虛擬仿真和信息技術在電工電子實驗教學中的應用研究

周啟云

摘 要：電工電子實驗在培養學生實踐能力的過程中發揮著重要作用，作為學生能力培養的基礎環節，電工電子實驗在學生學習中的地位非常重要。尤其是虛擬仿真技術和應用計算機技術的聯合作用下，電工電子的實驗方式發生巨大改變，實驗教學模式也突破了傳統的教學思維，采用虛實結合的實驗方式，打破了傳統教學的局限，為電工電子實驗的教學效率提供了技術保障。基于此，本文就電工電子實驗中的教學現狀作以分析，再從三個方面具體闡述電工電子實驗教學的改革模式。以供相關人士參考交流。

關鍵詞：電工電子實驗；虛擬仿真技術；信息技術

如今，社會各個領域發展的進程逐漸加快，信息技術也如火如荼的發展著，作為支撐經濟活動和社會生活的基礎，信息技術的應用領悟非常廣泛，尤其在教育工作中最為突出。教育實現信息化，使得教學過程充分地應用計算機和互聯網技術的優勢，其主要的目標就是完成教育教學的改革。目前，教育界大力推進信息技術的應用，就是為了推進教學改革的進程，提高教學的水平和效率。

一、電工電子實驗教學的現狀

電工電子技術是電工電子學院教學的核心技術，是學生學習的重點難點。在教學過程中，電類課程知識的抽象和復雜很難被學生理解，因此，這就需要通過大量的實驗才能理解和運用，通過大量實驗，學生了解基本的理論常識，掌握實驗操作的能力，這是電工電子實驗所要實現的最終教學目標。但就目前來看，電工電子實驗的發展還存在諸多問題，比如硬件設備的不完善，在具體的教學中，電工電子的硬件條件只占一小部分，這些小部分的知識點通過實驗教學被學生掌握，然而還有一部分的知識點沒有條件開設實驗項目，這就需要進一步的完善實驗條件。還有，電工電子實驗的安全問題堪憂，對于電類課程的教學，出于安全的考慮，教師在教學過程中要有具體的指導操作步驟告知學生，且在實驗時，教師要根據要求逐步演示給學生，學生在教室的演示下，安全穩步的進行實驗，這樣在保證實驗安全的前提下，教師還要留出時間給予學生短暫的思考，但受課程時間的限制，思考的過程往往是形式主義，學生的主要精力還是在機械的被動操作中，這樣對學生的獨立學習能力的養成非常不利。再有一點，電工電子生源的數量逐年遞減，這使得學校招生的生源質量較弱，學習能力弱的學生，學習方式和習慣根本不能適應現有教學模式。針對這一現狀，教師應該積極地轉變教學模式，投入到教學改革的大潮當中，運用虛擬實驗技術的優勢，提升電類教學的教學效率。

二、電工電子實驗教學模式的改革

（一）電工電子實驗教學體系的變革

在電類課程的教學中，實驗室學生掌握和應用知識的重要教學手段，普通的實驗教學方式可以讓學生快速且直觀地掌握實驗操作的技巧和方法，同時提升學生分析問題和處理問題的能力。但實驗過程還出現很多薄弱環節需要改進，因此虛擬仿真和信息技術就派上了用場，技術的發展直接改變了電工電子實驗教學發展的體系。比如在實驗環節方面：分為兩部分進行，即基礎實驗教學和選做實驗教學，這兩部分全部都在課內時間進行，讓學生充分利用課堂時間，配套電子課程理論，教師應從以下方面實施教學步驟，首先，教師要利用多媒體技術展示實驗的原理，將實驗預想潛移默化的深入到學生的腦海中，讓學生對實驗教學有初步的認識。其次，在實驗理論熟悉的基礎上，學生利用仿真軟件在計算機上模擬實驗步驟，這樣預實驗后可以增加真實實驗的安全性和有效性。最后，教師引導學生在實驗室進行真實實驗，達到實驗的最終目的，加強學生理論學習和知識理解的掌握能力，增強學生基本實驗技術和實驗報告的寫作能力。而在選做實驗這方面，教師可以鼓勵學生自主選擇實驗的內容，有效激發學生的自主選擇能力和創新能力的提升，這樣就可以培養學生的獨立思考和學習能力。電工電子實驗課程是一門實踐性非常強的課程，教師在教學過程中要特別重視學生學習的差異度，積極地探索符合學生心理特點的教學方法，除了充分利用課堂的教學時間，還應督促學生積極參與但課外的實驗過程中，比如電類工程大賽，電子設計等等豐富的實驗活動，都可以提升學生的實驗能力和學習能力。只有充分在充分發揮技術的優勢上提高課堂利用率，在課外活動上優勢上提高學生參與度，電類課程的教學效率才會提升。

（二）實驗教學方法的變革

網絡技術聯合多媒體技術的發展，為實驗教學的改革提供了技術條件。而虛擬軟件的開發和應用讓實驗教學的改革有了技術保障。半導體硬件和仿真軟件能夠為電工電子實驗的教學提供虛擬仿真模型，這就意味著仿真實驗的操作會不受時間空間以及實驗設備的設置，更不會存在安全隱患。而且，通過模擬軟件仿真的實驗過程，電工電子實驗的工作過程就直觀清晰，這樣就可以降低學生的學習難度。在具體的實驗過程中，學生要獨立思考，直接參與實驗的整個操作，提升學生的學習能力。因此，虛擬仿真技術的發展為實驗教學的發展提供了新的平臺，虛實結合的教學方法，可提升學生想象空間，提升教師教學水平。

（三）實驗室管理方式的變革

實驗室要開放，必須實現無限時的全天候開放，尤其是虛擬實驗室的開放管理。這樣才能提高學生實驗的動力，最大限度實現教學資源的利用。一般來說，信息化時代的實驗室有著充分的技術保障，運用現代化的監控手段和防盜系統，而且還有網絡全覆蓋，可以滿足不限時開放的基本條件，在實驗室開放過程中，教師可在線指導學生實驗操作步驟，及時答疑解惑，幫助學生適應和掌握電子知識的學習和應用，這是目前實驗室開放最根本的意義所在。

三、結束語

隨著信息化的不斷深入，應用于學科教學的技術設備更加廣泛，電工電子實驗課程的效率也會逐步提升。目前，電工電子實驗課程實現信息化的過程，就是學生提高知識技能和素質拓展的過程，廣大教育工作者要高度重視虛擬仿真技術和電子信息技術在電類課程學習當中的應用意義，同時，積極探索和課程優化相關的實驗管理模式，以推進信息化技術環境下的電工電子實驗水平的提升和教學模式的轉變，這是目前電工電子實驗課程改革的重要目標。

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項目名稱：基于虛擬仿真技術的高職電工實訓信息化應用研究（立項編號：2018YB02）