電子實(shí)習(xí)教學(xué)引入虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)更好培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

龍英文，汪敬華，章偉，余粟

摘要：為了更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，我們?cè)陔娮訉?shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)引入虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)電子實(shí)習(xí)課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了教學(xué)改革與探索，把仿真環(huán)節(jié)貫穿到電子實(shí)習(xí)過程中去。實(shí)踐證明，把仿真環(huán)節(jié)引入到電子實(shí)踐教學(xué)中可以幫助同學(xué)加深理解、啟發(fā)創(chuàng)新能力，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電子實(shí)習(xí)；虛擬仿真；綜合能力；教學(xué)改革；教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）44-0128-02

一、電子實(shí)習(xí)教學(xué)的改革措施

近幾年來，我們?cè)陔娮訉?shí)習(xí)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核等方面做了一些有益的改革與探索，以達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合能力的教學(xué)目標(biāo)。

（一）在原來教學(xué)案例庫(kù)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充實(shí)習(xí)電路仿真環(huán)節(jié)，充實(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容

目前我校工程實(shí)訓(xùn)中心電子實(shí)習(xí)的基本教學(xué)內(nèi)容良好，教學(xué)效果的經(jīng)典教學(xué)案例較多，帶有創(chuàng)新性質(zhì)的案例有：基于TL084運(yùn)算放大電路恒溫控制電路原理、焊接與調(diào)試，串級(jí)放大電路原理、焊接與調(diào)試等。但整體而言，設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性的實(shí)際內(nèi)容還是偏少，無(wú)法滿足我校內(nèi)涵建設(shè)和卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃對(duì)人才培養(yǎng)的要求，因此需要在實(shí)習(xí)教學(xué)中引入虛擬仿真環(huán)節(jié)，依據(jù)實(shí)際項(xiàng)目建立仿真標(biāo)準(zhǔn)案例庫(kù)，這樣在學(xué)生實(shí)習(xí)之前先通過進(jìn)行虛擬仿真加深對(duì)實(shí)習(xí)內(nèi)容的理解，從而提高實(shí)習(xí)效果。另外實(shí)習(xí)結(jié)束前我們都向指導(dǎo)老師和同學(xué)征集優(yōu)秀仿真案例，組織學(xué)校專家進(jìn)行研討，不斷擴(kuò)充、完善備仿真案例的電子實(shí)習(xí)經(jīng)典教學(xué)案例庫(kù)。這樣不僅豐富和充實(shí)了實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，而且提升了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。

（二）建立學(xué)生“學(xué)習(xí)、仿真、試作、創(chuàng)新”的實(shí)習(xí)機(jī)制

根據(jù)電子實(shí)習(xí)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，我們大致將整個(gè)實(shí)習(xí)過程分為學(xué)習(xí)、仿真、試作、創(chuàng)新四個(gè)階段。針對(duì)這四個(gè)階段的特點(diǎn)，實(shí)習(xí)教師相應(yīng)地調(diào)整教學(xué)重心和方式。學(xué)習(xí)，主要是課本知識(shí)的學(xué)習(xí)。這個(gè)階段教師的教學(xué)側(cè)重于結(jié)合實(shí)習(xí)內(nèi)容講解不同知識(shí)點(diǎn)的用處，激發(fā)學(xué)生的興趣和愛好，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力；仿真，通過熟悉仿真電路和修改參數(shù)觀察仿真結(jié)果等途徑，幫助學(xué)生對(duì)主要知識(shí)進(jìn)行充分消化和吸收，在學(xué)生修改及調(diào)試仿真電路的過程中，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。在這個(gè)階段指導(dǎo)老師要引導(dǎo)學(xué)生掌握和理解關(guān)鍵電路模塊的基本原理，進(jìn)行仿真學(xué)習(xí)，進(jìn)一步了解每個(gè)元器件的作用，進(jìn)而在后續(xù)的實(shí)物調(diào)試和排除故障方面更加得心應(yīng)手。試作，主要是根據(jù)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書原理圖，進(jìn)行元器件焊接及調(diào)試。在這個(gè)階段指導(dǎo)老師要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)仿真結(jié)果及電路參數(shù)的修改來指導(dǎo)實(shí)際電路的調(diào)試，注意理論聯(lián)系實(shí)踐、實(shí)踐又鞏固理論的客觀規(guī)律。創(chuàng)新，是實(shí)習(xí)的最后一個(gè)階段，相比于前三個(gè)階段，這個(gè)階段對(duì)能力培養(yǎng)的要求會(huì)變得更高。在這個(gè)階段指導(dǎo)老師要啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，學(xué)生自行提出設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案并在該方案立案之前進(jìn)行仿真驗(yàn)證，指導(dǎo)老師會(huì)根據(jù)學(xué)生提出的設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案和仿真結(jié)果對(duì)其進(jìn)行評(píng)估和指導(dǎo)。通過在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中融入虛擬仿真環(huán)節(jié)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、交流溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。這個(gè)階段，實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師需要激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和潛能，并通過最后的答辯環(huán)節(jié)評(píng)定和考核項(xiàng)目實(shí)施中團(tuán)隊(duì)成員的表現(xiàn)，給出客觀的評(píng)價(jià)。

