計算機仿真技術(shù)教學(xué)方法思考與探討

【摘要】計算機仿真技術(shù)作為電子與信息專業(yè)中的一門關(guān)鍵學(xué)科，對于該專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和將來的發(fā)展有著關(guān)鍵的作用。本文在詳細(xì)探討了計算機仿真技術(shù)特點的項目教學(xué)法基礎(chǔ)上，分析了MATLAB仿真工具在教學(xué)中的實際應(yīng)用，以及提出了計算機仿真教學(xué)中存在的一些不足；并針對計算機仿真技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容進行了系統(tǒng)的整合。

【關(guān)鍵詞】計算機仿真技術(shù)；教學(xué)方法；MATLAB仿真工具；項目教學(xué)法

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，以及計算機技術(shù)研究的不斷深入，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)成為分析、綜合各類系統(tǒng)的一種有效的研究方法和研究工具。而且計算機仿真技術(shù)也已經(jīng)在國防軍事和國民經(jīng)濟等眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。隨著計算機仿真技術(shù)的快速發(fā)展，該項技術(shù)正在成為與理論實驗并列的第三種認(rèn)識和改造客觀世界以及科學(xué)研究的手段。計算機仿真技術(shù)是仿真科學(xué)和技術(shù)涉及到的和仿真技術(shù)相關(guān)的最為基礎(chǔ)的部分，具有綜合性等特點。因此，很多學(xué)生認(rèn)為該課程具有一定的難度。但是，為了能夠擴展電子與信息專業(yè)基礎(chǔ)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，更好的適應(yīng)社會對電子信息專業(yè)人才的需要，高校電子信息專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該掌握一些相應(yīng)的計算機仿真知識和技能。

一、計算機仿真技術(shù)特點的項目教學(xué)法

計算機仿真技術(shù)課程的主要內(nèi)容包括：優(yōu)化問題求解方法、仿真模型和仿真算法等基礎(chǔ)理論，除此還包括對MATLAB仿真工具的應(yīng)用。在這些課程中，仿真技術(shù)涉及的原理是最為枯燥和難以理解的，而且在學(xué)習(xí)仿真算法的過程中，需要學(xué)生能夠?qū)Ω叩葦?shù)學(xué)和計算機編程等具有深入的理解。在教學(xué)過程中存在的最為普遍的現(xiàn)象是學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性差，學(xué)習(xí)過程中習(xí)慣性避開難點。因此，在教學(xué)過程中如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對課程學(xué)習(xí)的主動性，提高課程教學(xué)的實效性，成為計算機仿真技術(shù)教學(xué)首先需要解決的問題。

項目教學(xué)法可以讓學(xué)生通過對一個完整項目的實施而進行的教學(xué)活動，其主要目的是為了讓學(xué)生能夠把自己融入到一個有意義的任務(wù)中，并通過完成任務(wù)來達到學(xué)習(xí)的目的，而且通過項目教學(xué)可以使學(xué)生主動的進行知識系統(tǒng)的構(gòu)建，在課堂教學(xué)中，將理論知識和實踐教學(xué)有機的結(jié)合起來，充分調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)造潛能，提升學(xué)生解決實際問題能能力。

因為很多建筑電氣專業(yè)方面的畢業(yè)生在計算機仿真技術(shù)方面的學(xué)習(xí)和認(rèn)知能力較差，尤其是實踐能力和解決應(yīng)用問題的能力更是相對較差。在此前提下，更加要求建筑電氣專業(yè)的學(xué)生能夠在項目教學(xué)法的指導(dǎo)下積極參與計算機仿真技術(shù)教學(xué)，通過計算機仿真教學(xué)不斷提升自己解決應(yīng)用問題的能力。相對于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，通過項目教學(xué)，學(xué)生可以小組的形式進行學(xué)習(xí)和工作，按照實際的工作程序完成整個學(xué)習(xí)過程。此種項目教學(xué)模式更容易使學(xué)生掌握計算機仿真技術(shù)，對于了解工程實踐中的計算機仿真技術(shù)的發(fā)展水平和狀況有著積極的作用，同時，也極大的彌補了理論知識和實踐脫節(jié)的弊端。因此，利用項目教學(xué)法不僅能夠提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，而且對于實現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機結(jié)合也起到關(guān)鍵的作用。

