УДК 621.371.25

ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ ВИРТУАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА НА БАЗЕ LABVIEW В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРОВ

Джусов Юрий Петрович1, Захарова Елена Анатольевна2, Ханжин Николай Иванович3
1Среднерусский гуманитарно-технологический институт, Кандидат технических наук заведующий кафедрой информационных технологий и общетехнических дисциплин
2Среднерусский гуманитарно-технологический институт, старший преподаватель кафедры информационных технологий и общетехнических дисциплин
3Среднерусский гуманитарно-технологический институт, старший преподаватель кафедры информационных технологий и общетехнических дисциплин

Аннотация
Данная статья посвящена вопросам практики внедрения в учебный процесс подготовки специалистов уровня «бакалавр» проектирования виртуальных приборов в программной среде LabVIEW на базе НОУ ВПО СУГТИ.

Ключевые слова: бакалавр, визуальное программирование, виртуальный прибор, программная среда, технические специальности


PROBLEMS OF IMPLEMENTATION OF A VIRTUAL LABORATORY WORKS ON THE BASIS OF LABVIEW IN THE LEARNING PROCESS OF BACHELOR

Juice Yuri Petrovich1, Zakharova Elena Anatolievna2, Hanzhin Nikolai Ivanovich3
1Srednerussky Humanities Institute of Technology, Ph.D., head of the department of information technology and technical disciplines
2Srednerussky Humanities Institute of Technology, Senior Lecturer, Department of Information Technology and technical disciplines
3Srednerussky Humanities Institute of Technology, Senior Lecturer, Department of Information Technology and technical disciplines

Abstract
This article is devoted to the practice of implementation of the learning process of training level "bachelor" for the design of virtual instruments in LabVIEW programming environment based on LEU Institution SUGTI.

Keywords: BSc, the technical specialties, virtual instrument, visual programming software environment


Библиографическая ссылка на статью:
Джусов Ю.П., Захарова Е.А., Ханжин Н.И. Проблемы внедрения виртуального лабораторного практикума на базе LabVIEW в учебный процесс подготовки бакалавров // Современная техника и технологии. 2013. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/05/2004 (дата обращения: 27.05.2017).

Пакет LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) представляет собой универсальную систему (инструмент) программирования с расширенными библиотеками программ, ориентированную на решение задач управления инструментальными средствами измерения и задач сбора, обработки и представления экспериментальных данных. В более общем определении LabVIEW можно рассматривать как интегрированную среду разработки, отладки и выполнения программ  для измерительных, тестирующих и управляющих систем, аппаратно-программных комплексов сбора, обработки и представления измерительной информации. LabVIEW – высоко интерактивная система, предназначенная для наиболее эффективного взаимодействия разработчика программной системы и среды разработки. Она содержит развитую систему меню, проблемно-ориентированные библиотеки стандартных модулей и процедур для задач проектирования систем сбора и обработки данных, традиционные средства разработки и отладки программных продуктов.

LabVIEW – система визуального (графического) программирования. Ее характерной особенностью является использование универсального объектно-ориентированного языка визуального программирования, который оперирует графическими символами – пиктограммами, изображениями органов управления, приборных индикаторов,  других элементов, близких и понятных предметной области инженеров и проектировщиков средств измерения.

В силу организации подготовки бакалавров  направлений: «Приборостроение»; «Стандартизация и метрология»; «Электроэнергетика и электротехника» на базе НОУ ВПО «Среднерусский гуманитарно-технологический институт», приобретение данного пакета программ является обоснованным и необходимым, так как позволяет проводить широкий комплекс лабораторных работ по указанным направлениям подготовки студентов по таким дисциплинам, как «Метрология, стандартизация, сертификация», «Основы автоматического управления»,  «Электроника и микропроцессорная техника», «Общая электротехника»  и другие.

