芻議虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的地位

姜珊

摘 要：該文在分析虛擬技術(shù)的內(nèi)涵與特點的基礎(chǔ)上，對虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的作用、局限性和應(yīng)用原則進(jìn)行了詳盡分析。虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)遵循一定的原則，并應(yīng)認(rèn)清地位，合理分配虛擬技術(shù)應(yīng)用在實踐教學(xué)中的比例。只有合理運(yùn)用虛擬技術(shù)，才能彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，優(yōu)化學(xué)生的實訓(xùn)環(huán)境，高效開展實踐教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生能力的全方位發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù) 應(yīng)用原則 實踐教學(xué)

中圖分類號：G421 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（a）-0156-02

虛擬技術(shù)是一種常用的計算機(jī)軟件模擬技術(shù)，是建立在EWB基礎(chǔ)上的電子實驗技術(shù)，主要通過設(shè)計原理電路和功能測試的途徑，充分發(fā)揮并利用計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與處理。虛擬技術(shù)需要經(jīng)過VI程序處理數(shù)據(jù)信息，并將輸入信息通過微處理器加以處理，憑借強(qiáng)大的智能儀器裝置，實現(xiàn)工程設(shè)計和教育教學(xué)研究的功能。另外，虛擬技術(shù)還可以應(yīng)用到自動化檢測系統(tǒng)之中，應(yīng)用范圍日漸廣泛，成為計算機(jī)實踐教學(xué)的重要內(nèi)容之一。但是，虛擬技術(shù)也存在一些局限性，在教學(xué)與實踐中應(yīng)當(dāng)認(rèn)清其優(yōu)點與局限，更好地把握實踐教學(xué)中的應(yīng)用，把握好虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的地位，這樣才能取得良好的實踐教學(xué)效果。

1 虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的必要性

EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，這種技術(shù)是基于分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之中，并通過EDA設(shè)計平臺進(jìn)行設(shè)計、分析與應(yīng)用，在這一平臺實現(xiàn)設(shè)計之后，再通過實際應(yīng)用進(jìn)行檢驗。基本測量技術(shù)中重要的技術(shù)種類就是電測技術(shù)，這種電測技術(shù)具有很強(qiáng)的實時性和自動性，屬于現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的重要種類，在功能和應(yīng)用技術(shù)層面都具有很強(qiáng)的使用價值。具體而言，這種檢測技術(shù)主要是應(yīng)用頻譜分析儀，之后再應(yīng)用數(shù)字濾波器、相關(guān)儀和函數(shù)測試儀等。但是，這些設(shè)備的應(yīng)用成本較高，通常被稱為“貴族儀器”。因此，如果高校要用現(xiàn)代電子分析與檢測技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，那將承受較為昂貴的硬件設(shè)施費(fèi)用。那么，應(yīng)用虛擬技術(shù)就可以較好地解決這一問題，更加經(jīng)濟(jì)性地進(jìn)行實踐教學(xué)。

與傳統(tǒng)硬件技術(shù)相比，虛擬技術(shù)具有很大優(yōu)勢：第一，虛擬技術(shù)的功能全面。虛擬技術(shù)的儀器和功能都較為全面，相關(guān)元器件也更為全面，與傳統(tǒng)硬件技術(shù)相比功能更加豐富；第二，虛擬技術(shù)能夠充分運(yùn)用計算機(jī)資源；第三，虛擬技術(shù)更新快，時效性強(qiáng)；第四，虛擬技術(shù)具有開放性和靈活性的特點，能夠與計算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展；最后，虛擬技術(shù)的智能化、自動化水平更高。

2 虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的局限性

虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)功能是通過軟件模擬技術(shù)完成的，所有的元器件和儀表儀器設(shè)備都是對現(xiàn)實的虛擬，這些都與現(xiàn)實存在一定差異，因此，必然有很多方面的局限性。

第一，虛擬技術(shù)缺乏“實物感”。虛擬技術(shù)中的電子實驗主要是應(yīng)用EWB技術(shù)和VI檢測技術(shù)，應(yīng)用這些技術(shù)都非常缺乏“實物感”。比如：在實踐教學(xué)中學(xué)生無法看到相關(guān)的元器件和儀器設(shè)備，如集成芯片、傳感器和電子測量設(shè)備等，這些都是虛擬技術(shù)應(yīng)用的弊端。

第二，虛擬技術(shù)難以如實反映元器件的離散性。在實際的實踐教學(xué)中普遍存在較大誤差，標(biāo)稱值與實際值存在差異，另外還存在元器件類型參數(shù)不一致等。系統(tǒng)工作條件也會對元器件參數(shù)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致不同工作條件下出現(xiàn)的不同參數(shù)，元器件老化后參數(shù)的差異性也比較大。以上差異都無法通過虛擬技術(shù)完全體現(xiàn)出來，學(xué)生必須積累豐富的知識和經(jīng)驗才能準(zhǔn)確把握。

第三，虛擬技術(shù)難以體現(xiàn)系統(tǒng)中實際干擾信號的影響。雖然虛擬技術(shù)可以系統(tǒng)模擬干擾信號的影響，對相關(guān)參數(shù)的反映也越來越準(zhǔn)確，但仍然與實際狀況存在較大差異。另外，很多干擾信號仍然無法通過系統(tǒng)模擬的方式體現(xiàn)，虛擬技術(shù)也無法對不同的干擾信號采取不同的干擾排除方法。由此一來，學(xué)生就無法在虛擬技術(shù)中充分學(xué)習(xí)相關(guān)工程知識，也無法體會實際的應(yīng)用過程。

