虛擬仿真技術在中職電子專業課程教學中的應用

梁軍勇

【關鍵詞】 ?信息化 虛擬仿真 教學資源 中職電子

【中圖分類號】 ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A ? 【文章編號】 ?1992-7711（2019）22-133-01

中職電子專業理論教學，學生普遍學習習慣差，基礎不扎實，但專業知識比較抽象，傳統教學模式教與學均存在較大的困難。實踐技能教學，學生興趣高，但受安全操作、設備配置，設備數量和元件可靠性等客觀因素影響，實施起來存在一定的困難。隨著計算機技術與網絡技術的發展，虛擬仿真技術已經開始滲透到職業教育的各個環節。我校在傳統的教學中加入虛擬仿真技術，利用虛擬仿真軟件為師生構建教學平臺，采用“虛”與“實”結合的方式展開教學，取得較好的教學效果。

一、引入軟件，教學變輕松

電子專業理論教學，涉及大量的電路原理圖分析，在教學過程中引入虛擬仿真軟件，可以輕松畫好電路圖，修改元件參數，演示電路效果或測量電路的各種物理量。虛擬仿真技術還可以將看不到的電流用箭頭，將電荷用“+、-”符號形象地表現出來，這不僅降低教學難度，還活躍了課堂氣氛。

電子專業實踐技能教學，實際教學中成功率并不高，這嚴重打擊學生的積極性，師生在故障排除上花費過多的精力，嚴重影響教學的質量。如果在“實”之前先“虛”一下，利用軟件對實操的電路進行仿真，布線，布局，調整參數，磨刀不誤砍柴工，學生在實操前對電路的功能和原理有一定的了解，真正操作時就會心中有數，實操過程就可以減少因對電路不熟悉而造成的錯誤，從而提高實操成功率。

我校電子專業在教學中將仿真軟件作為其他專業課程的輔助課程，仿真軟件與專業課程靈活搭配使用，表1顯示的是主要仿真軟件在專業課程中的應用。

對于中職學生來說，學會仿真軟件的使用，對學習有促進作用。軟件的操作步驟基本一致：找元件→畫電路圖→仿真。難點在于“找元件”，涉及一些元件的英文，實際操作可讓學生記住常用的元件單詞，或通過元件符號查找。實踐證明，只要課程設置合理，再配合詳細的文字操作指導，學生還是能較好地掌握軟件的使用方法。

（一）仿真軟件的驗證功能

理論知識點很多需驗證，Multisim和Prtoeus兩個軟件就是學習的好幫手。對于需驗證的知識點，教師可以寫好詳細的《操作手冊》，放手讓學生去操作，即使學生會操作不當或想法不成熟。由于虛擬仿真軟件不存在實驗室的安全隱患，且有強大的提示糾錯功能，教師不必分心在學生的操作環節，重點就放在處理數據、得出結論和驗證知識點等環節。可根據學生的水平設置好與實驗相關的問題，學生通過實驗現象得出實驗結論，學習和鞏固理論知識。學生全程參與原理圖→數據、圖像→結論的過程，這種“做中學”的體驗是傳統課堂無法比擬的。

（二）仿真軟件的輔助功能

用萬能板和面包板制作電子小制作是電子專業學生必不可少的實踐項目，學生興趣很高。Protel和Fritzing是由原理圖過渡到實物的優秀輔助軟件，教師只需提供原理圖，實踐要求，布局布線要點，其他的完全可讓學生獨立完成，充分展現個性。學生使用Protel軟件設計自己的PCB板，使用Fritzing軟件連接模型元件，然后借助軟件強大的調整功能和糾錯功能測試電路的可靠性，經過虛擬仿真軟件的“熱身”后，再去完成實物操作。學生在軟件的使用過程中不僅了解了電路原理，電路功能，而且每個作品都充滿個性，充分調到了他們的實踐熱情。

（三）仿真軟件的設計功能

設計其實是一個不斷嘗試的過程，這也是虛擬仿真技術最大的優勢。有想法試了再說，非常符合中職學生的性格特點。Multisim軟件的邏輯轉換器（logic converter）可輕松實現組合邏輯電路設計。Proteus結合編程軟件keil適用于單片機教學，教師可采用項目教學的形式來完成。項目應“小”、“易”。每一項目控制在兩三個知識點，功能容易實現，枯燥乏味的教科書可作為工具書來使用，實現簡單有趣的程序設計。實際教學過程，每一個小項目的成功都極大地激發學生的學習信心和學習興趣，遇到困難也會積極討論，商討解決方法，課堂氣氛活躍。

三、建設網站，學習無限制

對于個別課堂上學有余力的學生，或者課堂上沒有跟上進度的學生，我們可以將課堂上的內容發布在網站上，學習就不再局限在課堂里，實驗室里，也不受上課時間限制，打破傳統教學的時空限制，將學習無限拓展。如果不斷完善網站的功能，學生可提交作業，師生可在線交流，分享經驗，既能培養學生社會能力，也創造了良好的教學氛圍。

虛擬仿真教學是未來教育信息化建設的主要方向，在教學中引入虛擬仿真技術，建設虛擬仿真教學資源庫，完善教學方式及教學手段，對活躍課堂氣氛，提升教學質量，提高學生素養起到積極的作用。

【注：本文系佛山市教學科學“十三五”規劃教育信息技術研究課題“虛擬仿真實訓系統建設與應用研究”成果（課題立項號：fset2018060）】

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

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