理虛實一體化仿真教學模式在中等職業技術學校電子專業中的應用研究

林來金

摘? ?要：本文在分析我國中等職業技術學校理實一體化教學模式存在的問題的基礎上，對近年來理虛實一體化仿真教學進行了相關的調研，提出了確保中等職業技術學校理虛實一體化仿真教學模式在中等職業技術學校電子專業中能有效實施的應用策略。

關鍵詞：中等職業技術學校;理虛實一體化;仿真教學模式;電子專業;應用策略

理虛實一體化仿真教學模式是一種在理論教學和實訓教學之間插入計算機仿真模擬訓練的新型教學模式，可以把學生在課堂上學習理論知識、在計算機仿真模擬訓練設備上開展仿真實驗、在實訓車間進行技能培訓的學習過程整合為一體，實現“三位一體”的教學系統。中等職業技術學校的電子專業知識具有理論性突出、抽象性明顯的特點，對于中等職業技術學校學生的能力來說學習困難較大，因此電子專業教學效率提升不是十分明顯，而采用更加有效的教學模式開展教學、提升效率，成為廣大教師一致探索的重要方向。在中等職業技術學校的教育教學中，教師必須在重視理論知識教學的同時更加重視專業素養和實操能力的培養，應用理實一體化教學模式，把理論學習與實訓學習有機結合到一起，實現學生知識素養與能力素養的同步發展。但是在實際的中等職業技術學校電子專業教學中，一方面因為電子專業知識具有極強的理論性、抽象性，不容易被學生以感官進行直接感受，另一方面因為中等職業技術學校的學生普遍存在學習基礎薄弱、學習能力不強、學習動力不足、學習習慣不科學、對人生發展規劃不明確的現象，直接導致中等職業技術學校電子專業的理實一體化教學面臨一系列的挑戰，嚴重影響了教育教學的開展。介于傳統的理實一體化教學模式存在弊端，從而提出理虛實一體化仿真教學模式的必要性。

1? 當前我國理實一體化教學模式存在的問題探究

1.1? 理實一體化教學名不符實

當前的中等職業技術學校電子專業教學中，很多教師的教學理念仍然存在于傳統模式之中，即便能夠開展理實一體化教學，基本上也只是教學形式上的變化而已，不過是把授課的地點從教室當中轉移到了實訓車間里邊。教師還是首先要對學生進行大量理論知識的講解，然后使用多媒體為學生進行實驗的演示，給學生做出一個示范，之后就會指導學生進行模仿性的實訓操作了。這樣的理實一體化教學過程當中，學生還是在教師的引領下開展學習活動，學生只是被動接受知識，簡單模仿實訓過程，毫無創新性和開放性可言。因為教師的講解和示范約束了學生的個性思維的發展，沒有給學生提供一個自我發揮、實踐創新的機會，因此這種教學模式培養出來的學生盡管做到了一定程度的“做中學”和“學中做”，但是卻沒有真正把理論與實踐結合起來的意識和能力，直接影響到了理實一體化教學的扎實開展，因此這樣的理實一體化教學就不是名符其實的一體化教學了。

1.2? 知識與技能的銜接出現斷層

在前期的理論教學中，教師需要對學生進行電子專業知識的講解，這是理實一體化教學開展的基礎和前提。中等職業技術學校的學生一般都屬于學習成績落后的學生，從初中階段甚至小學階段開始這部分學生的學習成績就始終較差，根本沒有形成足夠的知識支撐，也沒有對學習的知識產生足夠的興趣，更不要說以更加積極的姿態參與到學習活動中來了。另外中等職業技術學校電子專業的教學內容抽象性更強，直觀性更差，邏輯性更強，形象性更差，因此具有較大的學習難度。這些因素都導致學生在中職電子專業學習中的學習自信、學習效果提升受到嚴重的制約，學生對于在實訓教學中需要應用的知識、對電路設計的方法、有可能遇到的問題、解決問題可以采取的策略等都沒有一個明確的計劃。這樣的情況下貿然便組織學生進行實訓教學，學生不能把所學習的知識同技能的應用進行充分結合，導致了知識與技能之間發生斷層，直接影響了中職電子專業教學的有效開展。割裂了理論教學和實訓的銜接，以及信息獲取與輸出的聯動、時間和空間的統一。

1.3? 學生的學習主體地位不能有效轉變和提高

在以往的電子專業理實一體化教學中，教師的教學內容都是預先設計好的，所有的理論知識、所有的實驗步驟、所有可能出現的問題及相關的解決策略教師都已經進行了合理的預設，在此過程中學生完全沒有真正參與到學習活動中，教師沒有給學生創造發揮個性、展現自我的機會，學生也沒有形成主動參與、自主提升的意識，甚至還有可能因為教師的活動太過于深入、所有的問題都由教師進行講解、所有問題都由教師進行解決而形成等、靠的心理，形成懶惰、依賴思維，進而影響學生的實訓活動開展，更不要說學生的創新意識、創新能力的不斷發展了。