（三）利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和多媒體技術(shù)，普及虛擬仿真教學(xué)環(huán)節(jié)，改進(jìn)教學(xué)手段和方法

傳統(tǒng)電子實(shí)習(xí)過程中指導(dǎo)老師都是通過面對(duì)面、手把手的方式指導(dǎo)學(xué)生焊接和調(diào)試電路，教學(xué)內(nèi)容比較枯燥。為此，我們陸續(xù)制作了一系列仿真案例教程、完善了教學(xué)多媒體課件并通過教學(xué)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方便實(shí)習(xí)學(xué)生查看，方便學(xué)生提前預(yù)習(xí)。在實(shí)習(xí)課堂上運(yùn)用圖像、仿真和演示視頻相結(jié)合的多媒體形式，并注意和學(xué)生的互動(dòng)來激發(fā)學(xué)生實(shí)習(xí)的興趣；在課外通過網(wǎng)上的師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，拓寬教師和學(xué)生交流互動(dòng)的渠道，使得學(xué)生更好更快地了解實(shí)習(xí)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，從而可以更好地提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

（四）個(gè)人與團(tuán)隊(duì)兼顧，基礎(chǔ)知識(shí)與創(chuàng)新環(huán)節(jié)并重，綜合客觀考核每位學(xué)生

為了更加客觀評(píng)價(jià)學(xué)生電子實(shí)習(xí)表現(xiàn)，我們建立了一套較為科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。首先我們把整個(gè)電子實(shí)習(xí)內(nèi)容的安排劃分為五個(gè)主要部分：基礎(chǔ)、提高、設(shè)計(jì)、實(shí)作和答辯。并把仿真環(huán)節(jié)貫穿到前三個(gè)部分中來：（1）基礎(chǔ)部分（占30%）。通過虛擬仿真環(huán)節(jié)主要是培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和基本技能的訓(xùn)練。（2）提高部分（占30%）。提供給學(xué)生一些較為復(fù)雜的電路原理圖及與之相對(duì)應(yīng)的仿真模塊圖等資料作為實(shí)習(xí)的提高內(nèi)容，主要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)及解決問題的能力，為后續(xù)的設(shè)計(jì)階段打下基礎(chǔ)。（3）設(shè)計(jì)部分（占30%）。在這個(gè)階段，學(xué)生自由組隊(duì)，四五人一組，根據(jù)實(shí)習(xí)列表自主選擇實(shí)習(xí)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，小組內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容分解，通過原理圖設(shè)計(jì)及仿真環(huán)節(jié)進(jìn)行前期驗(yàn)證和改進(jìn)。（4）對(duì)仿真驗(yàn)證過的電路原理圖進(jìn)行元器件焊接、獨(dú)立調(diào)試，提交最終的作品、仿真及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以小組為單位完成實(shí)習(xí)項(xiàng)目。（5）答辯部分（占10%）。每個(gè)小組推選一名成員，對(duì)實(shí)習(xí)項(xiàng)目完成情況進(jìn)行實(shí)物展示及項(xiàng)目結(jié)案答辯。

