電子技術(shù)課程教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用研究

袁偉偉

摘? 要：本文從我國目前電氣技術(shù)課程在高校的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行入手分析，然后對虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的解析，其中包括對如何利用虛擬仿真技術(shù)完成復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)、利用虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)效果以及虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的具體操作等方面做出了詳細(xì)的論述和規(guī)劃。再具體闡述了虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)理論課程中的優(yōu)勢以及傳統(tǒng)電子技術(shù)存在的缺點(diǎn)，從發(fā)展實(shí)際出發(fā)，制定完整的課題研究步驟，推進(jìn)電子技術(shù)課程教學(xué)在虛擬仿真技術(shù)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)? 教學(xué)課程? 虛擬? 仿真技術(shù)

中圖分類號：TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（a）-0190-03

Abstract： This article starts with an analysis of the current development status of electrical technology courses in colleges and universities in China， and then makes an in-depth analysis of the application of virtual simulation technology in electronic technology experimental courses， including how to use virtual simulation technology to complete complex experiments， using the teaching effect of virtual simulation technology and the specific operation of virtual simulation technology in teaching， etc.， detailed discussions and plans were made. Then it elaborated the advantages of virtual simulation technology in the course of electronic technology theory and the shortcomings of traditional electronic technology. Based on the actual development， formulate complete research steps to promote the application of electronic technology course teaching in virtual simulation technology.

Key Words： Electronic technology;Teaching courses;Virtual;Simulation technology

時(shí)代的快速發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，使得我國科技領(lǐng)域進(jìn)步較快并不斷向科技強(qiáng)國邁進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，也正在對人們的工作方式產(chǎn)生影響，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及應(yīng)用技術(shù)正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子電路，大數(shù)據(jù)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)等技術(shù)的快速發(fā)展，使得虛擬仿真技術(shù)被人們了解并應(yīng)用，隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的普及，愈來愈多的高校以及企業(yè)都開始注重虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)中的應(yīng)用，另外，大學(xué)生作為重要群體，更應(yīng)該注重對虛擬仿真技術(shù)的了解，高校也應(yīng)當(dāng)制定完整教學(xué)體系，緊跟時(shí)代步伐。

1? 我國電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

理論性以及實(shí)踐性較高是學(xué)習(xí)電子技術(shù)的特點(diǎn)，學(xué)生對電子技術(shù)的認(rèn)真學(xué)習(xí)，不但為日后找工作降低了難度，而且能夠輕松學(xué)習(xí)電子技術(shù)之后的課程。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，我國高校越來越注重電子技術(shù)的發(fā)展，但是我國電子技術(shù)在高校的發(fā)展中存在一個(gè)普遍的問題，學(xué)生對電子技術(shù)了解不夠深入、教師的教學(xué)方式比較傳統(tǒng)。學(xué)生在實(shí)踐中的動(dòng)手操作能力較差，不注重實(shí)驗(yàn)的過程，另外，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識中，不注重自主思考，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新思維能力較差。基于以上問題，教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在教學(xué)中要注重電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)過程，在教學(xué)中引入虛擬仿真技術(shù)，通過利用虛擬實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生講述實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)原理，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠推動(dòng)虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)中的發(fā)展應(yīng)用。

2? 電子技術(shù)教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用

2.1虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在興起，虛擬仿真技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一也正在被人們熟知，隨著人們對虛擬仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高校亦將此項(xiàng)技術(shù)列為教學(xué)課程之一，虛擬仿真技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)課中發(fā)揮著巨大的作用，在實(shí)驗(yàn)課中利用虛擬仿真技術(shù)不僅能夠完成難度較高的實(shí)驗(yàn)，而且能夠使實(shí)驗(yàn)效果得到提高。電子技術(shù)作為工科專業(yè)，對學(xué)生的創(chuàng)新能力以及動(dòng)手能力等方面都有較大的要求。傳統(tǒng)的電子技術(shù)是在集成實(shí)驗(yàn)箱上完成的，傳統(tǒng)電子技術(shù)的存在較多缺點(diǎn)，例如，實(shí)驗(yàn)設(shè)備需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求的改變而改變，使得學(xué)生不能夠?qū)?shí)驗(yàn)儀器長時(shí)間的使用，此外，實(shí)驗(yàn)儀器在使用過程中，往往會出現(xiàn)線路老化以及線路磨損等問題，此種問題會對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成較大的誤差，學(xué)生無法完成難度較大的實(shí)驗(yàn)。為解決此種常見問題，在電子技術(shù)中引入虛擬仿真技術(shù)，計(jì)算機(jī)將通過虛擬仿真技術(shù)完成學(xué)生認(rèn)為難度較大的實(shí)驗(yàn)，引入虛擬仿真技術(shù)后的電子技術(shù)不僅能夠完成高難度實(shí)驗(yàn)，而且能夠提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，降低實(shí)驗(yàn)成本。電子技術(shù)在高校的教學(xué)中可能會出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)驗(yàn)儀器等方面不完善的問題，在教學(xué)中并不是每個(gè)人都可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。隨著時(shí)代的快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，大學(xué)生基本上都有手機(jī)、平板、電腦等智能產(chǎn)品，在此類產(chǎn)品中可以下載虛擬仿真技術(shù)軟件，此類軟件集合了實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)具備的所有實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生可以通過對實(shí)驗(yàn)的模擬提高虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)中的應(yīng)用，而且利用此類虛擬軟件不用擔(dān)心因線路問題出現(xiàn)的誤差。

