虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用探討

李建廳，劉 芳

(1.武威市涼州區職業中等專業學校，甘肅 武威 733000;2.武威市涼州區南園學校，甘肅 武威 733000)

0 引言

近年來，虛擬仿真技術在社會各界的應用越來越廣泛，在教育領域中，通過虛擬仿真技術的應用可以為學生構建更加真實的學習情境，有助于學生學習、操作。中職電子技術教學中應用虛擬仿真技術既可以促進教學改革，又能實現對學生綜合能力培養，這對學生今后順利就業有很大幫助。

1 虛擬仿真技術的應用優勢

中職電子技術教師在進行教學時，注重虛擬仿真技術的使用，能很好地提升學生職業素養。從當前我國中職學生學習狀況看，多數中職學生并沒有真正理解所學知識，在學習過程中較為被動，缺乏積極性，學習目標也不明確。對中職學生來說，相較于理論學習，學生更愿意動手操作，這一特征也表明單純的理論知識不能很好地滿足學生需求，教師單純講解枯燥乏味的理論知識無法有效提高學生的電子技能水平[1]。因此，電子技術教師在實際教學中，應科學合理的使用虛擬仿真技術，以此提高學生學習興趣和積極性。另外，中職電子技術教師可通過虛擬仿真技術改變整體學習環境，同實際情境相結合，在課堂中開展富含趣味性的教學活動，對于學生創新能力提高具有極大幫助，同時也在一定程度上增強了學生邏輯思維能力。在實踐課中，教師要引導學生對理論知識體系進行疏導，在此基礎上開展實踐操作，便于學生發現自身學習中的不足，實現針對性的學習，最大程度提高學生學習效率。

將虛擬仿真技術科學合理的應用到電子技術教學環節，可以進一步增強課堂教學的趣味性、實踐性，對于中職電子技術專業發展十分有利[2]。傳統教學中，教師主要是以灌輸理論為主，在課堂上教師“填鴨式”的傳授知識，很少考慮到學生對知識的理解體驗，不了解學生的學習興趣點。電子技術理論知識較為抽象復雜，學生理解難度極大，虛擬仿真技術能變抽象為形象，學生理解起來更加輕松，并且能將所學的知識很好用于實踐中，有效提升教學效果，減輕了教師的教學負擔，提升了教師的教學水平，推動了中職電子技術教學發展。

2 中職電子技術教學存在的不足

過去中職電子技術教師在開展課堂教學活動時，大多是教師一人在課堂上全程講授，教師處于核心位置，學生則是被動聽從教師安排，這會對學生學習能力提升帶來一定負面影響[3]。電子技術本身具有很強的實踐特性，教師在教學中需要給學生提供更加貼切實際的情境，幫助學生理解應用知識，這樣才能加深學生的記憶。在很多時候，教師只是借助一些例子為學生講解知識，而學生在學習中只能知道結果而無法理解過程，學習效果不佳。在課堂上，學生處于被動學習狀態，學生在整個學習中過于依賴教師，主動意識比較差。同時在實驗課上，學生也是按部就班的搭建電路，驗證實驗，對于實驗分析不足，更不會考慮實驗成敗、影響因素等問題，加上學校實驗室開放時間比較短，學生難以高質量的完成實驗探究活動。此外，學生還存在動手能力參差不齊的情況，動手能力比較強的學生在實驗中會表現的比較積極，而實驗能力比較弱的學生則是在實驗中處于“陪伴”狀態，很少主動進行實驗嘗試，這無疑會對學生知識獲取造成負面影響[4]。

3 虛擬仿真技術的應用路徑

3.1 虛擬仿真技術提高學習興趣

在中職電子技術教學中，教師需要特別注重學生學習欲望的培養，要激活學生內在動力，讓學生能產生“我要學”的思維。將虛擬仿真技術應用到電子技術教學中，可以轉移學生的學習空間，讓學生在虛擬仿真操作中做到暢所欲言，促進了電子技術學習氛圍建設，對于學生學習態度改變、學習行為強化有極大幫助。在傳統的中職電子技術教學中，教師大多處于課堂的絕對領導地位，學生則是完全服從于教師，教師讓學生做什么，學生就做什么，學生主動性不足[5]。通過虛擬仿真技術的應用，可以為學生構建一個優秀的學習平臺，在平臺中，學生能自主思考知識，開展獨立探究、合作交流等活動，最大限度激發學生的探索欲望。

如在半導體特性的相關知識講解中，學生面對電子流、空穴流的內容存在理解困難的情況，對此教師可以借助虛擬仿真技術將電子流、空穴流的流動過程直觀展示出來：受電場力的影響，電子會連續不間斷的朝著電源裝置正極移動，從而形成了電子流；而空穴流情況則是電子朝著電源的負極移動。學生通過觀看，不僅可以加深對知識的理解，又能保持良好的學習興趣，并且學生會更加積極地學習半導體導電原理。在課堂上，中職電子技術教師需要借助虛擬仿真技術讓學生對抽象的概念有深層次的感知，為學生構建充滿趣味、形象的學習氛圍，引導學生高質量學習知識。

3.2 虛擬仿真突破學習難點

中職學生的文化水平相對較弱，其思維能力不強，在課堂教學中，如果中職電子技術教師沿用傳統的課堂教學方式講解重難點內容，學生會感覺很抽象，學習趣味性不強，學習質量不高。虛擬仿真技術的應用能幫助教師事先對教學各個環節進行控制，能讓整個課堂活動變得井然有序。借助虛擬仿真技術為學生講解重難點知識，可以有效激發學生思維，讓學生跟隨教師的思維對知識進行思考，有助于加深學生對知識的理解[6]。

