模擬仿真在中職電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探究

黃本波

（廣西岑溪市中等專業(yè)學(xué)校，廣西 岑溪 543200）

0 引言

由于其經(jīng)濟(jì)可靠性、實(shí)用安全性等優(yōu)勢(shì)，模擬仿真技術(shù)在全國(guó)廣泛使用。模擬仿真技術(shù)的可重復(fù)利用和易操作性，為電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了很大的便利，用戶使用模擬仿真技術(shù)測(cè)試電子電工模擬模型，可以很好地反應(yīng)出實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這一技術(shù)有助于人們?cè)陔娮与姽?shí)驗(yàn)中找到新的靈感。在實(shí)際應(yīng)用中，主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)形式開展各項(xiàng)實(shí)踐課，其目的就是增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和解決問(wèn)題的能力[1-3]。

1 模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

在中職院校電子電工傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)閷W(xué)生不了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作不熟練，限制了電子電工實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，影響教學(xué)進(jìn)度。經(jīng)驗(yàn)的缺乏導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)一再失敗，浪費(fèi)更多的實(shí)驗(yàn)資源，同時(shí)也很難找到影響實(shí)驗(yàn)的最重要因素。這些問(wèn)題嚴(yán)重限制了電子電工技術(shù)的發(fā)展。目前，我國(guó)越來(lái)越重視電子產(chǎn)品的開發(fā)，因此，科學(xué)和技術(shù)界尋求將實(shí)驗(yàn)與模擬仿真技術(shù)結(jié)合起來(lái)的方法，突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，甚至產(chǎn)生了顯著的實(shí)際影響。這一經(jīng)驗(yàn)在應(yīng)用電子電工技術(shù)方面更為有效，為電子電工專業(yè)的學(xué)生提供了良好的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施，幫助畢業(yè)生奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在電子與電氣工程實(shí)驗(yàn)中，需要使用模擬仿真技術(shù)。首先，電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，模擬仿真可以降低這種風(fēng)險(xiǎn)，有效降低實(shí)驗(yàn)成本，顯著提高實(shí)驗(yàn)的功能和可行性。將模擬仿真技術(shù)與電子電工實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合，可以有效降低客觀實(shí)驗(yàn)中的各種負(fù)載和要求，開辟電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新途徑。如今，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，模擬仿真技術(shù)必須得到重點(diǎn)觀察和應(yīng)用，電子電工專業(yè)側(cè)重于培養(yǎng)電子基礎(chǔ)設(shè)施、電氣基礎(chǔ)設(shè)施、電子產(chǎn)品生產(chǎn)和使用等領(lǐng)域的關(guān)鍵人才，模擬仿真原理可以持續(xù)應(yīng)用于保持中職學(xué)生的技術(shù)能力，為中職學(xué)生發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和優(yōu)異的成績(jī)。無(wú)論是電子設(shè)計(jì)還是電路設(shè)計(jì)，采用模擬仿真技術(shù)都能使實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)、客觀、可靠，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，基于模擬仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)思路，實(shí)驗(yàn)思維更加清晰，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加完整，改進(jìn)效果更加明顯。