二、改革后的教學(xué)效果

最近幾年里，我們工程實(shí)訓(xùn)中心對(duì)電子實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容不斷地加以改進(jìn)和做出有效的嘗試，把虛擬仿真環(huán)節(jié)引入其中，取得了不錯(cuò)的實(shí)習(xí)效果，不僅使得廣大學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中收益頗豐，而且也提高了指導(dǎo)教師的教學(xué)質(zhì)量和水平。經(jīng)過模擬、反復(fù)實(shí)踐，以及師生對(duì)話等形式反映現(xiàn)狀，主要使學(xué)生取得了以下幾點(diǎn)收獲：（1）自學(xué)能力得到鍛煉，學(xué)習(xí)方法得到提高。在實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生必須查閱相關(guān)資料，理解電路原理圖，并且提出相關(guān)的設(shè)計(jì)方案，接著進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)得出的不同結(jié)果進(jìn)行分析、比較和專研，以得到最合理的方案。在這個(gè)實(shí)踐的過程中，所有的學(xué)員都似乎感覺自己的專業(yè)知識(shí)得到了提升，使學(xué)生在靈活運(yùn)用知識(shí)方面得到了提高。（2）電路解析和故障排除能力得到相應(yīng)提高。在實(shí)習(xí)中主要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是電路調(diào)試。連接線接觸不良、元器件損壞、不共地等原因都會(huì)導(dǎo)致不能獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)試過程中通過運(yùn)用仿真模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，細(xì)心排查，不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題。（3）學(xué)生分工合作和交流溝通能力得到鍛煉。由于實(shí)習(xí)場(chǎng)地限制，電子實(shí)驗(yàn)課程都是以分組形式來完成的，每個(gè)小組成員負(fù)責(zé)一部分，實(shí)習(xí)內(nèi)容需要學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作共同完成。因此，小組成員之間必須加強(qiáng)分工合作，及時(shí)溝通，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)延遲項(xiàng)目的進(jìn)展。在最后的項(xiàng)目答辯上，學(xué)生要思路清晰、簡(jiǎn)單明確地進(jìn)行項(xiàng)目論述以及口頭解答，在此過程中，充分鍛煉了學(xué)生的溝通能力和協(xié)作精神。（4）提高了運(yùn)用知識(shí)的能力，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)習(xí)過程中引入虛擬仿真環(huán)節(jié)可以幫助學(xué)生提前自己驗(yàn)證設(shè)計(jì)的原理圖，克服了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷并進(jìn)行修改，提高了項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率。很多學(xué)生在最終的實(shí)習(xí)報(bào)告中是這樣寫的：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！边@應(yīng)該是學(xué)生對(duì)電子實(shí)習(xí)教學(xué)的最好心得體會(huì)。其實(shí)許多課本上的理論基礎(chǔ)知識(shí)，是經(jīng)過反復(fù)的仿真和實(shí)驗(yàn)才變得更加鮮活，才會(huì)演變成學(xué)生們自己的知識(shí)和技能。熟悉掌握和靈活運(yùn)用這些知識(shí)，在今后的工作中一旦遇到新問題，才會(huì)運(yùn)用正確的工程設(shè)計(jì)方法，才可能激發(fā)出新的靈感和創(chuàng)意并付出實(shí)踐，我想這才是完善后電子實(shí)習(xí)內(nèi)容給學(xué)生帶來的最大收獲。

三、結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)實(shí)踐證明，通過引入虛擬仿真環(huán)節(jié)對(duì)電子實(shí)習(xí)進(jìn)行教學(xué)改革和建設(shè)，效果良好，不但可以提高學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的領(lǐng)會(huì)，而且可以明顯提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。教學(xué)效果明顯表明，改進(jìn)后的電子實(shí)習(xí)教學(xué)可以使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、電路原理分析與設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、交流溝通、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面的能力得到進(jìn)一步的提升，可以有效提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)及綜合能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]門亮.電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容與主要制約條件分析[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2016，（2）.

[2]黃艷芳，郭立群，趙晶，吳波，馮升同，王劍峰.電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，（12）.endprint