二、目前計算機仿真教學(xué)過程中存在的不足

首先，缺乏必要的實踐環(huán)節(jié)；計算機仿真技術(shù)是一項綜合性極強的學(xué)科，尤其是具有極強的實踐性。但是，在目前的教學(xué)環(huán)境中，往往忽視了對計算機仿真教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)，使得學(xué)生很難理解計算機仿真技術(shù)在實際應(yīng)用中是如何解決問題的，對于計算機仿真技術(shù)缺乏必要的感性和理性認(rèn)識，尤其是缺乏實踐機會。

其次，教學(xué)方式單一；在很多高校中，對于該課程的教學(xué)模式還仍然停留在傳統(tǒng)的教學(xué)方式上，僅僅以老師的講授為主，僅采用單一的教學(xué)方式，在教學(xué)過程中仍然以文字教學(xué)為主，缺少直觀性和多媒體等方式的教學(xué)。導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束后不知道如何應(yīng)用，如何解決實際問題。

再次，計算機仿真技術(shù)的課程定位較為模糊；在很多高?；蚴歉呗氃盒Ｖ?，計算機仿真技術(shù)是第一次被開設(shè)。因此，對于課程應(yīng)該達到什么程度的目標(biāo)并沒有做出明確的規(guī)定。而且，在一些教學(xué)機制等不夠完善的前提下，課程的定位和專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)也存在一定差異。

最后，在教學(xué)內(nèi)容上和其他相關(guān)課程存在重復(fù)；目前，我國的計算機仿真技術(shù)使用的教材中部分教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)代控制理論等課程中的部分存在不同程度的重復(fù)。這些重復(fù)內(nèi)容的出現(xiàn)使學(xué)生很難確定和區(qū)分課程內(nèi)容的重點，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

三、MATLAB仿真工具在教學(xué)中的實際應(yīng)用

通過使用MATLAB的多媒體教學(xué)，不僅可以強調(diào)計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用，而且又能夠激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情。通過MATLAB的多媒體教學(xué)，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，隨時的引用編程實例，進而突出工具包的使用，也使學(xué)生可以了解到最新的計算機仿真技術(shù)在實際中的應(yīng)用，來提升學(xué)生對于計算機仿真技術(shù)學(xué)習(xí)的熱情。同時，引導(dǎo)學(xué)生通過實踐、分析來選擇需要進一步了解的內(nèi)容。在教學(xué)過程中，增加多媒體的使用，可以將講課內(nèi)容和實際演示有機的結(jié)合在一起，而且增加了授課內(nèi)容，圖文并茂，通過分析典型的應(yīng)用實例，可以最大限度的激發(fā)學(xué)生對計算機仿真技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣。筆者通過平時的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過程中引入MATLAB仿真工具，對于提高學(xué)生掌握計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用能力有明顯的效果。

四、教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)整合

在平時的教學(xué)過程中應(yīng)該以計算機仿真技術(shù)教學(xué)大綱中規(guī)定的基本內(nèi)容作為主要內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上相應(yīng)的增加分析和實踐實例的專題講座，以求能夠保證學(xué)生在初步掌握了對系統(tǒng)的模型、仿真算法設(shè)計、結(jié)果分析等流程后，逐漸增強對計算機仿真實際應(yīng)用的理解和應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)課程的具體進展進行適當(dāng)?shù)难a充。

引導(dǎo)學(xué)生掌握計算機仿真理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成解決系統(tǒng)仿真問題的思路是計算機仿真教學(xué)的關(guān)鍵?？梢钥紤]以下幾點意見：

首先，在完成教學(xué)主要內(nèi)容后，可以給學(xué)生多講解一些計算機仿真技術(shù)的科研課題，以激發(fā)學(xué)生的求知欲，進而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

其次，在上述項目教學(xué)法的環(huán)境中，不斷提升學(xué)生獨立解決問題的能力。可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺為學(xué)生提高相應(yīng)的仿真案例，了解最新的仿真技術(shù)等，使學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源獲取更多的計算機仿真技術(shù)的知識。

再次，在理論教學(xué)過程中，可以使用啟發(fā)式的方法，盡可能調(diào)動學(xué)生的思維能力，激勵學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，敢于對課本上的案例等做進一步的思考。

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