新工科和“卓越計劃”背景下電子技術實踐教學平臺建設探索

【摘 要】作為西南地區的一所地方高校，在“新工科”背景下針對電氣工程及其自動化專業實踐教學模式的弊端，提出了建設電子技術實踐教學平臺以適應當前工科教學的新模式。以新工科人才能力培養為宗旨，創新性提出電子技術基礎雷實驗和虛擬仿真實踐教學平臺的構建。

【關鍵詞】新工科；雷實驗；虛擬仿真；電子技術基礎實驗；人才培養

【中圖分類號】G642.423 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）05-0016-01

引言

隨著“中國制造”、“一帶一路”、“互聯網+”等重大戰略的開啟，以及工業4.0時代的到來，我國的工業自動化模式將發生重大變化，工業機器人、人工智能、大數據、云計算、物聯網等新技術將廣泛應用于工業生產和社會經濟的各個領域，我國經濟將呈現出技術創新、知識創新、產業創新為特征的新經濟形態。新經濟的發展迫切需要新型的工科人才，在這樣的時代背景下，國家提出了“新工科”的教育理念，大力推動人才培養模式的改革，升級和調整國家人力資源結構，為中國高等工科教育的改革和發展指明了前進的方向[1]。“新工科”的建設與我國高等學校的教育改革相結合，對高校工科專業的建設和發展提出了新的目標和要求，給高等學校工科教育增添了新的使命。

結合“新工科”背景和“卓越計劃”培養目標，研究和探究電氣工程實踐教學模式是非常有必要的。在“新工科”背景下構建多元化立體化的實驗教學體系，提高實驗教學效果，培養符合“卓越計劃”所要求的具有工程師素質的工程技術人才是長遠規劃，勢在必行。

一、構建雷實驗（Lab of Electronics Intelligence）平臺

雷實驗是“互聯網+教育”在實踐課程教學中的新的實驗教學模式，將互聯共享的教學實踐理念融入電類專業課程改革教育中。在新工科的指導思想下，通過互聯網技術優勢，將學生從傳統的實驗室中解放出來，將老師從固化的教學環節中解放出來，在提倡工程教育的基礎上，強化學生創新和行為互動，兼顧課堂監督、任務部署和設備管理的功能。

雷實驗（Lab of Electronics Intelligence）的設計理念是微信+云端實現數據管理，模塊化硬件設計實現多課程貫穿實現多課程貫穿，讓理論和仿真實驗無縫結合，在線電子實驗報告，教師電子批閱存檔，用面包板可以組合和拓展實驗。

使用手機雷實驗客戶端，教師可以進行實驗項目管理、實驗進度查詢、實驗課程資源、學生數據分析、設備資源管理，學生可以進行實驗準備、實驗仿真、搭建實驗、數據獲取、數據編輯、報告整理。

雷實驗的“A+D Lab 實驗室”包含多種常用的儀器，包括示波器、信號源、電壓表、靜態數字I/O、數字模版信號生成器、程控可調電源、邏輯分析儀、網絡分析儀、頻譜分析儀、數字化萬用表等。結合客戶端實現數據報告的互聯網共享功能，多種模塊化組件，可以完成多種電學實驗。

雷實驗（Lab of Electronics Intelligence）平臺的構建，開創了新工科互聯網+學習趨勢的教學模式，學生可隨時隨地動手，使理論課和實驗課實現了無縫連接。

二、構建基于multisim的虛擬仿真實驗平臺

Multisim具有界面友好，元器件豐富、測試儀器儀表豐富、分析功能完備等特點。使用Multisim就像在實驗的一樣，根據需要隨意調用類的元器件和儀器儀表，設定電源和信號源，學生可任意組建各種電路，觀察電路波形并對電路進行直流工作點分析、交流分析、瞬態分析、失真分析等，功能齊全，使用方便[3]。

Multisim的虛擬仿真實驗平臺的構建可提升電子技術實驗教學水平，拓展空間。在電子技術實驗教學中使用Multisim，學生可以方便地構建各種設計電路，并快速準確地對設計電路進行仿真分析，減少了使用實際元器件的操作，節省了時間，極大地提高了電子電路實驗設計的質量。由于在Multisim軟件中實驗是使用各種虛擬元件搭建電路，元件和儀器儀表不會損壞，彌補了硬件環境下實驗教學的不足，從而降低了實驗成本，也可以避免安全事故的發生。

在Multisim仿真平臺上可進行復雜的綜合性設計性實驗，學生可以主動去探索各類解決問題的方法，尋求各種設計思路，從而極大地發揮他們的主觀能動性和創造性，激發學生的自主學習的積極性，增強學生的創新意識，培養他們運用自己所學知識進行分析問題和解決問題的實際能力。

三、結語

雷實驗（Lab of Electronics Intelligence）和Multisim虛擬仿真實驗平臺是在人工智能、大數據、云計算、物聯網等新技術環境下的現代實驗教學發展的一個新方向，該平臺充分利用了移動網絡技術，構建多重實驗教學內容體系，在原有硬件平臺實驗內容基礎上，增加了軟件平臺實驗內容，為學生提供了豐富的學習資源和更大的學習平臺，給學生實踐能力的拓展創造了機會，同時培養了學生的應用能力和創新能力。實踐證明，智慧實驗平臺的構建可以改進實驗教學方式，拓展實驗教學方法，提高實驗教學質量，值得進一步推廣和完善。

參考文獻

[1]馬云闊，羅瑤嘉.“新工科”背景下地方高水平大學工程類本科應用人才培養研究[J].佳木斯大學社會科學學報，2018（4）：165-167.

[2]欒廣宇，李愛傳，汪東欣，李琳.地方院校新工科背景下電氣工程專業教學模式初探[J].實踐.探索，2018（9）：61-62.

[3]黃穎，馬麗梅，閔銳，石會，丁偉.Multisiml1.0 仿真軟件在模擬電子電路教學中的應用[J].中國電子教育， 2018（1）：47-51.

[4]王建華，劉勇，劉丹， 黃惠嫻，楊意，徐海濤.Multisim 仿真軟件對提高電路實驗教學質量的影響探索[J].教育現代化，2018（7）：171-172.

作者簡介：彭建榮（1965—），男，云南省大理人，碩士，副教授，研究方向為電子技術、計算機輔助設計、電氣工程及其自動化。