基础概念的理解程度;综合性实验中则是要求学生充分利用课程开展过程中所涉及的实验平台，进一步构建出对应的通信系统。LabVIEW下的通信原理实验教学改革能够在提升实践能力、拓展设计思维以及强化理论知识水平等多方面来提升学生自身的创新能力以及理论水平，稳步提高通信原理实验的教学效率以及教学质量[2]。

3 LabVIEW下通信原理实验教学改革的具体措施

3.1 验证性实验部分

验证性的通信原理实验教学内容针对的主要是课程的难点知识以及重点知识，整体实验开展过程的操作性比较高，能够更好地帮助学生明确基础知识内容，这也属于整体实验环节中至关重要的组成部分。而在传统的通信原理实验教学当中，验证性实验所占据的整体比例相对较高，很难在其中锻炼学生运用各类知识内容的综合能力，因此，在LabVIEW对通信原理实验教学展开改革优化的过程当中必须对其展开必要的优化精简处理，进一步分析课程教学内容当中具备的难点与重点，以及通信原理实验教学与其他专业课程之间的交叉连接，从而更好地找寻出代表性的内容，根据知识点适用性与前后知识之间的关联以及知识难度等标准内容，并按照数字带通传输的调制、数字带通传输的解调过程以及数字基带传输这三个主要知识内容来设置对应的实验内容，使学生能够在验证性通信原理实验教学的开展过程中加深对于各种知识的理解程度，明确实验箱的各类功能模块以及示波器等设备的具体使用方式，而更重要的是，LabVIEW下的验证性通信原理实验教学改革能够为后续各类课程知识的综合应用做好必要的知识储备。

3.2 综合性实验部分

通信原理实验教学课程当中所采用的实验平台主要为具备模块化特征的实验箱，并在实验箱的底层部位安装好具备调换功能的模块，具体包括数字调制模块、数字解调模块、DDS信号源以及时钟同步模块等，特别是在LabVIEW的影响下，不同的模块可以根据通信原理实验的具体内容加以更换，这就为后续综合性实验的开展提供出必要条件，如图2所示。而在这一部分中，可以利用数电试验台设置出两个完全不同的实验项目，分别为单工通信系统试验以及PCM传输系统，其中，单工通信系统试验具体包括了汉明编译码以及增量调制编译码等多方面内容，但在具体实验指导书当中，却并没有为学生提供出详细的实验步骤，仅仅提供出了需要搭建的系统构图。在实验开展之前，学生应当明确框图当中各个不同部分的具体作用，学生也要在明确课程基本理论知识以及与其他部分之间关系的基础上，才可以建立起更加完善的系统结构，而后学生就要对实验箱内部各个模块的主要连接方式进行分析，使其逐步掌握实验平台当中各类模块的具体作用以及拨码开关的设置，在潜移默化之间提升学生对于之前验证性实验内容的掌握程度。而在设计实验以及查询相关资料的过程当中，也可以提升学生对于课程知识的理解程度，不断强化学生的主观能动性以及自主学习意识[3]。

3.3 创新性实验部分

LabVIEW下所展开的通信原理实验教学改革最重要的在于能够对实验进行创新，而除却在课程当中所采用的实验平台之外，还要在实验过程当中设置出能够将物联网实验开发系统以及通信原理实验互相融合的创新实验内容。其中信号源所出现的信号大多都会在通信原理实验平台当中完成信号调制、信号编码以及信号数字化等多种基础过程，而后将其输入到相应的物联网实验平台当中，明确信号在其内部的具体应用。通常情况下，通信原理课程所涉及的各类知识大多都具备较高的理论性以及抽象性，这也使得学生对于这部分知识的实际应用不够了解。因此，这就需要采取创新性实验的方式，将日常生活当中应用较多的物联网技术、无线信号收发以及经典理论技术等有效结合在一起，促进那些较为抽象的知识内容能够与通信原理的实际应用互相融合，在拓展学生专业视野的同时，使其可以更好地理解专业技术知识[4]。

3.4 设计性实验部分

在实际通信原理实验教学的开展过程中，大部分学生都可以顺利完成验证性实验，并且还可以通过自主学习以及请教教师等方式来完成综合性实验内容，而在基础的理论课程接近完结时，部分学生能够更好地掌握那些通信原理以及基础的理论知识，这就需要引导其在后续的实践环节当中提升自身的专业水平，需要通过LabVIEW来展开设计性实验，满足学生学以致用的基本需求。而对于其他学生来说，设计性实验本质上仍旧属于一种具备一定程度挑战性的实践环节。而LabVIEW由于自身具备较为全面的功能，完全可以将其当作系统分析平台或是仿真平台，并且在实际教学的开展过程当中，通过LabVIEW来展开仿真设计实验也能够在一定程度上促进学生对通信原理基础理论知识理解掌握。通常情况下，设计性实验大多都是由教师提供必要的实验课题，并在其中要求学生通过查阅文献以及分工合作的方式来设计出初步的方案内容以及实验参数，并通过LabVIEW来验证其所具备的可行性，在根本上提高学生自身的系统设计能力。举例说明，在实际通信原理实验教学的开展过程当中，教师可以提供出大约五个左右具备开放性特征的课题让学生进行选择，使学生可以自主划分为不同的学习小组，在其中培养学生的团队协作能力以及问题解决能力。这种基于分工协作的设计性实验不仅可以有效发挥出学生自身所具备的主观能动性，还能够逐步培养学生自身的创新创造能力，确保其在理论方面以及实践方面都能够产生更加深刻的认知。对于通信原理实验的考核方面，则应当促进学生在提交对应实验报告的基础上，鼓励其积极主动地展示出自身的实验结果，在其中分享自身的心得以及相应的理论知识，并且在不断的教学实践过程当中可以明显看出，通过LabVIEW所展开的设计性实验并不局限于实验指南以及教科书内容，其不仅可以引导学生积极探索问题、解决问题，还能够超出规定需求来完成实验内容，在多个维度上对实验结果进行分析，这对于学生综合能力的提升起了至关重要的作用[5]。

4 结论

在通信原理课程的实验教学当中，为了更好地提升整体教学水平，促进学生更好地掌握相应的知识内容，应通过LabVIEW来改革传统的实验教学方式，将其进一步转变为验证性实验、综合性实验、创新性实验以及设计性实验等类型，在培养学生通信系统观念的同时，全方位地提高学生自身的实际操作能力。

参考文献：

[1] 刘丹，杨达国.LabVIEW在通信原理课程教学中的应用研究[J].数字通信世界，2021（4）：237-238.

[2] 吉淑娇.基于USB和LabVIEW的数据采集测试系统设计[J].长春大学学报，2021，31（6）：20-23.

[3] 孙杜娟，杨亮，王睿.通信原理课程实验教学改革与实践[J].新课程研究，2020（30）：27-30.

[4] 朱书眉，孙玮苑.通信原理课程实验教学环节的探索[J].电脑与电信，2020（9）：50-52.

[5] 帅捷，王秀清.通信原理课程实验改革方法与实践[J].发明与创新（职业教育），2020（8）：44，46.

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