電氣類專業課程教學中仿真技術的應用

廣東理工學院 陳新欣

電氣類專業課程教學中仿真技術的應用

廣東理工學院 陳新欣

作為一種理想的教學和實驗手段，仿真技術的應用正逐步出現在醫學研究、課程教學、軍事訓練等領域。將仿真技術應用于高校電氣類專業課程的教學中，有助于提高學生的學習興趣，使學生更快掌握相關技能，實現高效率、低成本、內容豐富、性能有效安全的教學效果。

仿真技術；電氣類；課程教學

1.引言

仿真，是指應用相關計算機軟件，模擬真實的場景。將仿真技術應用于日常教學中，為學生提供模擬的場景進行學習和研究，將會增強教學方法的形象性，對提高學生的學習興趣，短時間的促進學生對相應場景的熟悉，真實的體驗現實中操作的過程，從而更快的掌握相關技能將會有很大的幫助。這種教學方法還可以借計算機軟件日新月異、成本低的優勢模仿出更多樣的學習、工作場景，為學生掌握更多技能提供可能。作為高校的電氣類專業，我們培育人才的目標是面向研發、生產、服務、管理等崗位培養技能型人才，其工作崗位主要有電氣產品和裝備的設計、制造、操作、調試、維修和售后服務等，電氣行業范圍大，工種多，由此教學過程中就需要學生掌握更多的技能，但有限的實驗實訓設備，使得我們必須探索新的教學手段和方法。

傳統模式的電氣類專業課程的教學，是先理論課，再實驗課，兩種課程的進行是分開的，這就使得實驗實訓不能得到及時的理論指導，而理論教學也無法和生產實際相結合，導致學生對理論和相關技能的掌握都不夠理想。隨著時代的發展，現在出現了項目教學，教、學、做一體化等新興的教學模式，這些新興的教學模式通常選用的實驗實訓方式有兩種，第一種是借助于實驗箱，學生通過幾個固定的實驗對相關理論課的內容加深理解和消化，在此過程中學生只要按要求連好線，按實驗指導書對的步驟依次完成即可，這種過程學生的自主思考較少，學習效果有限；第二種是從最根本的步驟開始，通過制作一些實驗板或小制作，在此基礎上進行安裝、調試，最終試驗出結果，這種過程給學生提供了更多的動手的機會，但相應的，完成每個實驗實訓過程的時間成本和經濟成本也將高很多。由此看來，將仿真技術引入到日常教學中，充分發揮其高效、低成本、優性能等優勢，將其與現今流行的項目教學和教、學、做一體化教學模式相結合，充分發揮各自的優點，使得學生的學習過程不再過多的受設備和場地的限制，必將得到更好的教學效果。

2.電氣類專業課程教學中仿真技術的應用

在專業課程教學過程中，為提高課堂的教學效果，我們將有機的融合各種先進的教學方法，通過理論論證和實際的教學過程，摸索出仿真技術在課程教學中的最佳應用方案。并選取幾門重要的專業課，比如模擬電子技術、數字電子技術、單片機應用技術等專業課程，采用合適的仿真工具軟件，制定出具體的教學方案，并且應用在新學期的教學過程中。本文在深度分析社會、企業人才需求和本校學生學習特點的基礎上，按照工學結合的課改基本要求，結合仿真技術的自身特點，采用項目教學方法，以工作任務為驅動，實現教、學、做一體化教學模式。該模式由項目課題提出、制定項目計劃、實施項目計劃和項目成果展示與評價四個模塊組成，其中仿真技術應用于該模式的所有模塊中。下面我們就簡單的介紹一下這種模式的實施方案。

在項目課題提出模塊，授課教師借助虛擬學習環境，提出項目課題的任務和目標，展示項目課題的結果，使得學生對整體項目有一個最初的整體性的認識，然后安排具體的工作步驟和學習任務。應用仿真技術，通過虛擬的實驗場景和環境，使學生了解當前的具體任務和任務中將涉及到的理論知識，以及對相關知識點的應用應該達到的水平。在學生現有知識能力水平的基礎之上，將學生分組，充分發揮成員間協同合作的能力，并規定明確的項目課題的完成時間和評價方案等內容，讓學生有的放矢，有序的完成整個項目課題要求。

在制定項目計劃模塊，學生通過預習、學習、查閱資料的過程，小組成員間協同合作等方式，對整個項目的任務目標進行分析，弄清楚項目所涉及的各個方面的要素和要求，確定解決問題的手段和方案，充分應用已掌握的前序知識，基于仿真工作環境為任務的實施做好充分的準備。

在實施項目計劃模塊，學生應用仿真技術，在仿真工作環境中按照已制定好的計劃逐步完成項目任務。授課教師借助仿真工作環境對學生進行指導，實現教師和學生以及學生和學生之間的交流。學生采用理論課的知識完成項目任務，從而對理論內容的掌握有更進一步的理解和消化，并由此具備基本的崗位能力。

在項目成果展示與評價模塊，學生在仿真工作環境中展示自己的項目成果，然后接受其他學生的評價和授課教師的反饋。在成果展示和匯報的過程中，學生通過比較和總結本組和其他組的成果，取各家之長，補己之短，從而進一步完善整個項目的設計內容。

3.結語

將仿真技術應用到高校教學中，是實驗教學示范中心建設和高等教育信息化建設的重要內容，是信息技術和學科專業深度融合的產物。目前有很多軟件，比如Multisim,、Keil 、Proteus等都為電氣類專業課的教學提供了仿真的條件，這為將仿真技術應用到電氣類專業課程的教學中提供了可能。本文將項目教學和仿真技術緊密的結合起來，更好的實現教、學、做一體化的效果，同時減少了設備消耗，節省了實驗經費，而且克服了時間與空間上的限制，使學生的操作技能和實驗實踐課的開課率得到明顯提高。不同專業的課程教學，可以根據各自教學的實際需要，靈活添加教學軟件、實驗實踐器材和典型教學情境，教學計劃的設定緊跟社會發展步伐，教學效果的實現靈活有效。

2015年廣東省教育廳重大科研項目（編號2015GXJK170）。