應(yīng)用電子技術(shù)教學(xué)運(yùn)用虛擬教學(xué)法探究

李金鑫

摘要：虛擬教學(xué)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面模仿，讓學(xué)生在假定的虛擬的環(huán)境下模擬演練，打破時(shí)間、空間的限制，從而獲得一種身臨其境的感覺(jué)，將抽象的理論知識(shí)形象化、直觀化，以便激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、認(rèn)知能力和理解能力，豐富學(xué)生想象力，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：虛擬教學(xué) 應(yīng)用電子技術(shù) 探究

一、應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)運(yùn)用虛擬教學(xué)的意義

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，為適應(yīng)科技的快速發(fā)展，電子專業(yè)教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新。因此，電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)面臨著一些問(wèn)題：一是教育資源、經(jīng)費(fèi)短缺，實(shí)驗(yàn)設(shè)備難以更新；二是無(wú)法將抽象概念理論形象化、直觀化，不利于學(xué)生的理解和吸收，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難；三是學(xué)生無(wú)法直接參與部分帶有危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)或操作，無(wú)法獲得感性認(rèn)識(shí)；四是學(xué)生對(duì)電子元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、實(shí)物設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法打破空間、時(shí)間的限制，不能較好地啟發(fā)學(xué)生思維；五是傳統(tǒng)教學(xué)方法效率低；六是學(xué)生接觸的電子技術(shù)發(fā)展信息來(lái)源面狹窄，不能緊跟科技發(fā)展形勢(shì)，不利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。

要想解決上述問(wèn)題就必須創(chuàng)新教學(xué)觀念，改變傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境，這種新的教育形態(tài)就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿效，即虛擬教學(xué)。虛擬教學(xué)可以創(chuàng)建與實(shí)驗(yàn)設(shè)備類似的功能，從而解決學(xué)生在學(xué)習(xí)上的困難。

二、虛擬教學(xué)在應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

1.建立“理論學(xué)習(xí) —虛擬演練—實(shí)操訓(xùn)練”的教學(xué)模式。傳統(tǒng)的教學(xué)方式一般是“分析專業(yè)理論--進(jìn)行實(shí)物操作訓(xùn)練”，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式可能使學(xué)生在實(shí)際操作時(shí)產(chǎn)生下列兩種情況：一是學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)掌握不牢固而盲目進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，這樣會(huì)產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)性；二是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作步驟不熟練導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中操作失誤多，損壞設(shè)備?！袄碚搶W(xué)習(xí)—虛擬演練—實(shí)操訓(xùn)練”三步曲的教學(xué)模式，就是在傳統(tǒng)教學(xué)模式上增設(shè)虛擬演練，將專業(yè)理論知識(shí)與模擬實(shí)物、各種實(shí)驗(yàn)儀器、環(huán)境的虛擬對(duì)象聯(lián)系起來(lái)，將各種實(shí)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真三維立體圖象，讓學(xué)生進(jìn)入虛擬環(huán)境中模擬實(shí)際實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有一種身臨其境的感覺(jué)。此外，虛擬的實(shí)驗(yàn)操作是建立了開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生把學(xué)到的專業(yè)理論知識(shí)首先在虛擬方式下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后再到實(shí)訓(xùn)工廠進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，可有效地減少實(shí)際操作中的失誤。

2.突破時(shí)空限制，將抽象理論形象化、直觀化，虛擬維修過(guò)程。虛擬教學(xué)可以打破時(shí)間和空間限制，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)事物的認(rèn)識(shí)能力、理解能力，讓抽象理論通過(guò)虛擬演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)而變得直觀化、形象化，便于學(xué)生對(duì)抽象概念的理解，提高學(xué)生理解力與記憶力。

3.為學(xué)生提供自由探索的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。虛擬教學(xué)的特點(diǎn)是讓學(xué)生操作模擬環(huán)境，學(xué)生提出的各種假設(shè)模型都可以虛擬，通過(guò)虛擬系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上直觀地觀察這一假設(shè)的結(jié)果與效果。例如，電子教學(xué)軟件“電子工作臺(tái)”（electronic workbench；EWB）軟件系統(tǒng)，就是一個(gè)萬(wàn)能的電子實(shí)驗(yàn)室，可以構(gòu)建和設(shè)計(jì)各種模擬電路與數(shù)字電路，并用仿真儀表如電流表、電壓表、示波器等來(lái)判斷電路的可行性與結(jié)果，避免了在電路設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程，每設(shè)計(jì)一電路就采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的麻煩，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過(guò)學(xué)生自由探索的學(xué)習(xí)活動(dòng)使學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造力得到發(fā)展和完善。

4.避免學(xué)生在實(shí)操訓(xùn)練中發(fā)生危險(xiǎn)。教師擔(dān)心實(shí)操訓(xùn)練或?qū)嶒?yàn)有危險(xiǎn)或?qū)θ梭w健康產(chǎn)生危害，所以不敢讓學(xué)生直接參與實(shí)操來(lái)獲得感性認(rèn)識(shí)，只能采用口頭講解或播放電視錄像、VCD的方式來(lái)取代實(shí)驗(yàn)，但如果利用虛擬教學(xué)進(jìn)行實(shí)操虛擬仿真訓(xùn)練，在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中學(xué)生可以放心做各種危險(xiǎn)或?qū)θ梭w有危害的實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生的實(shí)際操作能力。

5.提高教學(xué)效率，便于學(xué)生熟練操作技能。采用虛擬教學(xué)可以使學(xué)生真正熟練的掌握技能，通過(guò)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬演練，能夠共享各種資源，教師實(shí)操的每一個(gè)步驟和方法，學(xué)生都能在計(jì)算機(jī)上共享，讓在虛擬演練中的每位學(xué)生相互交流，能很大程度地減輕教師的負(fù)擔(dān)。學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)步驟方法要領(lǐng)后，就可在真實(shí)儀器設(shè)備上實(shí)操，有利于提高教學(xué)效率。

三、虛擬教學(xué)效果評(píng)價(jià)

1.虛擬教學(xué)有利于學(xué)生興趣的培養(yǎng)。虛擬教學(xué)的全過(guò)程，采用了生動(dòng)的仿真模擬系統(tǒng)，可以把抽象理論轉(zhuǎn)化為學(xué)生容易理解的直觀圖象。虛擬教學(xué)強(qiáng)烈的真實(shí)感，能產(chǎn)生很強(qiáng)的吸引力，便于激發(fā)學(xué)生的興趣，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶。

2.理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)做合一。學(xué)生在大量實(shí)踐中驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)，又通過(guò)實(shí)踐提升自己對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)做合一。但對(duì)于電子專業(yè)，由于學(xué)校經(jīng)費(fèi)緊張，教學(xué)儀器、設(shè)備缺乏，或部分實(shí)驗(yàn)帶有危險(xiǎn)性，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法開(kāi)展真實(shí)實(shí)驗(yàn)，不能實(shí)現(xiàn)“學(xué)做”合一。而采用虛擬教學(xué)，就可以有效解決上述問(wèn)題學(xué)生可以在模擬的真實(shí)環(huán)境、真實(shí)設(shè)備和儀器上開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)“學(xué)、模擬、做”的有機(jī)統(tǒng)一。

四、實(shí)施虛擬教學(xué)的思考

1.教師的思想觀念是實(shí)施虛擬仿真技術(shù)的關(guān)鍵。因?yàn)榻虒W(xué)方法、教學(xué)方式受一定教育思想的影響與支配，就教師而言，一是教師缺乏有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，對(duì)新技術(shù)和教學(xué)方式存在恐懼癥，二是片面夸大這種新技術(shù)作用，缺乏對(duì)這種新技術(shù)的認(rèn)識(shí)而產(chǎn)生誤解，認(rèn)為教師的主導(dǎo)作用不復(fù)存在，產(chǎn)生抵觸情緒。因此教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)思想與教學(xué)觀念，端正運(yùn)用新技術(shù)的態(tài)度，積極主動(dòng)地接受新觀念、學(xué)習(xí)新技術(shù)，充分利用教育資源，研究掌握新教法、新模式，不斷尋求順應(yīng)教育現(xiàn)代化發(fā)展的新思路。

2.師資培訓(xùn)是完成虛擬教學(xué)運(yùn)用重要因素。由于虛擬教學(xué)是一種新的教學(xué)方法，教師不能熟練自如的運(yùn)用，因此就必須加強(qiáng)師資的培訓(xùn)。對(duì)于教師技術(shù)培訓(xùn)，除了學(xué)習(xí)技術(shù)知識(shí)外，還應(yīng)在教學(xué)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行培訓(xùn)，要恰當(dāng)?shù)陌盐蘸脙煞N教學(xué)設(shè)計(jì)，一是以教為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)，即對(duì)教什么、學(xué)什么進(jìn)行合理設(shè)計(jì)；二是對(duì)如何利用建構(gòu)主義理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用新的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)軟件，充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的主觀能動(dòng)性。然后將兩種教學(xué)設(shè)計(jì)融會(huì)貫通、取長(zhǎng)補(bǔ)短，使之成為既能體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知的主體作用，又能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的新型教學(xué)模式。

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