2? 理虛實一體化仿真教學模式應用初探

理虛實一體化仿真教學模式，是理論教學、虛擬仿真實訓教學、真實實訓教學一體化教學模式的簡稱。

和傳統的理實一體化教學相比，其中增加了一個虛擬仿真實訓教學的環節。虛擬仿真實訓教學是采用仿真軟件進行虛擬實訓的教學模式，Multisim就是在中等職業技術學校的電子專業教學中常用的一種電路仿真模擬實訓軟件。在虛擬實訓環節過程中，學生可以使用Multisim軟件通過交互式學習活動設計并搭建出電路圖，并對電路的實際工作情況進行仿真測試，這樣就可以讓學生從中獲得把理論知識加以實際應用，并進行實際檢驗的機會。Multisim中設計已經把大量的電子元器件和儀表、儀器以數字的方式存儲到系統當中，不僅是不同的器材，甚至把這些器材的實際功用也進行了完全的模擬，學生在虛擬仿真實訓教學中可以使用鼠標單擊不同的元器件進行選取，然后使用鼠標把選中的元器件托置到不同的位置，可以很輕松構建成一個電子電路。如果想要查看并設置電子元器件的功能及屬性，可以對元器件進行雙擊即可。同時還可以把元器件進行翻轉、旋轉，方便電路的連接。當使用線路把各種元器件連接完畢形成電路之后，可以對電路進行仿真模擬啟動，觀察結果、發現問題，并及時采取應對策略。

3? 理虛實一體化仿真教學模式的開展策略

3.1? 理虛實一體化教學模式的實踐效果

在傳統的理實一體化教學中，理論知識教學的課堂就是實訓教學的實驗室，實驗室又同時是課堂，理論教學和實訓教學融于一體、交錯進行。而以Multisim仿真模擬為代表的虛擬仿真實訓教學則充分打破了時間和空間的束縛，把課堂、實驗室都整合到計算機當中，整合到虛擬仿真實訓軟件當中，保證了學生知識、技能、創新意識等綜合素養的全面提升。理虛實一體化仿真教學模式的開展步驟有以下幾方面。

3.1.1? 應用理虛實一體化教學模式有助于學生對于教學知識的深度理解

在中等職業技術學校電子專業的理論教學中，教學內容一般都是以實訓任務書的形式進行呈現的，主要內容包括實訓目標、工作原理、實施步驟、評價標準、分值分配等。因為中等職業技術學校學生的實際學習能力較低、學習效果提升較為困難，同時教學內容的難度較大，所以學生對于知識的理解情況不是十分樂觀，因此教師需要采用有效的策略和手段來降低教學難度，提升教學的直觀性。在教學中教師可以采用多媒體技術開展教學，促進學生學習效率的不斷提高。例如電子專業教學中包含有大量的波形圖內容、電路圖內容、邏輯真值表內容，如果教師采用傳統的口頭講解的形式開展教學，配以黑板上的板書進行闡述和介紹，教師的口語表達能力存在較大的差異，必然會對教學效果造成極大的制約。同時這樣的口頭講解必然會造成課堂教學的枯燥無趣，會嚴重影響學生的學習興趣，影響學生的學習高效開展。采用多媒體進行教學，可以把抽象的內容形象化，復雜的知識直觀化，用動畫、圖片、視頻的形式激發學生的學習動機，改善學生的學習體驗，實現教學效率的切實提高[ 1 ]。

通過實踐對比如表1所示，與傳統理實一體化教學模式做對比，理虛實一體化教學模式提高了學習效果。例如在多人表決器的設計與制作教學中，教師使用多媒體設備對學生進行了深入的理論教學。首先一段里約奧運會中國選手舉重比賽現場的視頻導入，調動學生的學習積極性。然后進行任務的明確：“現在我們設計一個舉重裁判表決器，設舉重比賽有三個裁判，一個主裁判和兩個副裁判。杠鈴完全舉上的裁決由每一個裁判按一下自己面前的按鈕來確定。只有當兩個或兩個以上裁判（其中必須有主裁判）判明成功時，表示‘成功的燈才亮[ 1 ]。”? 之后教師為學生明確學習的目標，組織學生進行學習，設計出組合邏輯電路，完成符合多人表決器工作原理的電路;根據電路的工作原理選擇需要使用的電子元器件，進行簡單的檢測;應用Multisim繪制出電路圖和仿真驗證;根據原理圖進行相應的安裝;對安裝出的電路進行簡單的調試等，實現了學習效率的不斷提高。

3.1.2? 應用理虛實一體化教學模式有助于強化學生的實踐技能

學生學習了理論知識之后，還沒有對理論知識有一個全面的理解和深化，還沒有真正內化成自己的技能，對于電路的設計還沒有形成一個明確的印象和計劃，此時如果馬上進行真實實訓教學，學生必然會在面對眾多電器元件的時候出現頭腦一片空白的現象，造成實驗器材的損壞與實訓活動的失敗結果出現。這樣一來，學生在日后的實訓過程中也將會形成心理陰影而導致對實訓教學產生抵觸情緒，影響日后教學活動的開展。

