電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程引入虛擬技術(shù)的教學(xué)改革與實(shí)踐

蔣禮林 李立禮

【摘要】虛擬儀器主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)和科學(xué)儀器技術(shù)之間相互融合而形成的產(chǎn)物，能夠利用高性能的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)各種測量、測試以及自動(dòng)化應(yīng)用。然而，在電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程中加強(qiáng)虛擬技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對教育教學(xué)改革的有效推進(jìn)，以及如何實(shí)現(xiàn)對虛擬技術(shù)的高效利用，值得從事科研、教學(xué)和實(shí)驗(yàn)工作者的深入探討。

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)課程 虛擬技術(shù) 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】課題名稱：基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電子類課程教學(xué)改革研究（編號(hào)：2012JGA217）。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）11-0253-01

1.傳統(tǒng)電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

第一，傳統(tǒng)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)施所具備的功能比較固定，可擴(kuò)展性比較差，只適用于一些固定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開設(shè)，不能對實(shí)驗(yàn)資源形成有效共享。第二，在某實(shí)驗(yàn)中需要用到的多種相關(guān)設(shè)備，操作和管理起來都比較困難，并且維修和檢查都不夠方便，從而導(dǎo)致了設(shè)備經(jīng)常有故常出現(xiàn)而影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程。第三，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，學(xué)生常處在一個(gè)被動(dòng)式接受教育的過程中，無法呈現(xiàn)出他們的主觀能動(dòng)性。第四，實(shí)驗(yàn)設(shè)備通常只能滿足與其相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，而在畢業(yè)設(shè)計(jì)和綜合性課程設(shè)計(jì)等方面無法體現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果。第五，對開放性實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建具有較大的困難。基于目前的實(shí)際情況，若想對開放性實(shí)驗(yàn)室加以構(gòu)建，所涉及的實(shí)驗(yàn)室數(shù)目非常多，而且?guī)熧Y隊(duì)伍的水平參差不齊等因素的限制，導(dǎo)致對各種設(shè)備的維護(hù)和管理經(jīng)常不到位。第六，我國很多高校在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置方面缺少資金，進(jìn)而對各種設(shè)備更新?lián)Q代的速度比較滯后，無法跟上目前現(xiàn)代化科技、學(xué)生求知和人才培養(yǎng)的發(fā)展需求。

2.虛擬技術(shù)在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中的優(yōu)勢

讓虛擬儀器跟電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程之間進(jìn)行融合，能夠有效改善實(shí)驗(yàn)條件，減少實(shí)驗(yàn)成本，持續(xù)提升課堂教學(xué)的效果、實(shí)驗(yàn)水平以及質(zhì)量。同時(shí)，基于虛擬技術(shù)較強(qiáng)的擴(kuò)展性，能夠依據(jù)課程教學(xué)所呈現(xiàn)的具體需求開設(shè)具有針對性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更好的激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和研究的興趣，給學(xué)生在創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力等方面提供出更為寬廣的平臺(tái)，這也是目前高校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)改革最為主要的一個(gè)發(fā)展方向。

3.虛擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

把虛擬儀器應(yīng)用在電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)該分如下步驟完成：第一，對學(xué)校現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件加以充分有效利用，購買一些必須的軟件和硬件接口，構(gòu)建出虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室中的軟硬件平臺(tái)。第二，加強(qiáng)對虛擬儀器技術(shù)的相關(guān)教學(xué)課程的開發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生熟悉相應(yīng)編程方法和技術(shù)。第三，教師需要結(jié)合虛擬儀器軟件實(shí)施編程操作，讓示波器、信號(hào)源、計(jì)數(shù)器以及電壓表等各種儀表能夠展現(xiàn)出其應(yīng)有的功能。更重要的是，必須讓以上的各種軟件的功能模塊實(shí)現(xiàn)共享。第四，將部分實(shí)驗(yàn)課程作為試點(diǎn)性改革，例如數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對教學(xué)過程和教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)和系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。逐漸將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M儀器形式的課程教學(xué)模式，不僅可以省去較多復(fù)雜的儀器設(shè)備，而且還能節(jié)約時(shí)間和空間，有效地解決了實(shí)驗(yàn)室管理和維護(hù)的各種問題，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本實(shí)現(xiàn)大幅度地降低。第五，積極激發(fā)學(xué)生開展具有設(shè)計(jì)性和綜合性特征的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓各學(xué)科的專業(yè)知識(shí)與實(shí)習(xí)活動(dòng)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及課程設(shè)計(jì)等活動(dòng)之間有機(jī)聯(lián)系起來，不斷完善綜合性的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建。

因此，基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化其對問題進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和解決的能力。教師應(yīng)不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，努力構(gòu)建一個(gè)具有開放性特征的虛擬實(shí)驗(yàn)室，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)融入虛擬教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理，這對提升教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力有極大的促進(jìn)作用。

4.結(jié)束語

總之，對電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行教學(xué)改革和實(shí)踐，有效引入虛擬技術(shù)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)開發(fā)和設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，有利于實(shí)驗(yàn)資源共享和節(jié)約，更符合當(dāng)前國家教育改革的要求和發(fā)展趨勢。高校管理人員、教師和科研工作者應(yīng)該對電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程引入虛擬技術(shù)的相關(guān)課題進(jìn)行深入的研究和探討，為國家教育事業(yè)的發(fā)展注入源源不斷的活力。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

蔣禮林（1978.9-），男，壯族，廣西桂林人，學(xué)歷：研究生，職稱：副研究員，研究方向：基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電子類課程教學(xué)改革。