2 模擬仿真在電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的發(fā)展現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終是教學(xué)的一個(gè)重要部分，特別是在電子電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)方面，學(xué)生必須繼續(xù)進(jìn)行研究和實(shí)踐。模擬仿真具有復(fù)制性，減少了實(shí)驗(yàn)損失，有效滿足了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)要求，提高了學(xué)生的動(dòng)手技能。作為一種研究實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)今后的科學(xué)研究成果有著深遠(yuǎn)的影響。因此，有必要提高中職院校電子電工實(shí)驗(yàn)的重要性，繼續(xù)探索舒適的試驗(yàn)方法，縮短試驗(yàn)期，促進(jìn)深入細(xì)致的研究。然而，社會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有許多限制，各種規(guī)章要求對(duì)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地和完整的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施保密，包括資金、設(shè)備、儀器等等，所有產(chǎn)品都必須是合格的。未來(lái)的實(shí)驗(yàn)和模擬仿真是不可分割的，這一技術(shù)現(xiàn)已成為實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要部分。這種技術(shù)可以有效地抵消客觀的不利影響，例如在實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間缺乏設(shè)備和場(chǎng)地限制，提供更多的改進(jìn)余地。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)重要的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，電子電工專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是在中職院校中完成，實(shí)驗(yàn)的頻率影響著中職院校學(xué)生的自主研究，發(fā)展以及實(shí)踐能力。現(xiàn)階段，中職院校學(xué)生學(xué)生的實(shí)踐技能還存在的較大的不足。由于實(shí)驗(yàn)技能有限，教師往往不能充分照顧學(xué)生，模擬仿真技術(shù)可以縮小這一差距，為電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造更加有效的環(huán)境。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，運(yùn)用模擬仿真課程為學(xué)生提供新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，一方面，模擬仿真設(shè)備可以重復(fù)使用，減少了測(cè)試設(shè)備的損耗，另一方面，它可以有效地減少學(xué)生實(shí)際操作中不必要的錯(cuò)誤，減少設(shè)備頻繁使用造成的損失。在電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用模擬仿真具有重要意義，越來(lái)越多的中職院校開始應(yīng)用模擬仿真教學(xué)，得到廣泛好評(píng)，并且在多領(lǐng)域的創(chuàng)新組合中取得了巨大的成果。

3 模擬仿真與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的區(qū)別

模擬仿真在電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用在發(fā)展電子電工實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，大幅度減少實(shí)驗(yàn)中隱藏的危險(xiǎn)因素，使實(shí)驗(yàn)更加安全和顯而易見(jiàn)，促進(jìn)電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)朝著更合理的科學(xué)方向發(fā)展，引導(dǎo)電子工業(yè)共同前進(jìn)。模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)為電子電工專業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了革命性的影響，為了滿足嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)要求，模擬仿真在中職院校中廣泛使用，模擬仿真主要依靠互聯(lián)網(wǎng)，可以促使學(xué)生在模擬仿真課堂中熟練的掌握和使用互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作更加標(biāo)準(zhǔn)化和精確，教育系統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加完善，專業(yè)學(xué)生可以學(xué)習(xí)詳細(xì)的電子電工實(shí)驗(yàn)知識(shí)[4-5]。中職院校教育受到國(guó)家的高度關(guān)注，目前，中職學(xué)生已成為現(xiàn)代教育體系中不可忽視的一個(gè)重要組成部分。中職院校始終面向?qū)W生服務(wù)和就業(yè)，努力改善教育制度，加強(qiáng)教育管理機(jī)制，培養(yǎng)新一代技術(shù)人才。作為一個(gè)重要的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，電子電工實(shí)驗(yàn)需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng)，通過(guò)引進(jìn)模擬仿真，可以不斷地改進(jìn)各種電氣細(xì)節(jié)，從而對(duì)促進(jìn)具有專業(yè)素質(zhì)的技術(shù)人才產(chǎn)生積極影響?；A(chǔ)職業(yè)教育一直是職業(yè)課程的一個(gè)重要部分，在中職院校課程改革創(chuàng)新的背景下，不斷應(yīng)用和推廣模擬仿真融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠有效地提高中職學(xué)生的基本職業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)出大量杰出的專業(yè)人才。

4 模擬仿真在電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

4.1 模擬仿真在電子電工實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)中的應(yīng)用

隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論教學(xué)特別重要，然而，電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在提高學(xué)生的動(dòng)手技能。理論知識(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)成為實(shí)踐發(fā)展的基礎(chǔ)和前提，理論教育的目的還在于為發(fā)展實(shí)踐教育提供基礎(chǔ)，同時(shí)為學(xué)生今后的工作提供理論支持。然而，在許多中職院校實(shí)驗(yàn)課程中，一旦教師提供理論知識(shí)，學(xué)生就會(huì)感到無(wú)聊，因?yàn)閷W(xué)生的基本知識(shí)通常很差，而且電子電工理論的復(fù)雜性使得學(xué)生更難理解，同時(shí)也給教師造成了很多問(wèn)題。