2.2 電子技術(shù)中的虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中需要遵循的要求

電子技術(shù)對學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力以及邏輯思維能力都具有較高的要求，所以虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，不管是實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作還是實(shí)驗(yàn)中的操作步驟亦或是實(shí)驗(yàn)的收尾工作都要做到準(zhǔn)確無誤。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)對實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)流程以及實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行預(yù)習(xí)了解，因?yàn)轭A(yù)習(xí)的過程對多數(shù)學(xué)生來說是比較枯燥的一個(gè)過程，教師在教學(xué)過程中也可以改變教學(xué)方式，例如讓學(xué)生利用虛擬仿真軟件對實(shí)驗(yàn)做出提前準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生需要集中注意力，如若遇到難題時(shí)應(yīng)當(dāng)自主研究解決或者和團(tuán)隊(duì)一起研究，最終向教師反映;這樣不僅能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力，而且能夠降低不必要的麻煩以及實(shí)驗(yàn)誤差。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生可將實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論等通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給教師，教師通過在線點(diǎn)評，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出評論。

2.3 虛擬仿真技術(shù)與電子類課程實(shí)驗(yàn)的結(jié)合

虛擬仿真技術(shù)主要包括虛擬儀器和軟件仿真。虛擬儀器主要指計(jì)算機(jī)顯示器，用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的儀器的控制面板，并顯示仿真結(jié)果。而傳統(tǒng)的仿真往往借助于軟件，如quartus，通過輸入相關(guān)程序編譯而成產(chǎn)生的仿真結(jié)果，以此模式數(shù)據(jù)替代真實(shí)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的結(jié)果，并以其結(jié)果為參考數(shù)據(jù)。常用的電子仿真軟件有Multisim、LabVIEW、HFSS及Proteus等。

3? 傳統(tǒng)電子技術(shù)在實(shí)驗(yàn)課中的缺點(diǎn)

先由教師對實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行示范和講解，然后再由學(xué)生按照教師講解的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生對電路輸入以及輸出過程的觀察和記錄，最終將結(jié)果記錄并與教師授課內(nèi)容對比，以上所述是傳統(tǒng)電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。通過對學(xué)生的調(diào)查可知，此種教學(xué)模式在之前有起到較好的教學(xué)效果，但是這種學(xué)生思維依照老師思維走的教學(xué)模式仍然存在一些弊端，;例如學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中總是跟著教師的思維走，實(shí)驗(yàn)過程較為被動(dòng)，在過程中不能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，學(xué)生如果長時(shí)間處于此種狀態(tài)，不動(dòng)腦按照老師的實(shí)驗(yàn)步驟就能完成實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)的前因后果一無所知，在很大程度上降低了學(xué)生的思考能力，不利用培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析以及處理能力。所以，為了改變此種教學(xué)現(xiàn)狀，高校以及教師必須在改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，尋找能夠使學(xué)生得到全面發(fā)展的教學(xué)體系。

4? 電子技術(shù)中的虛擬仿真技術(shù)存在的優(yōu)點(diǎn)

在電子技術(shù)課程中引入虛擬仿真技術(shù)，可以使學(xué)生對電子技術(shù)了解更加深入。將實(shí)驗(yàn)室操作中的圖形、曲線以及部分比較難理解的文字或理論表達(dá)在計(jì)算機(jī)屏幕上是虛擬仿真技術(shù)的特點(diǎn)，通過虛擬仿真技術(shù)，根據(jù)電路的輸出方式以及電路參數(shù)，可以將虛擬電路轉(zhuǎn)化為真實(shí)電路，同樣能夠做到電路的輸入輸出等過程，將課堂變得活躍起來，學(xué)生可以通過對虛擬仿真電路的觀察，對電子技術(shù)進(jìn)行較為深入的學(xué)習(xí)。

5? 結(jié)語

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的快速發(fā)展，電子技術(shù)也逐漸被愈來愈多的人熟知，高校要想使開展的電子技術(shù)課程發(fā)展完善，就必須要引入虛擬仿真技術(shù)，不管是在理論上還是在實(shí)驗(yàn)中，虛擬仿真技術(shù)都對電子技術(shù)的發(fā)展具有較大的幫助，此技術(shù)在電子技術(shù)中的廣泛應(yīng)用不僅能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，而且推動(dòng)了電子技術(shù)在當(dāng)今社會的快速發(fā)展。

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