探究電子仿真實(shí)驗(yàn)在電子專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：二十一世紀(jì)的人類將面臨一個(gè)競爭更加激烈的時(shí)代。據(jù)統(tǒng)計(jì)：我省目前技能人才缺口超過300萬，大大制約了我省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。職業(yè)技術(shù)學(xué)校在培訓(xùn)的過程中,昂貴的各種設(shè)備實(shí)驗(yàn)器材成為心頭之痛，多是欲購而不得，往往只能在課堂上講解各種技能,效果較差。仿真實(shí)驗(yàn)具有“百聞不如一見”的功效，能啟發(fā)學(xué)生觀察，分析，研究，并自己作出結(jié)論，使教學(xué)直觀化，形象化,是培養(yǎng)學(xué)生技能的一種有效方法。仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)明確，簡單可靠，經(jīng)濟(jì)安全，可創(chuàng)設(shè)學(xué)生主動(dòng)參與的教育環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生掌握和運(yùn)用知識(shí)的態(tài)度和能力，開發(fā)學(xué)生智力，加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和記憶，提高學(xué)生的技能，從而培養(yǎng)出社會(huì)所急需的各種熟練技工和高級(jí)技工等實(shí)用型人才。

關(guān)鍵詞：仿真實(shí)驗(yàn)；提高技能

一、仿真實(shí)驗(yàn)開設(shè)的意義

1、技能人才的巨大缺口

當(dāng)前，企業(yè)熟練技工和高級(jí)技工等實(shí)用型人才十分缺乏，特別是入世后，企業(yè)急需大量的具有專門職業(yè)技能的人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣東省現(xiàn)有城鎮(zhèn)從業(yè)人員1260萬人，其中從事技術(shù)工種崗位的人員應(yīng)有530萬人，但實(shí)際上全省現(xiàn)有技能人才僅218萬人，也就是說，廣東省目前技能人才缺口超過300萬。其中最缺乏的是企業(yè)熟練技工和高級(jí)技工等實(shí)用型人才，這些人才都需要通過職業(yè)技術(shù)教育來培養(yǎng)。這很大程度上要依靠各種形式的中等職業(yè)技術(shù)教育去解決。多年來，雖然職業(yè)技術(shù)教育為廣東省培養(yǎng)訓(xùn)練了大批的專業(yè)技術(shù)人才，造就了大批合格的勞動(dòng)力，為我省的科技振興和經(jīng)濟(jì)發(fā)展作了重要的貢獻(xiàn)，然而隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，二十一世紀(jì)的人類將面臨一個(gè)競爭更加激烈的時(shí)代。未來的經(jīng)濟(jì)競爭，綜合國力的增強(qiáng)，既需要高層次的創(chuàng)新人才，更需要大批有文化、有知識(shí)、能夠?qū)⑾冗M(jìn)科技轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的高素質(zhì)的普通勞動(dòng)者，因此，未來幾年我省技能人才將面臨更大的缺口。

2、職業(yè)技術(shù)學(xué)校面臨的難題

目前職業(yè)教學(xué)的辦學(xué)經(jīng)費(fèi)主要來自國家財(cái)政撥款，經(jīng)費(fèi)渠道有限，社會(huì)參與渠道不暢。教育總資源在職業(yè)教育與普通教育的分配，據(jù)統(tǒng)計(jì)六年中全國職業(yè)學(xué)校生均預(yù)算內(nèi)教育事業(yè)支出為1269.31元，職業(yè)學(xué)校比普通中學(xué)人均少支出80.08元，這對(duì)培養(yǎng)成本相對(duì)較高的職業(yè)學(xué)校來說，不能不說是一種怪現(xiàn)象。據(jù)近幾年中專、中技和職業(yè)中學(xué)評(píng)估中對(duì)學(xué)生培養(yǎng)成本使用經(jīng)費(fèi)情況測算，生均經(jīng)費(fèi)應(yīng)不低于2000元。可見現(xiàn)有職教經(jīng)費(fèi)與實(shí)踐需求有多大的差距。經(jīng)費(fèi)的緊張使得一些必備的教學(xué)設(shè)備無力購買，基地?zé)o法開發(fā)，實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。在現(xiàn)有的教學(xué)條件下，如何充分合理地利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，為社會(huì)培養(yǎng)出更多、更優(yōu)秀的技能人才，成為所有職業(yè)技術(shù)學(xué)校面臨的一大難題。