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，模擬仿真逐漸在人民面前出現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室配備模擬仿真技術(shù)，當(dāng)討論理論知識(shí)時(shí)，可以使用計(jì)算機(jī)來(lái)創(chuàng)建多媒體演示文稿，演講內(nèi)容可能有幾個(gè)方面[3]。例如，可以在多媒體屏幕上直觀顯示復(fù)雜線路的操作過(guò)程和防范，并且可以使用多媒體顯示開關(guān)的設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)置，在屏幕上實(shí)驗(yàn)，使理論知識(shí)更加豐富、直觀和具體，能夠促進(jìn)中職院校學(xué)生有效的接收[6]。

例如，在電路放大實(shí)驗(yàn)中，靜態(tài)操作點(diǎn)的選擇必須反映合理的效果，這種效果可以充分反映放大器的基本性能，如果設(shè)置不充分，則會(huì)出現(xiàn)程序錯(cuò)誤和失真，并且您也可以使用模擬技術(shù)來(lái)創(chuàng)建理論課程設(shè)置。由于理論課堂上的學(xué)生對(duì)某些表格或圖像不太了解，他們對(duì)教師的陳述不太了解。因此，學(xué)生對(duì)放大器電路的基本知識(shí)缺乏足夠的理解。然而，使用模擬軟件可以導(dǎo)致EWB 演示，給學(xué)生提供非常直觀的感覺(jué)，也可以改善學(xué)習(xí)效果。

4.2 模擬仿真在電子電工實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

如上所述，模擬仿真可以在實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)中試行，使學(xué)生能夠以實(shí)驗(yàn)方式學(xué)習(xí)理論知識(shí)。模擬仿真的最重要作用是進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，而電子電工教學(xué)中最重要的是提高實(shí)際技能。此外，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一定的危險(xiǎn)性，由于學(xué)生缺乏安全實(shí)驗(yàn)所需的理論知識(shí)，教師在組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果有更多的學(xué)生在場(chǎng)，他們會(huì)對(duì)突發(fā)的安全事件更加敏感。由于教育資源有限，許多中職院校缺乏實(shí)驗(yàn)工具或試驗(yàn)場(chǎng)所，為了節(jié)省資源，學(xué)校需要結(jié)束許多實(shí)驗(yàn)教學(xué)[7-9]。

模擬仿真技術(shù)可以避免上述問(wèn)題，只要中職院校配備了計(jì)算機(jī)，就可以在計(jì)算機(jī)室模擬各種實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而有效的降低實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的風(fēng)險(xiǎn)。模擬仿真實(shí)驗(yàn)表格允許每個(gè)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)操作，設(shè)計(jì)和模擬不同的電路，并利用自己的創(chuàng)新思維合理地構(gòu)建電路。提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力，大大提高教學(xué)效果。例如，在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生可以使用模擬仿真轉(zhuǎn)換器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)邏輯表和閾值表之間的轉(zhuǎn)換，并且還可以實(shí)現(xiàn)邏輯壓力的轉(zhuǎn)換，學(xué)生可以使用此功能設(shè)計(jì)邏輯開關(guān)。此外，模擬仿真可用于在開發(fā)過(guò)程中設(shè)計(jì)電路，從而有效地減少電路部件的損失，電路的不同部件可以相互轉(zhuǎn)換和使用以降低試驗(yàn)成本。

5 結(jié)語(yǔ)

模擬仿真通常用于電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠有效解決實(shí)驗(yàn)中各種資源損失的問(wèn)題，降低電子電工專業(yè)實(shí)驗(yàn)中存在的風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。第一，通過(guò)模擬仿真教學(xué)，學(xué)生能夠更容易地喚起他們對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，并理解學(xué)習(xí)的困難，一旦在課堂上廣泛使用了模擬技術(shù)，實(shí)驗(yàn)就被動(dòng)態(tài)證明，從而簡(jiǎn)化了復(fù)雜的內(nèi)容，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。第二，通過(guò)模擬仿真教學(xué)的發(fā)展可以改善資源的利用，并彌補(bǔ)專業(yè)教材的短缺，一些風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn)和技術(shù)上困難的實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)模擬進(jìn)行。然而，中職院校學(xué)生必須正確理解技術(shù)，將其作為輔助教學(xué)方法，不能過(guò)于依賴，最重要的是提高自身的實(shí)際操作技能。為了順應(yīng)時(shí)代的變化，在中職院校電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用模擬仿真技術(shù)勢(shì)在必行。