廣東理工學(xué)院 陳新欣

電氣類專業(yè)課程教學(xué)中仿真技術(shù)的應(yīng)用

廣東理工學(xué)院 陳新欣

作為一種理想的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)手段，仿真技術(shù)的應(yīng)用正逐步出現(xiàn)在醫(yī)學(xué)研究、課程教學(xué)、軍事訓(xùn)練等領(lǐng)域。將仿真技術(shù)應(yīng)用于高校電氣類專業(yè)課程的教學(xué)中，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更快掌握相關(guān)技能，實(shí)現(xiàn)高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效安全的教學(xué)效果。

仿真技術(shù)；電氣類；課程教學(xué)

1.引言

仿真，是指應(yīng)用相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，模擬真實(shí)的場(chǎng)景。將仿真技術(shù)應(yīng)用于日常教學(xué)中，為學(xué)生提供模擬的場(chǎng)景進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，將會(huì)增強(qiáng)教學(xué)方法的形象性，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，短時(shí)間的促進(jìn)學(xué)生對(duì)相應(yīng)場(chǎng)景的熟悉，真實(shí)的體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)中操作的過程，從而更快的掌握相關(guān)技能將會(huì)有很大的幫助。這種教學(xué)方法還可以借計(jì)算機(jī)軟件日新月異、成本低的優(yōu)勢(shì)模仿出更多樣的學(xué)習(xí)、工作場(chǎng)景，為學(xué)生掌握更多技能提供可能。作為高校的電氣類專業(yè)，我們培育人才的目標(biāo)是面向研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)、管理等崗位培養(yǎng)技能型人才，其工作崗位主要有電氣產(chǎn)品和裝備的設(shè)計(jì)、制造、操作、調(diào)試、維修和售后服務(wù)等，電氣行業(yè)范圍大，工種多，由此教學(xué)過程中就需要學(xué)生掌握更多的技能，但有限的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，使得我們必須探索新的教學(xué)手段和方法。

傳統(tǒng)模式的電氣類專業(yè)課程的教學(xué)，是先理論課，再實(shí)驗(yàn)課，兩種課程的進(jìn)行是分開的，這就使得實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)不能得到及時(shí)的理論指導(dǎo)，而理論教學(xué)也無法和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論和相關(guān)技能的掌握都不夠理想。隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了項(xiàng)目教學(xué)，教、學(xué)、做一體化等新興的教學(xué)模式，這些新興的教學(xué)模式通常選用的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)方式有兩種，第一種是借助于實(shí)驗(yàn)箱，學(xué)生通過幾個(gè)固定的實(shí)驗(yàn)對(duì)相關(guān)理論課的內(nèi)容加深理解和消化，在此過程中學(xué)生只要按要求連好線，按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書對(duì)的步驟依次完成即可，這種過程學(xué)生的自主思考較少，學(xué)習(xí)效果有限；第二種是從最根本的步驟開始，通過制作一些實(shí)驗(yàn)板或小制作，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝、調(diào)試，最終試驗(yàn)出結(jié)果，這種過程給學(xué)生提供了更多的動(dòng)手的機(jī)會(huì)，但相應(yīng)的，完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本也將高很多。由此看來，將仿真技術(shù)引入到日常教學(xué)中，充分發(fā)揮其高效、低成本、優(yōu)性能等優(yōu)勢(shì)，將其與現(xiàn)今流行的項(xiàng)目教學(xué)和教、學(xué)、做一體化教學(xué)模式相結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不再過多的受設(shè)備和場(chǎng)地的限制，必將得到更好的教學(xué)效果。