第四，虛擬技術(shù)難以準(zhǔn)確控制系統(tǒng)性能指標(biāo)。在實際系統(tǒng)應(yīng)用中，很多參數(shù)對精準(zhǔn)度的要求較高，虛擬技術(shù)無法適應(yīng)要求。另外，在工程測量中，測量誤差及其因數(shù)差異也無法通過虛擬技術(shù)體現(xiàn)出來，相關(guān)元器件故障信息也無法體現(xiàn)。

第五，虛擬技術(shù)在控制方面的局限性。在線控制和實時控制在實踐教學(xué)中都極為重要，但虛擬技術(shù)在這些方面還存在一些局限性。例如：虛擬技術(shù)中的應(yīng)用EWB無法對虛擬電子設(shè)計和分析過程進(jìn)行實時控制，也不具備在線控制的功能。如果運(yùn)用VI技術(shù)的話，在通過數(shù)據(jù)采集和信號處理等過程后，再通過I/O接口進(jìn)行參數(shù)信息分析與控制，這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)在線控制。但如果系統(tǒng)的控制系統(tǒng)復(fù)雜，或者對精準(zhǔn)度要求較高，由于自身存在技術(shù)缺陷，虛擬技術(shù)的局限就會充分體現(xiàn)出來。

3 準(zhǔn)確把握虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的地位

盡管虛擬技術(shù)存在這樣那樣的局限性，但這些局限性正體現(xiàn)著硬件技術(shù)的優(yōu)勢，在實踐教學(xué)中應(yīng)當(dāng)充分利用虛擬技術(shù)的優(yōu)勢，取得更佳的教學(xué)效果。根據(jù)筆者的實踐教學(xué)經(jīng)驗，把握虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的地位需要把握如下原則。

首先，硬件技術(shù)教學(xué)具有獨(dú)特優(yōu)勢，在實踐教學(xué)中不可缺少，應(yīng)準(zhǔn)確地把握實踐教學(xué)和虛擬教學(xué)的關(guān)系。例如：對于常見元器件的使用和測量技術(shù)工藝都需要通過實踐教學(xué)完成，這樣才能提高教學(xué)效率，學(xué)生才能切切實實地掌握元器件的使用方法與工程設(shè)計方法，掌握儀表儀器的調(diào)試和使用方法，提高學(xué)生的實踐水平。

其次，虛擬教學(xué)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)充分地結(jié)合課程特點，根據(jù)專業(yè)性質(zhì)恰當(dāng)運(yùn)用。要合理劃分實踐教學(xué)與虛擬技術(shù)應(yīng)用的比例。

再次，由于實踐教學(xué)中需要運(yùn)用到很多價格昂貴的儀器設(shè)備，或者應(yīng)用到一些先進(jìn)技術(shù)，運(yùn)用虛擬技術(shù)教學(xué)可以降低成本，更加經(jīng)濟(jì)地開展相關(guān)實踐教學(xué)，能夠彌補(bǔ)實踐教學(xué)的不足之處。

經(jīng)過筆者對虛擬技術(shù)的實驗，虛擬技術(shù)應(yīng)當(dāng)在實踐教學(xué)中占據(jù)合理的比例，擺正自己的位置，根據(jù)專業(yè)需要和課程性質(zhì)決定是否運(yùn)用虛擬技術(shù)教學(xué)，并確定虛擬技術(shù)的實驗項目個數(shù)與實習(xí)時間分配比例，使虛擬技術(shù)的應(yīng)用符合教學(xué)大綱的要求，從而提高教學(xué)效果和現(xiàn)實可行性。另外，學(xué)生在應(yīng)用虛擬技術(shù)的過程中，一些基本的元器件操作要領(lǐng)和儀器操作方法仍需掌握，并且還要掌握當(dāng)前先進(jìn)的電子技術(shù)。只有合理確定虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的分配比例，才能擺正虛擬技術(shù)的位置，更好地開展電子設(shè)計教學(xué)，取得優(yōu)異的教學(xué)效果。

4 結(jié)語

在實踐教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)正發(fā)揮著舉足輕重的作用，其應(yīng)用范圍將更為廣泛。虛擬技術(shù)的應(yīng)用有利于促進(jìn)高校實踐教學(xué)的改革進(jìn)程，加快研究成果的轉(zhuǎn)化進(jìn)程，并且能夠節(jié)省實踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)，在很多高校教學(xué)設(shè)備與經(jīng)費(fèi)短缺的背景下這一點尤為重要。但虛擬技術(shù)應(yīng)用的前提是應(yīng)準(zhǔn)確把握虛擬技術(shù)與硬件技術(shù)的關(guān)系，充分利用兩者的優(yōu)勢，正確認(rèn)識虛擬技術(shù)在實踐教學(xué)中的地位。如此一來，既可以訓(xùn)練學(xué)生的動手能力，使學(xué)生形成扎實的基本功，也能夠讓學(xué)生掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識，提高實踐能力與應(yīng)用水平，這樣才能取得良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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