江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校 汪 婷

仿真與實驗完美結(jié)合創(chuàng)教學(xué)最優(yōu)化

江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校 汪 婷

本人對比了自己所開的兩節(jié)的公開課，教學(xué)內(nèi)容都是《電工基礎(chǔ)》中《RLC串聯(lián)諧振電路》，而且都選擇了演示實驗的教學(xué)方法來授課，但在選擇實驗方式上有所不同，而且在教學(xué)效果上也有不同，從而引發(fā)了關(guān)于仿真軟件實驗教學(xué)與實物實驗儀器演示教學(xué)兩種不同實驗方式的思考。并進一步對兩種實驗方式進行了比較分析，想探討出一種創(chuàng)新、創(chuàng)優(yōu)的教學(xué)模式。

電類專業(yè)；教學(xué)電路仿真實驗；實物實驗

一、當今中職學(xué)校電類專業(yè)課的特點

在中等職業(yè)學(xué)校一般會設(shè)置電子、通信、計算機技術(shù)與應(yīng)用等專業(yè)，而類似于《電工基礎(chǔ)》這樣的電類課程都是電子、通信、計算機技術(shù)與應(yīng)用等許多學(xué)科專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程。課程具有定量計算多、概念公式多、圖形及現(xiàn)象的分析多和實踐性強等特點，教與學(xué)難度較大。電類課程一般由理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計等環(huán)節(jié)構(gòu)成。但其中的實驗教學(xué)對于實驗儀器的設(shè)備及條件要求較高，實驗教學(xué)的教學(xué)效果直接影響學(xué)生對后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習。

如果實驗儀器與元器件符合要求，老師準備工作充分，場地及其它教學(xué)資源都允許的情況下，進行實物實驗對教學(xué)是有很大幫助的。但在現(xiàn)實教學(xué)中經(jīng)常會到各方面因素的限制，電學(xué)的實物演示實驗效果往往不能令人滿意。而電子設(shè)計自動化軟件有強大的電路仿真功能，將其用于電子線路教學(xué)的演示實驗或分組實驗，也是行之有效的方法之一。了解中職學(xué)校電類專業(yè)課的特點后，為了有一個好的教學(xué)效果，所以到底是利用仿真軟件實驗的教學(xué)效果好，還是實物實驗更容易鞏固教學(xué)內(nèi)容呢？這就要針對中職類學(xué)校學(xué)生的學(xué)習特點做比較。

二、實物實驗與仿真軟件實驗的教學(xué)效果的直接比較

比較仿真軟件實驗與實物實驗兩者教學(xué)效果之前，教師必須先了解學(xué)生的學(xué)習特點。中職類學(xué)校學(xué)生大多學(xué)習動機不明確、缺乏自主學(xué)習的意識，特征是上課分心，下課活躍，平時上網(wǎng)，考試作弊。要使這樣的學(xué)生有自主學(xué)習的動力，關(guān)鍵所在就是激發(fā)他們的學(xué)習興趣。下面本人就所教授的兩節(jié)公開課做對比。

新授課內(nèi)容均為《電工基礎(chǔ)》中RLC串聯(lián)諧振電路，兩班為一年級同專業(yè)的平行班。

第一次公開課本人采取了實物實驗的方式，并發(fā)給學(xué)生實驗任務(wù)書，要求觀察實驗現(xiàn)象后進行分析。實驗過程如下：

用示波器的一個通道測量電源電壓U，另一個通道測量電阻R兩端電壓Ur時，觀察U和Ur的波形。

任務(wù)書的內(nèi)容是：1.保持電源電壓大小不變，增大電源頻率時，觀察示波器的電源電壓和電阻R兩端電壓的相位關(guān)系并寫出它們的相位角；2.保持電源電壓大小不變，增大電源頻率時，觀察示波器電阻R兩端電壓的幅值變化；3.總結(jié)出RLC串聯(lián)諧振的內(nèi)容。

課堂中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對教師所使用的示波器非常感興趣，對任務(wù)書中的要求也能專心地按照教師要求完成，且完成率較高。于是原本內(nèi)容枯燥公式多的一堂課就被實物實驗演示充分調(diào)動起了學(xué)生自主學(xué)習的積極性。

第二次公開課上本人采用了仿真軟件實驗的方式，利用多媒體與EDA仿真軟件相結(jié)合直接將電路圖連接并用幻燈片演示出來。演示過程中也跟之前任務(wù)書的內(nèi)容一樣，要求學(xué)生觀察電源電壓U，與電阻R兩端電壓的波形并進行比較。

課堂中學(xué)生對多媒體中顯示的波形圖興趣不大，但是實驗結(jié)論學(xué)生還是可以從仿真實驗中總結(jié)出來的。雖然達到了教學(xué)預(yù)期的目的，但在調(diào)動學(xué)生學(xué)習興趣上尚有不足。