2.電氣類專業(yè)課程教學(xué)中仿真技術(shù)的應(yīng)用

在專業(yè)課程教學(xué)過程中，為提高課堂的教學(xué)效果，我們將有機(jī)的融合各種先進(jìn)的教學(xué)方法，通過理論論證和實(shí)際的教學(xué)過程，摸索出仿真技術(shù)在課程教學(xué)中的最佳應(yīng)用方案。并選取幾門重要的專業(yè)課，比如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)課程，采用合適的仿真工具軟件，制定出具體的教學(xué)方案，并且應(yīng)用在新學(xué)期的教學(xué)過程中。本文在深度分析社會(huì)、企業(yè)人才需求和本校學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，按照工學(xué)結(jié)合的課改基本要求，結(jié)合仿真技術(shù)的自身特點(diǎn)，采用項(xiàng)目教學(xué)方法，以工作任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化教學(xué)模式。該模式由項(xiàng)目課題提出、制定項(xiàng)目計(jì)劃、實(shí)施項(xiàng)目計(jì)劃和項(xiàng)目成果展示與評(píng)價(jià)四個(gè)模塊組成，其中仿真技術(shù)應(yīng)用于該模式的所有模塊中。下面我們就簡(jiǎn)單的介紹一下這種模式的實(shí)施方案。

在項(xiàng)目課題提出模塊，授課教師借助虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，提出項(xiàng)目課題的任務(wù)和目標(biāo)，展示項(xiàng)目課題的結(jié)果，使得學(xué)生對(duì)整體項(xiàng)目有一個(gè)最初的整體性的認(rèn)識(shí)，然后安排具體的工作步驟和學(xué)習(xí)任務(wù)。應(yīng)用仿真技術(shù)，通過虛擬的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和環(huán)境，使學(xué)生了解當(dāng)前的具體任務(wù)和任務(wù)中將涉及到的理論知識(shí)，以及對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用應(yīng)該達(dá)到的水平。在學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)能力水平的基礎(chǔ)之上，將學(xué)生分組，充分發(fā)揮成員間協(xié)同合作的能力，并規(guī)定明確的項(xiàng)目課題的完成時(shí)間和評(píng)價(jià)方案等內(nèi)容，讓學(xué)生有的放矢，有序的完成整個(gè)項(xiàng)目課題要求。

在制定項(xiàng)目計(jì)劃模塊，學(xué)生通過預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、查閱資料的過程，小組成員間協(xié)同合作等方式，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行分析，弄清楚項(xiàng)目所涉及的各個(gè)方面的要素和要求，確定解決問題的手段和方案，充分應(yīng)用已掌握的前序知識(shí)，基于仿真工作環(huán)境為任務(wù)的實(shí)施做好充分的準(zhǔn)備。

在實(shí)施項(xiàng)目計(jì)劃模塊，學(xué)生應(yīng)用仿真技術(shù)，在仿真工作環(huán)境中按照已制定好的計(jì)劃逐步完成項(xiàng)目任務(wù)。授課教師借助仿真工作環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生以及學(xué)生和學(xué)生之間的交流。學(xué)生采用理論課的知識(shí)完成項(xiàng)目任務(wù)，從而對(duì)理論內(nèi)容的掌握有更進(jìn)一步的理解和消化，并由此具備基本的崗位能力。

在項(xiàng)目成果展示與評(píng)價(jià)模塊，學(xué)生在仿真工作環(huán)境中展示自己的項(xiàng)目成果，然后接受其他學(xué)生的評(píng)價(jià)和授課教師的反饋。在成果展示和匯報(bào)的過程中，學(xué)生通過比較和總結(jié)本組和其他組的成果，取各家之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短，從而進(jìn)一步完善整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

3.結(jié)語

將仿真技術(shù)應(yīng)用到高校教學(xué)中，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)和高等教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，是信息技術(shù)和學(xué)科專業(yè)深度融合的產(chǎn)物。目前有很多軟件，比如Multisim,、Keil 、Proteus等都為電氣類專業(yè)課的教學(xué)提供了仿真的條件，這為將仿真技術(shù)應(yīng)用到電氣類專業(yè)課程的教學(xué)中提供了可能。本文將項(xiàng)目教學(xué)和仿真技術(shù)緊密的結(jié)合起來，更好的實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化的效果，同時(shí)減少了設(shè)備消耗，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，而且克服了時(shí)間與空間上的限制，使學(xué)生的操作技能和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課的開課率得到明顯提高。不同專業(yè)的課程教學(xué)，可以根據(jù)各自教學(xué)的實(shí)際需要，靈活添加教學(xué)軟件、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐器材和典型教學(xué)情境，教學(xué)計(jì)劃的設(shè)定緊跟社會(huì)發(fā)展步伐，教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)靈活有效。

2015年廣東省教育廳重大科研項(xiàng)目（編號(hào)2015GXJK170）。