如在講解整流濾波電路知識時，教師有時會直接引導學生利用電容充電、放電過程對輸出直流電壓帶來的影響進行分析，在此基礎上獲取輸出電壓波形圖，在這樣的學習活動中，學生會感覺整個過程很抽象，對于電容容量C的關系式也依靠死記硬背，缺乏本質了解。通過虛擬仿真技術的應用可以很好地改變這種狀況，教師借助虛擬仿真技術對電路進行模擬，實現仿真演示，讓學生對該知識點有深入感知。在這樣的學習過程中，學生既能把握知識本質，又可以發展自身思維能力，這對于學生專業素養提升有很大幫助。

3.3 虛擬仿真技術提升實驗效果

新時期，隨著人們生活質量的提升，很多學生家長都為學生購買了電腦，這就為學生開展虛擬實驗提供了良好硬件條件。Multisim是一種專門用于電路仿真的軟件，教師可以引導學生在電腦上下載該軟件，在軟件中具有很多種電子元器件、虛擬設備，如函數信號發生器、示波器、邏輯分析儀等，能滿足學生日常的電子技術實驗需求。在教學中教師可以引導學生在課前利用電腦開展虛擬仿真實驗，了解實驗環境、實驗要求，在此基礎上進入實驗室開展實踐操作，既可以提高學生的實驗效率，又能保證實驗的成功。如在濾波器實驗中，電阻、電容的大小都會對實驗結果帶來影響，如果學生在實際操作中開展實驗調試，那么學生要花費很多時間。教師可以讓學生在課前利用電腦開展虛擬仿真實驗預習，在虛擬仿真實驗中調整好相關參數，然后在真正的實驗操作中，學生可以高質量的完成實驗。此外，在電路設計中，教師也可以引導學生通過虛擬仿真技術手段，對自己之前設計的實驗方案進行操作，學生在真正開展實驗操作中能有效防范操作失誤而引起的儀器損壞、元器件浪費情況，降低了實驗損耗，同時也保障了實驗安全性。

電子技術專業學生在日常學習中必須掌握相應的電子技術實驗，同時應通過實驗提高自身創新能力、實踐操作水平。就目前而言，中職院校實驗室很多關于電子技術實驗設備都是針對特定實驗來設置參數的，學生自主開展實驗的可能性比較低，加上實驗儀器使用比較頻繁，元器件損耗嚴重，加劇了實驗故障發生率，同時部分復雜、綜合性實驗學生也不能在有效時間內完成[7]。對此教師可以借助虛擬仿真技術來引導學生開展復雜實驗。如在示波器驗證差動放大電路特性中，恒流源差動放大電路主要需要由兩個完全對稱的放大電路構成，具備兩個輸入端、輸出端，而學生要想完成這一實驗，其難度相對比較高，電路要求完整對稱，但是在實踐中元器件卻無法達到完全對稱的要求，這造成了實驗效果不理想。通過虛擬仿真技術開展實驗，能確保電路完全對稱，得出的結果更加準確，也能讓學生對恒流源差動放大電路的工作特性有更深入的了解。

3.4 虛擬仿真技術推進實踐訓練

在教學中，教師需要進一步提高對實踐教育的重視度，指引學生積極主動的動手。在課堂上教師要結合教學內容，創設科學合理的教學情境，組織教學活動，便于學生更加深入的理解所學知識，同時教師也可以借助情境幫助學生做到理論學習與實際生活的相結合。如在講解脈沖波形的產生與整形知識點時，教師可以引導學生進行仿真實驗，模擬單穩態觸發器電路，由信號發生器產生輸入信號，通過示波器對輸入波形、輸出波形進行觀察。在此基礎上引導學生開展實踐動手操作活動，讓學生通過模擬仿真了解操作要點，結合實際操作內化知識，使電子技術教學活動成效得到明顯提升[8]。

中職電子技術專業教師還可以在教學中利用虛擬仿真技術，根據學生的生活狀況、社會經驗，創設相應的情境，實現電子技術教學與學生實際生活的關聯，讓學生能從生活的角度思考、分析電子技術課程知識，促進學生學習效果提升[9]。在實踐中，中職電子技術課程教師可以借助虛擬仿真技術為學生構建一個虛擬的學習情境，指引學生模擬生活中的電路操作，獲取相關電路數據，促使學生更好地理解、運用電子技術知識。

4 虛擬仿真技術的應用成效及展望

在中職電子技術教學中引入虛擬仿真技術手段，可以做到理論知識可視化處理，豐富了課堂教學趣味性，激活了學生的學習主動性，枯燥的理論課堂變得更加貼切學生實際[10]。同時虛擬仿真技術還能創新課程實驗操作方式，讓學生能在完成教材原定實驗計劃中樹立全新的思維，促進了學生創新能力發展。即便是中職院校的實驗條件不理想，通過虛擬仿真技術也可以打破時空因素的局限，能讓學生模擬開展實驗操作訓練，而教師也可以開發線上線下混合式實驗項目。在今后的中職電子技術教學中，教師還可以嘗試利用虛擬仿真技術，開發一套可視化、統一化、交互式教學系統，引導學生開展系統化的實驗操作，在實驗中讓學生自主設置參數，觀察各種波形，做到抽象知識形象化理解。

5 結語

在中職電子技術教學中，通過虛擬仿真技術的應用可以有效提高課堂教學效果，能調動學生的專業課程學習熱情，對于學生專業素養培育十分有利。因此，在實際教學活動中，中職電子技術教師應該根據學生的發展需求，靈活應用虛擬仿真技術引導學生學習知識，為學生今后的成長奠定基礎。