3、仿真實(shí)驗(yàn)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，己成為我們的共識(shí)。課堂教學(xué)應(yīng)實(shí)施以學(xué)生主動(dòng)參與、主動(dòng)探究、主動(dòng)合作等新型的學(xué)習(xí)方式,真正讓學(xué)生動(dòng)起來，建立學(xué)生對(duì)課堂講授內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和記憶，以提高教學(xué)效果。利用機(jī)房及仿真軟件構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)室，所使用的儀器、測量的對(duì)象以及展現(xiàn)的電子現(xiàn)象和過程都是虛擬的，是計(jì)算機(jī)在輔助教學(xué)（CAI）方面的應(yīng)用。仿真實(shí)驗(yàn)儀器并不能代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，它介于理論與真實(shí)實(shí)驗(yàn)之間。在教學(xué)過程中，通過仿真實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)學(xué)生主動(dòng)參與的教育環(huán)境是真實(shí)的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生掌握和運(yùn)用知識(shí)的態(tài)度和能力，使每個(gè)學(xué)生都得到充分的發(fā)展。通過仿真實(shí)驗(yàn)，可開發(fā)學(xué)生智力，可培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析解決問題的能力，提高學(xué)生的專業(yè)技能。更主要的是，仿真實(shí)驗(yàn)采用的是虛擬儀器，同學(xué)們可以大膽地嘗試各種操作，儀器的損壞不需要成本，但損壞的情景將深入到每個(gè)同學(xué)的腦海中。仿真實(shí)驗(yàn)的成本低，必將成為一項(xiàng)重要的教學(xué)手段，解決培訓(xùn)實(shí)習(xí)所需的場地、器材問題。

二、內(nèi)容豐富的仿真實(shí)驗(yàn)

仿真實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)過程中，能夠從多方面滿足了技能教學(xué)的要求，內(nèi)容非常豐富，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1、通過實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與討論，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析，可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論及技能知識(shí)的掌握。

2、通過儀器的使用和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，可以提高學(xué)生解決問題的能力和知識(shí)綜合運(yùn)用能力。

3、在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求，使其遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則、實(shí)事求是、認(rèn)真負(fù)責(zé)，能夠培養(yǎng)他們的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和作風(fēng)。

4、在具體的實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合實(shí)際情況提出問題、分析問題、解決問題，可以增強(qiáng)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

三、做一個(gè)成功的仿真實(shí)驗(yàn)

做一個(gè)成功電子仿真實(shí)驗(yàn)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

1、明確的目的性。一個(gè)實(shí)驗(yàn)要達(dá)到什么目的，有哪些具體要求，無論教師和學(xué)生都應(yīng)該明確。教師要明確某一實(shí)驗(yàn)是為了解決什么問題，應(yīng)該突出哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，重點(diǎn)示范哪些操作要素，如何啟發(fā)學(xué)生積極觀察、思維，得出結(jié)論。學(xué)生也應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)的目的，以激發(fā)其觀察實(shí)驗(yàn)、思考問題的積極性，抓住實(shí)驗(yàn)的主要現(xiàn)象和本質(zhì)問題。只有目的明確，才能要求具體。

2、實(shí)驗(yàn)的可靠性。仿真實(shí)驗(yàn)的成敗，直接關(guān)系到學(xué)生正確掌握知識(shí)和概念的形成。仿真實(shí)驗(yàn)失敗，將會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)效果，因此，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前精心準(zhǔn)確，反復(fù)預(yù)試，以保證在課堂上成功地仿真，即使是自己非常熟悉的或者是很簡單的實(shí)驗(yàn)，也不能掉以輕心。對(duì)較難做的實(shí)驗(yàn)，要多次重復(fù)，探索其最適宜的參數(shù)，掌握住成功的關(guān)鍵。如果預(yù)試中實(shí)驗(yàn)失敗，要認(rèn)真分析，找出失敗的原因，并設(shè)法解決。

3、仿真實(shí)驗(yàn)須簡明。仿真實(shí)驗(yàn)的裝置要簡單，操作要簡便。這樣要求是為了把學(xué)生的注意力引到實(shí)驗(yàn)裝置的主要部位上來，以減少因儀器過多、裝置復(fù)雜而分散學(xué)生的注意力，同時(shí)使仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谳^短的時(shí)間內(nèi)完成。

4、仿真實(shí)驗(yàn)必須直觀。要充分發(fā)揮仿真實(shí)驗(yàn)在自然教學(xué)中的作用，必須做到直觀。仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證讓全班學(xué)生都能看清實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)時(shí)，要處理好對(duì)象和背景的關(guān)系，使對(duì)象盡量突出。例如，在儀器的關(guān)鍵部位涂上鮮明的顏色；在實(shí)驗(yàn)裝置后面配上適當(dāng)顏色的襯板，把被觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象襯托出來；使水或其他無色液體染色，以提高其可見度。

5、仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)有啟發(fā)性，能激起學(xué)生的興趣。放手讓學(xué)生自己在仿真實(shí)驗(yàn)中去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。學(xué)生由于受應(yīng)試教育的影響，在大腦中“聽教師講、被動(dòng)學(xué)”的思維習(xí)慣還蒂固根深。以教師為中心設(shè)計(jì)問題、提出問題，學(xué)生被動(dòng)地指向性地回答問題，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得不到鍛煉，心理始終處于消極的等待中。也就是教師沒有提問時(shí)等待教師提問，回答了提問還要等待教師鑒別回答正確與否，致使學(xué)生的思維缺乏自主性和創(chuàng)造性。讓學(xué)生看書的基礎(chǔ)上，要滿足學(xué)生想提出問題、想解決問題的欲望。只有充分相信學(xué)生，把時(shí)間空間給學(xué)生，讓其有機(jī)會(huì)表現(xiàn)。這樣，知識(shí)的學(xué)習(xí)，科學(xué)探究方法的掌握，才是學(xué)生親自體驗(yàn)的，影響才是最深刻的。即便是學(xué)生在仿真過程中做錯(cuò)了或不成功，也不要大驚小怪，而應(yīng)師生共同來分析為什么錯(cuò)了，原因在哪里。教師要充分肯定學(xué)生的積極表現(xiàn)，鼓勵(lì)其繼續(xù)努力。不要小看學(xué)生，如果師生互動(dòng)的氣氛已形成，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力會(huì)令你滿意的。他們自己說出的正確答案比老師說出的答案還令他們記憶深刻，因?yàn)檫@是他們自己想出來，甚至是爭論出來的，更有意義。

四、在仿真軟件的基礎(chǔ)上，制作有特色的仿真課件

1、仿真課件應(yīng)具有明顯的立體層次性。應(yīng)以職業(yè)中學(xué)電子課程的基本理論知識(shí)為核心內(nèi)容構(gòu)成課件的主體結(jié)構(gòu)，首先將概念、規(guī)律展示給學(xué)生；在課件中根據(jù)內(nèi)容需要，又動(dòng)態(tài)地增添動(dòng)畫演示、三維圖像、音影錄象、注釋說明、相關(guān)介紹等內(nèi)容，以此作為輔助信息，這部分內(nèi)容是對(duì)課件主體知識(shí)的橫向拓展，幫助學(xué)生加深對(duì)操作技能所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象、原理及規(guī)律的理解，同時(shí)又豐富了整個(gè)課件的內(nèi)涵，增加了課件生動(dòng)性和靈活性。這樣的仿真課件，一方面體現(xiàn)了仿真教學(xué)信息量大的特點(diǎn)，一方面又不會(huì)使學(xué)生在大量的信息面前感覺茫然，而是始終保持著以基本理論知識(shí)為線索的清晰思路，通過不斷變換視角去學(xué)習(xí)更多的知識(shí)。例如：我們采用Delphi語言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)了“萬用表仿真”課件，它的基本功能：① 根據(jù)測量目的選取不同的功能及量程旋扭；②萬用表在測量前，對(duì)表針進(jìn)行機(jī)械調(diào)零；③電阻在更換檔位后必須進(jìn)行歐姆調(diào)零；④、能對(duì)錯(cuò)誤的操作示警；⑤對(duì)數(shù)據(jù)窗口中輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷正誤。⑥對(duì)測試的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分等。“萬用表仿真”課件可讓學(xué)生很快地掌握萬用表的使用方法，并學(xué)會(huì)讀數(shù)。

2、仿真課件具有很強(qiáng)的啟發(fā)性。職業(yè)中學(xué)“電子技術(shù)”課程使用了多媒體仿真教學(xué)后，在形式的靈活性、教學(xué)內(nèi)容的容量以及單位教學(xué)時(shí)間的使用效率等方面都具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)；我們有效地利用這一特點(diǎn)，在課件中引入了一些電子學(xué)史的內(nèi)容和相關(guān)的電子前沿課題，開闊學(xué)生視野，拓寬學(xué)生知識(shí)面，把電子學(xué)的新動(dòng)態(tài)和新發(fā)展介紹給學(xué)生，喚起學(xué)生對(duì)電子的愛好與向往，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電子的興趣，使教與學(xué)取得了事半功倍的效果。因此，融入了電子技術(shù)和前沿課題的仿真課件，使職業(yè)中學(xué)“電子技能”課程的魅力得到更充分的體現(xiàn)。

五、仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果顯著

仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量高、效果好，學(xué)生評(píng)教滿意。在過去的幾年中，我們一直在電子仿真實(shí)驗(yàn)中探索方法，選擇適當(dāng)?shù)恼n題，開發(fā)和改善課件，并就仿真教學(xué)在同學(xué)當(dāng)中進(jìn)行調(diào)研，得到的評(píng)價(jià)相當(dāng)高。2010年09電子班的電工基礎(chǔ)和技能課，李志強(qiáng)老師采用仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，全班45個(gè)同學(xué)參加電工考評(píng)，通過率為95.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同類型學(xué)校約70%的電工考評(píng)通過率。特別是付軍平老師在2011年在高考班對(duì)口升學(xué)考試電子理論及技能的教學(xué)，采用了仿真軟件的輔助教學(xué)，最后，17名同學(xué)參加考試，共有14名同學(xué)順利被東莞職業(yè)學(xué)院錄取。

開發(fā)的電子仿真實(shí)驗(yàn)且有高效率、低成本、趣味性強(qiáng)的特點(diǎn)。

電子仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軐?shí)現(xiàn)元件的快速存取，在短時(shí)間內(nèi)能完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率；

電子仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙普娴仫@示違反操作規(guī)定帶來的后果，如右圖為萬用表仿真實(shí)驗(yàn)過程中，違反操作規(guī)程后燒壞儀器的界面，學(xué)生在多次操作后，能有效減少失誤，嚴(yán)格按照科學(xué)的方法來做實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)技能水平得到提高，同時(shí)大大節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。

電子仿真實(shí)驗(yàn)的趣味性有時(shí)可等同于游戲，通過人機(jī)相互交流，實(shí)驗(yàn)儀器的快速存取、組合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的及時(shí)反饋等，學(xué)生在操作中能產(chǎn)生對(duì)困難征服的快感，讓學(xué)生在不知不覺中提高自己的技能水平。

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（作者單位：廣東省東莞市東莞厚街專業(yè)技術(shù)學(xué)校）