建設(shè)《電工與電子技術(shù)》課程的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的必要性

羅彥玲 許弟建 吳培剛

【摘要】《電工與電子技術(shù)》課程是高職高專非電類專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。通過課程的教學(xué)，使學(xué)生獲得有關(guān)電工與電子技術(shù)方面必備的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事專業(yè)工程技術(shù)工作打下一定的基礎(chǔ)。該課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括基爾霍夫定律的驗(yàn)證、戴維南定律的驗(yàn)證、常用電子儀表的使用、低頻單管放大電路等，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋課程各個(gè)章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，既是對(duì)課堂理論知識(shí)的補(bǔ)充加深，同時(shí)也鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力，因此《電工與電子技術(shù)》課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)于整個(gè)課程的學(xué)習(xí)理解都至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】電工與電子技術(shù) 虛擬實(shí)驗(yàn) 改革

【基金項(xiàng)目】2016年校級(jí)實(shí)驗(yàn)改革項(xiàng)目。《電工與電子技術(shù)》虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)（項(xiàng)目編號(hào)：2016SYJX0124）。

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）04-0107-01

一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在的問題

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法采取的是在實(shí)驗(yàn)室里先教后做，即是實(shí)驗(yàn)老師對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理和操作方法進(jìn)行講解，隨后學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的硬件資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。傳統(tǒng)的教學(xué)方法雖能滿足基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，但是教學(xué)效果不佳，主要集中在以下幾方面的問題：

（1）學(xué)生做實(shí)驗(yàn)前沒有預(yù)習(xí)，不清楚實(shí)驗(yàn)原理。多數(shù)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前并沒有花時(shí)間來預(yù)習(xí)，對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理并不清楚。而實(shí)驗(yàn)課堂上老師的講解主要集中在操作部分，不能像理論課堂上一樣詳細(xì)講解電路原理等理論知識(shí)，這樣事先沒有理解電路原理的同學(xué)，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)糊里糊涂，不明白到底該怎么做，也不明白自己做對(duì)了沒有，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)效果。（2）學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生只在觀望，沒有動(dòng)手操作。由于實(shí)驗(yàn)室臺(tái)套數(shù)的限制，學(xué)生2-3人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生只在一旁觀望，完全不動(dòng)手操作，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的效果。（3）老師對(duì)于班上同學(xué)實(shí)驗(yàn)完成情況不能做到一一了解，也無法清楚學(xué)生知識(shí)的薄弱點(diǎn)和缺漏點(diǎn)。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)生較多，老師在檢查實(shí)驗(yàn)情況的時(shí)候，大多依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確與否來判定，而一組的同學(xué)有幾人，每個(gè)同學(xué)的情況如何，是否有同學(xué)不清楚實(shí)驗(yàn)原理甚至不懂實(shí)驗(yàn)操作，老師都沒有辦法一一給出判定，這樣就無法把控所有學(xué)生的情況，也沒有辦法掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。（4）學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偽造較多。實(shí)驗(yàn)報(bào)告本來是反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果支撐材料，然而現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生抄襲的情況比較嚴(yán)重，并且存在著部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是偽造，與實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果不一致的情況，這也達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的真正目的。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作特點(diǎn)

針對(duì)如上問題，擬建設(shè)《電工與電子技術(shù)》虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該項(xiàng)目結(jié)合了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和電路設(shè)計(jì)軟件，學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作之前通過虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，并仿真運(yùn)行獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交老師批改審閱。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室操作模式的補(bǔ)充，通過虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的操作，能實(shí)現(xiàn)以下作用：

（1）虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能開設(shè)與《電工與電子技術(shù)》課程緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一一對(duì)應(yīng)，通過虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作，學(xué)生能更好地熟悉掌握實(shí)驗(yàn)的原理，在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)不僅能地將理論與實(shí)際操作結(jié)合起來，也能在實(shí)驗(yàn)中加深理論知識(shí)的理解，自行排除實(shí)驗(yàn)中的疑難和故障。（2）虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)里每個(gè)學(xué)生都有自己獨(dú)一無二的賬號(hào)，學(xué)生在系統(tǒng)中需獨(dú)立完成虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。（3）虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為結(jié)合實(shí)驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)生成，無法抄襲偽造，更能真實(shí)反映學(xué)生的情況。（4）老師通過虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)查看學(xué)生的電路設(shè)計(jì)、運(yùn)行結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)于每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況都能一一掌握，也更清楚學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的薄弱環(huán)節(jié)，在之后的實(shí)驗(yàn)室講解指導(dǎo)中更能突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，對(duì)癥下藥。

三、結(jié)語

綜上，傳統(tǒng)《電工與電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程的教授方式存在著學(xué)生不預(yù)習(xí)、不清楚電路原理、老師無法詳細(xì)清楚各個(gè)學(xué)生的掌握情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲偽造等諸多弊端，通過虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)，有助于加深學(xué)生對(duì)電路原理的理解和運(yùn)行，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和職業(yè)崗位素養(yǎng)，使學(xué)生具備較強(qiáng)的適應(yīng)新領(lǐng)域、高新技術(shù)的能力，具備較強(qiáng)的創(chuàng)新精神、一定的創(chuàng)業(yè)能力。

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作者簡介：

羅彥玲（1985-）女，漢族，重慶人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：電子信息。