應用電子技術教學運用虛擬教學法探究

李金鑫

摘要：虛擬教學是運用計算機對現實世界進行全面模仿，讓學生在假定的虛擬的環境下模擬演練，打破時間、空間的限制，從而獲得一種身臨其境的感覺，將抽象的理論知識形象化、直觀化，以便激發學生的學習興趣，培養學生的創新能力、認知能力和理解能力，豐富學生想象力，提高學生的實際應用能力。

關鍵詞：虛擬教學 應用電子技術 探究

一、應用電子技術專業運用虛擬教學的意義

隨著科學技術的迅猛發展，電子產品不斷更新換代，為適應科技的快速發展，電子專業教學內容需要不斷更新。因此，電子技術專業教學面臨著一些問題：一是教育資源、經費短缺，實驗設備難以更新；二是無法將抽象概念理論形象化、直觀化，不利于學生的理解和吸收，從而產生學習困難；三是學生無法直接參與部分帶有危險的實驗或操作，無法獲得感性認識；四是學生對電子元器件內部結構、實物設備內部結構無法打破空間、時間的限制，不能較好地啟發學生思維；五是傳統教學方法效率低；六是學生接觸的電子技術發展信息來源面狹窄，不能緊跟科技發展形勢，不利于發揮學生的創造力。

要想解決上述問題就必須創新教學觀念，改變傳統的教學環境，這種新的教育形態就是運用計算機對現實世界進行全面仿效，即虛擬教學。虛擬教學可以創建與實驗設備類似的功能，從而解決學生在學習上的困難。

二、虛擬教學在應用電子技術專業教學中的應用

1.建立“理論學習 —虛擬演練—實操訓練”的教學模式。傳統的教學方式一般是“分析專業理論--進行實物操作訓練”，這種傳統的教學模式可能使學生在實際操作時產生下列兩種情況：一是學生對專業理論知識掌握不牢固而盲目進行實操訓練，這樣會產生一定的危險性；二是學生對實驗操作步驟不熟練導致實驗中操作失誤多，損壞設備。“理論學習—虛擬演練—實操訓練”三步曲的教學模式，就是在傳統教學模式上增設虛擬演練，將專業理論知識與模擬實物、各種實驗儀器、環境的虛擬對象聯系起來，將各種實驗通過計算機產生逼真三維立體圖象，讓學生進入虛擬環境中模擬實際實驗，讓學生有一種身臨其境的感覺。此外，虛擬的實驗操作是建立了開放式的實驗環境，學生把學到的專業理論知識首先在虛擬方式下進行實驗，然后再到實訓工廠進行實操訓練，可有效地減少實際操作中的失誤。

2.突破時空限制，將抽象理論形象化、直觀化，虛擬維修過程。虛擬教學可以打破時間和空間限制，增強學生對事物的認識能力、理解能力，讓抽象理論通過虛擬演示實驗教學而變得直觀化、形象化，便于學生對抽象概念的理解，提高學生理解力與記憶力。

3.為學生提供自由探索的學習環境，培養學生創新能力。虛擬教學的特點是讓學生操作模擬環境，學生提出的各種假設模型都可以虛擬，通過虛擬系統在計算機上直觀地觀察這一假設的結果與效果。例如，電子教學軟件“電子工作臺”（electronic workbench；EWB）軟件系統，就是一個萬能的電子實驗室，可以構建和設計各種模擬電路與數字電路，并用仿真儀表如電流表、電壓表、示波器等來判斷電路的可行性與結果，避免了在電路設計與開發過程，每設計一電路就采用真實實驗來驗證的麻煩，有利于激發學生的創造性，培養學生的創新能力。通過學生自由探索的學習活動使學生的個性和創造力得到發展和完善。

4.避免學生在實操訓練中發生危險。教師擔心實操訓練或實驗有危險或對人體健康產生危害，所以不敢讓學生直接參與實操來獲得感性認識，只能采用口頭講解或播放電視錄像、VCD的方式來取代實驗，但如果利用虛擬教學進行實操虛擬仿真訓練，在虛擬實驗環境中學生可以放心做各種危險或對人體有危害的實驗，提高了學生的實際操作能力。

5.提高教學效率，便于學生熟練操作技能。采用虛擬教學可以使學生真正熟練的掌握技能，通過在計算機上進行虛擬演練，能夠共享各種資源，教師實操的每一個步驟和方法，學生都能在計算機上共享，讓在虛擬演練中的每位學生相互交流，能很大程度地減輕教師的負擔。學生熟練掌握實驗步驟方法要領后，就可在真實儀器設備上實操，有利于提高教學效率。

三、虛擬教學效果評價

1.虛擬教學有利于學生興趣的培養。虛擬教學的全過程，采用了生動的仿真模擬系統，可以把抽象理論轉化為學生容易理解的直觀圖象。虛擬教學強烈的真實感，能產生很強的吸引力，便于激發學生的興趣，能有效調動學生的積極性，促進學生對知識的理解與記憶。

2.理論與實踐相結合，學做合一。學生在大量實踐中驗證所學的理論知識，又通過實踐提升自己對理論的認識，實現學做合一。但對于電子專業，由于學校經費緊張，教學儀器、設備缺乏，或部分實驗帶有危險性，導致學生無法開展真實實驗，不能實現“學做”合一。而采用虛擬教學，就可以有效解決上述問題學生可以在模擬的真實環境、真實設備和儀器上開展模擬實驗，從而實現“學、模擬、做”的有機統一。

四、實施虛擬教學的思考

1.教師的思想觀念是實施虛擬仿真技術的關鍵。因為教學方法、教學方式受一定教育思想的影響與支配，就教師而言，一是教師缺乏有關知識的學習和訓練，對新技術和教學方式存在恐懼癥，二是片面夸大這種新技術作用，缺乏對這種新技術的認識而產生誤解，認為教師的主導作用不復存在，產生抵觸情緒。因此教師必須轉變教學思想與教學觀念，端正運用新技術的態度，積極主動地接受新觀念、學習新技術，充分利用教育資源，研究掌握新教法、新模式，不斷尋求順應教育現代化發展的新思路。

2.師資培訓是完成虛擬教學運用重要因素。由于虛擬教學是一種新的教學方法，教師不能熟練自如的運用，因此就必須加強師資的培訓。對于教師技術培訓，除了學習技術知識外，還應在教學設計方面進行培訓，要恰當的把握好兩種教學設計，一是以教為中心的教學設計，即對教什么、學什么進行合理設計；二是對如何利用建構主義理論進行設計，利用新的教學環境和教學軟件，充分發揮學生主動獲取知識的主觀能動性。然后將兩種教學設計融會貫通、取長補短，使之成為既能體現學生認知的主體作用，又能發揮教師主導作用的新型教學模式。

參考文獻：

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