Это дает возможность  пользователю даже с небольшим опытом программирования создавать качественный программный продукт, готовый для решения широкого круга прикладных задач. В процессе работы с LabVIEW пользователь создает программные модули, называемые виртуальными инструментами (ВИ), поскольку их назначение и характер функционирования в составе ЭВМ соответствует характеру функционирования реальных инструментов. Такие программные модули содержат мощные библиотеки математических функций, позволяющих решать задачи обработки сигналов, корреляционно-спектрального и регрессионного анализа ,  фильтрации и статистической обработки данных, других функций. Используя подобные библиотеки, ВИ позволяют решать широкий комплекс задач измерения, контроля и регулирования, управления объектами.

Решение  задач создания виртуальных лабораторий и организации удаленного доступа к сложным инженерным компьютерным приложениям при использовании сетевых технологий принципиально возможно на основе Java-Web технологий, однако достаточно общая схема создания таких приложений пока еще далеко не сформирована, и сейчас можно говорить лишь о некоторых из возможных путей реализации системы виртуального лабораторного практикума в сетевой среде. Программную имитацию лабораторной установки на базе определенной математической модели исследуемых процессов можно реализовать в форме Java-апплета Так, на рис.1 иллюстрируется пример виртуального прибора масштабирования сигнала (кафедра «Информационно-измерительных систем и метрологического обеспечения» НОУ ВПО СУГТИ). При этом, на основе использования возможностей языка, графический интерфейс такой модели выполнен в форме “обычных” регуляторов параметров соответствующей лабораторной установки. Принципиальным является возможность исследования методом численного эксперимента тех характеристик, которые обычно исследуются в реальной установке.

Рисунок 1 – Виртуальный прибор масштабирования сигнала

 

Возможности подобной виртуальной “лабораторной установки” могут быть существенно богаче ее физического аналога. Последнее, разумеется,  не означает, что виртуальный практикум может заменить реальный физический эксперимент, но он может существенно ускорить проведение работы в лаборатории, сделать ее более осознанной и продуктивной.

Использование графической платформы LabVIEW помогает усваивать теоретический материал в ходе проведения лабораторных работ. Однако применение  только данного графического пакета не способно полностью удовлетворить потребности образовательного процесса в рамках лабораторного практикума. В связи с этим можно выделить следующие факторы, ограничивающие полноценное проведение лабораторных работ:

1)       Применение только графической платформы не дает возможности использования полного спектра компонентов виртуальной лаборатории, поскольку является лишь программным обеспечением, которое без аппаратного обеспечения имеет весьма ограниченный функционал;

2)       В силу невысокой освоенности виртуальной лаборатории имеет место недостаток методических и обучающих материалов по данной среде, что приводит к трудностям в быстром и качественном освоении LabVIEW  в целях преподавания;

3)       Имея повышенные требования к ресурсам персонального компьютера (оперативной памяти) работа с LabVIEV должна осуществляться на современном оборудовании.

Исходя из выделенных проблем работы с виртуальной лабораторией LabVIEW, можно сделать следующие рекомендации:

1)         Приобретение  образовательным учреждением не только графической платформы, но и конкретных лабораторий в соответствии со спецификой учебных дисциплин, включая оборудование и обучающие материалы;

Внедрять LabView в учебный процесс на современном оборудовании, удовлетворяющем системным требованиям.


Библиографический список
  1. http://eng.websoft.ru/db/wb/7EFF2A94B3053B45C3256C5B00587011/doc.html
  2. http://www.ni.com/russia
  3. Фуфаев Э.В. Компьютерные технологии в приборостроении: учеб. посо-бие для студ. высш.учеб.заведений / Э.Ф.Фуфаев, Л.И.Фуфаева.- М.: Издательский центр «Академия», 2009.- 336 с.


Все статьи автора «zakharovaea»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Один комментарий к “Проблемы внедрения виртуального лабораторного практикума на базе LabVIEW в учебный процесс подготовки бакалавров”

  1. 16.10.2016 в 18:43

    Добрый день!
    Очень интересна статья на данную тематику, так как моя тема по магистерской диссертации напрямую связана с вашей статьей. Буду рада сотрудничеству. Пишите на nikhileeva@icloud.com

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: