開(kāi)放大學(xué)網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

林喆

摘 要：本文在分析開(kāi)放大學(xué)發(fā)展需要和教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將Multisim電路仿真軟件應(yīng)用于電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種以學(xué)習(xí)者為中心，基于網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)、適合遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的新型開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｖ攸c(diǎn)介紹了該網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境建立、仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并通過(guò)后期的調(diào)試與運(yùn)行，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。該網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室具有開(kāi)放、靈活和資源豐富等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：開(kāi)放大學(xué)；網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室；電路仿真

1 開(kāi)放大學(xué)網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性

隨著開(kāi)放大學(xué)的不斷發(fā)展和壯大，目前已經(jīng)形成了以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐的開(kāi)放式學(xué)習(xí)環(huán)境，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展及其廣泛應(yīng)用，深刻地影響著各門(mén)開(kāi)放課程的改革與創(chuàng)新，同時(shí)對(duì)各種符合開(kāi)放教育特點(diǎn)的教學(xué)模式的探索也產(chǎn)生了革命性影響?！峨娐贩治龌A(chǔ)》作為電類(lèi)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，在專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系中有著十分重要的地位，該課程以電路分析中的基本概念、基本定律和基本分析方法為核心，以提高學(xué)習(xí)者的電路理論水平和分析解決問(wèn)題的能力為教學(xué)出發(fā)點(diǎn)。該課程的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于采用數(shù)學(xué)方法描述和求解電路，相比于其它課程，教學(xué)內(nèi)容的理論性較強(qiáng)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中比較抽象、難于形成較為形象的思維，為了便于學(xué)習(xí)者對(duì)于該課程內(nèi)容的理解，對(duì)于在校學(xué)習(xí)者的可以采用在教學(xué)過(guò)程中增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分的方法來(lái)幫助學(xué)習(xí)者理解學(xué)習(xí)內(nèi)容、增加實(shí)際操作能力。但這種教學(xué)模式在開(kāi)放大學(xué)基于網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的教學(xué)模式要求下無(wú)法實(shí)現(xiàn)，采用視頻、多媒體課件等教學(xué)方式也不能滿足課程對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)需要，因此，開(kāi)放大學(xué)需要借助互聯(lián)網(wǎng)搭建強(qiáng)大的網(wǎng)上虛擬電工實(shí)驗(yàn)室為學(xué)習(xí)者提供隨時(shí)隨地的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)支持。

2 網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的建立

構(gòu)建開(kāi)放大學(xué)網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室可以使用Multisim電路仿真軟件模擬建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)習(xí)者通過(guò)軟件的下載和安裝即可以建立一個(gè)屬于自己的網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室，并可以在網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的指導(dǎo)下進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。

在眾多的電路仿真軟件中，Multisim是最容易上手的，它的工作界面非常直觀，原理圖和各種工具都在同一個(gè)窗口內(nèi)，未接觸過(guò)它的學(xué)習(xí)者稍加學(xué)習(xí)就可以很熟練地使用該軟件。因此，對(duì)于學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，在軟件操作和使用方面的難度幾乎為零，學(xué)習(xí)者可以方便地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。除了能進(jìn)行基礎(chǔ)的驗(yàn)證性試驗(yàn)以外，該軟件的兼容性也較好，其文件格式可以導(dǎo)出成能被ORCAD或PROTEL讀取的格式，學(xué)習(xí)后學(xué)習(xí)者可以直接完成電路的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。因此，該軟件特別適合開(kāi)放大學(xué)《電路分析基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用。

3 網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)

為了面向開(kāi)放大學(xué)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)支持服務(wù)的要求，同時(shí)開(kāi)發(fā)一個(gè)以學(xué)習(xí)者為中心，基于網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了多個(gè)以學(xué)習(xí)者能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目以能力培養(yǎng)為主線，將所有實(shí)驗(yàn)針對(duì)不同的能力要求劃分成了基礎(chǔ)型、綜合型和研究創(chuàng)新型三個(gè)層次目標(biāo)，同時(shí)，針對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目劃分為9個(gè)模塊共22個(gè)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目在教學(xué)組織上按照認(rèn)識(shí)規(guī)律采用循序漸進(jìn)的方式，由基礎(chǔ)到綜合、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。讓學(xué)習(xí)者先對(duì)電路形成一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，并學(xué)會(huì)軟件中實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的使用方法，然后指導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行綜合電路的設(shè)計(jì)、連接、調(diào)試，并掌握類(lèi)似EDA軟件使用方法的應(yīng)用，最后再引導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行創(chuàng)新研究性質(zhì)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

4 網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)體系的構(gòu)成

依據(jù)開(kāi)放大學(xué)網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)，本著為學(xué)習(xí)者提供多媒體資源并且能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)交互、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)支持的原則，網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室具有更細(xì)致、具體的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)體系，通過(guò)這種方式對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)習(xí)者加深對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，并牢固地掌握基礎(chǔ)理論，訓(xùn)練學(xué)習(xí)者將理論應(yīng)用于實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)體系包括以下基本部分：

⑴Multisim軟件使用簡(jiǎn)明教程。使學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)熟悉Multisim軟件布局，并能熟練的使用軟件進(jìn)行相關(guān)電路的設(shè)計(jì)、器件選型、連接、觀察、測(cè)量和分析等功能，相當(dāng)于軟件和整個(gè)網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室使用方法的介紹；

⑵實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目指導(dǎo)。包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)思考，突出每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的性、指導(dǎo)性和創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)；

⑶實(shí)驗(yàn)報(bào)告。使學(xué)習(xí)者能夠及時(shí)的記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)科學(xué)、準(zhǔn)確的分析，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的思維能力和工程實(shí)踐能力，提高科技文獻(xiàn)寫(xiě)作能力；

⑷實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)網(wǎng)站。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)軟件、實(shí)驗(yàn)資料的下載，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，為學(xué)習(xí)者提供指導(dǎo)和遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)支持服務(wù)，并能夠進(jìn)行在線形成性考核。

5 結(jié)論

通過(guò)后期的調(diào)試與試運(yùn)行證明，采用Multisim電路仿真軟件建立的網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室具有開(kāi)放、靈活和資源豐富等特點(diǎn)，能夠滿足《電路分析基礎(chǔ)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，并為該課程的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一種良好的解決方案，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式和方法，同時(shí)還能為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)完全開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在該實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生既可以在虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上操作，又可自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的操作能力、分析診斷能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。此外，在網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生更易獲得相關(guān)的知識(shí)，科學(xué)的指導(dǎo)和敏捷的反饋，因此，網(wǎng)上電工實(shí)驗(yàn)室代表了開(kāi)放大學(xué)電類(lèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的最新發(fā)展方向。

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