三、通過比較，總結(jié)實物實驗與仿真軟件實驗各自的優(yōu)缺點

1.實物實驗的主要優(yōu)點是：真實的反映實際問題；在實驗中隨機出現(xiàn)的問題，對于培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決實際問題的能力，對于學(xué)生養(yǎng)成嚴肅認真、嚴謹求實的學(xué)習和鉆研態(tài)度有著不可替代的作用。缺點是：教學(xué)方法及形式內(nèi)容的固定。由于受課時、場地、設(shè)備、元器件等教學(xué)資源的限制，實物實驗通常有四定：定時間、定地點、定內(nèi)容、定人員。學(xué)生無論能力大小都按同一個步調(diào)做著相同的實驗內(nèi)容，很少有獨立思考的時間。教師對學(xué)生的指導(dǎo)也多表現(xiàn)為幫助完成實驗。無法體現(xiàn)個體差異，不能因材施教；教學(xué)準備工作量大。實驗教學(xué)中，器材的準備工作量很大，實驗中對元器件的消耗大，儀器設(shè)備更新?lián)Q代周期長。這些也是影響設(shè)計性實驗開設(shè)的主要原因。

2.仿真軟件實驗方式的主要優(yōu)點是：仿真元器件、實驗儀器種類多，實驗精確度高、效率高，能夠最大限度地發(fā)揮學(xué)生自主探索學(xué)習的潛力，尤其是對基本理論和實驗原理的學(xué)習。缺點是：實驗的動手真實感缺乏，實驗結(jié)果看似理想，而實物實驗會遇到許多意想不到的情況，存在思維的盲點；而且對教師的專業(yè)水平要求較高。由此可見，仿真軟件實驗不能替代實物實驗。

四、尋求一種創(chuàng)新、創(chuàng)優(yōu)的新型實驗教學(xué)模式

實驗是電類專業(yè)課教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，對于幫助教師說明電學(xué)原理、使學(xué)生深入理解電學(xué)規(guī)律有重要作用。但在只有傳統(tǒng)的實驗設(shè)備的情況下，教師只能一成不變的受制于其它因素的影響來進行實物實驗教學(xué)，顯然是不符合創(chuàng)新、創(chuàng)優(yōu)的教學(xué)新思路。

而仿真軟件實驗最大的特點就是采用圖形操作界面模擬一個電子實驗臺，且仿真實驗儀器操作界面與實物儀器相差無幾，所有仿真儀器都是數(shù)字化、智能化的。這就相當于擁有一個功能強大、設(shè)備齊全、元器件豐富的小型“電子電路實驗室”。它的操作與使用是一種教學(xué)模式上的創(chuàng)新，促使教師提高專業(yè)能力，可以為學(xué)生提供更多的實驗訓(xùn)練。

所以最好能用實物實驗與仿真軟件實驗相結(jié)合的實驗方式進行教學(xué)，以此來提高課堂效率及學(xué)生的學(xué)習興趣。實物實驗與仿真軟件實驗二者的結(jié)合，既可以給予學(xué)生很好練習的自由探索學(xué)習的環(huán)境，又保證了學(xué)生對實物實驗的感知能力。既發(fā)揮實物實驗和仿真實驗二者的優(yōu)勢，又克服了二者的不足，是一種提高電路課程實驗教學(xué)質(zhì)量更有效的實驗方式。

五、新型實驗方式在實驗教學(xué)中如何運用

1.先仿真再實物。實物實驗之前，先進行仿真實驗，讓學(xué)生掌握實驗要點，如：基本原理、主要步驟及關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要特別創(chuàng)設(shè)故障，即讓學(xué)生在實物實驗中遇到類似故障，可更有效提高實驗效率，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

2.實物為主，仿真為輔。整個實驗中，實物實驗應(yīng)是實驗教學(xué)的主要部分，仿真實驗僅作為實物實驗的知識鋪墊和模擬訓(xùn)練的輔助過程，最終目的是培養(yǎng)學(xué)生的實物實驗?zāi)芰Α?/p>

3.實驗方式優(yōu)化配置。在實驗內(nèi)容上，仿真實驗做哪些，實物實驗做哪些，課時如何分配等，教師都應(yīng)將兩者資源實現(xiàn)優(yōu)化配置，來實現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化。

六、結(jié)語

在計算機技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，實物實驗與仿真軟件實驗的有機結(jié)合，為電類專業(yè)課中實驗教學(xué)描繪了一片藍天。如何做到實物實驗與仿真軟件實驗兩者的優(yōu)勢互補，揚長避短，來提高課堂教學(xué)質(zhì)量，是值得不斷探索研究的內(nèi)容。

[1]陳躍華,謝利東.電子電路計算機輔助教學(xué)與其仿真教學(xué)的比較研究[J].中山大學(xué)學(xué)報論叢,2004(6).

[2]張克明.EWB仿真系統(tǒng)對電子技術(shù)課程教學(xué)改革的探討[J].中國科技創(chuàng)新導(dǎo)刊,2007(總467期).

[3]潘海鵬,雷美珍,夏永明,顧敏明.“電力電子技術(shù)”課程實驗教學(xué)改革與探索[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2010(2).

汪婷（1983—），女，江蘇無錫人，江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校助理講師。