例如在舉重裁決器的設計與制作教學中，教師就組織學生開展了虛擬仿真實訓活動，學生在MUltisim仿真軟件中把設計出的組合邏輯電路進行電路圖的繪制，之后從元器件庫中選取相應的元器件，對元器件進行相應的檢測，之后進行連接，并在電路連接成功之后使用仿真系統進行仿真檢測，對相關數據進行記錄，如果發現問題及時進行思路的糾正和電路的改正，真正提高了學生的實踐水平。

3.1.3? 應用理虛實一體化教學模式提高學生的實訓能力

畢竟中等職業技術學校電子專業的學生未來都將走上實際的工作崗位，從事專業性、實踐性更強的工作，所以必須通過系統的實訓活動保證學生實踐能力的有效發展，才能確保學生真正適應未來工作及崗位的需求，保證學生在未來的工作中創出一片自己的天空。學生在之前的虛擬仿真實訓教學中已經進行了電路圖的模擬連接演練，已經積累了一定的經驗，對于真實實訓教學已經樹立了高度的自信心，因此在真實實訓教學過程中學生按照自己預先設計好的電路圖進行實際的電子元器件的焊接與安裝即可。

例如在舉重裁決器的設計與制作教學中，教師組織學生根據在虛擬仿真實訓教學中設定的電路圖和使用的相關元器件，選擇相應的器材，使用焊接的方法進行連接，形成一個完整的電路。在電路連接完畢后，需要組織學生對電路進行通電前的最后檢測，避免因為電路連接存在問題導致通電后器材損壞的情況出現。檢查完畢后便可以進行通電測試了。最后教師需要對學生設計并制作的電路進行評價，對個性的創意進行肯定，對需要改進的方面進行明確，促進理虛實一體化仿真教學效果的更大提高。

3.2? 如何有效開展理虛實一體化的教學模式

根據《中等職業學校電子技術基礎與技能教學大綱》的課程教學目標，除了讓學生具備制作和調試常用電子電路及排除簡單故障的能力，還得結合生產生活實際，了解電子技術的認知方法，培養學習興趣，形成正確的學習方法，有一定的自主學習能力，養成良好的職業意識和職業道德[ 2 ]。

通過課題研究實踐，提以下建議僅供參考。

3.2.1? 師資力量

作為中職學校電子專業教師，除了要有過硬的理論知識和專業技能，還必須具有良好的職業素養。教學中體現現代職業教育思想，與時俱進，掌握仿真教學軟件并應用自如。

3.2.2? 課程銜接

中職學校電子專業課程改革，一年級打基礎，專業基礎課程滲透仿真軟件課程，虛擬仿真主要是應用multisim和proteus這兩個軟件，兩個軟件主要是擅長電子類課程的仿真。multisim軟件還可以設置故障讓學生進行排故訓練。

二年級推薦幾款寓教于樂的仿真軟件，edison三維立體電子仿真的，CADeSIM電氣仿真。

3.2.3? 學生準備

學習Multisim等仿真實訓軟件，學生可以把自己設計出的電路圖直接利用仿真實訓系統進行連接，連接完成后還可以使用軟件進行測試，以此來驗證自己的電路圖設計是否存在瑕疵，是否出現錯誤，并依據存在的問題進行進一步的探究與改進。有了虛擬仿真實訓教學這個過渡環節，學生對于理論知識的應用能力有了進一步的提升，同時也具備了電路圖的設計與連接經驗，同時具備了一定的解決實際問題的能力，為真實實訓教學活動的開展做好了充分的準備[ 3 ]。

3.2.4? 實訓室建設

建設理虛實一體化實訓室，及時更新仿真軟件。有了虛擬仿真實訓教學，學生可以把之前學習到的理論知識進行實際的應用，以此實現理論向真實實訓的良好過渡，而不必擔心學生的錯誤操作對電子元器件造成不可逆轉的損傷或損壞[ 4 ]。學生在虛擬仿真實訓過程中一旦出現了錯誤，學生就會根據系統提示及時對產生問題的原因進行探究，并進行改正，這樣有效避免了學生在真實實訓過程中再發生類似的錯誤，對實訓教學效果的提升起到了重要的促進作用。

4? 結束語

總而言之，有了仿真模擬實訓活動在理論學習和實訓活動之間作為橋梁，學生可以在理論學習與技能培訓之間實現平穩的過渡，大大降低學生在實訓活動中因為知識掌握不扎實、方法設計不科學而導致實訓活動效果不明顯的問題出現幾率，提升學生實訓活動的有效性，讓學生充分感受到學習帶來的足夠樂趣，增強學生的學習動力，把學生從“要我學”的被動狀態推向“我要學”的積極主動態勢，強化學生的實際分析能力，提升學生的設計能力，培養學生良好的職業素養，為學生、教學、學校的發展提供更大的動力，保證我國人才培養戰略的有效實施。

參考文獻：

[1]司淑梅.數字電路設計與制作[M]北京：北京師范大學出版社，2011.

[2]朱亞麗. 模擬電路及其產品安裝調試[M]北京：中國電力出版社，2015.

[3]繆江珍.基于Multisim的中職“電子線路”課程教學模式探究[J].職教通訊 ，2017（18）：48-50.

[4]張敏.中等職業學校電子專業“理虛實”一體化教學模式研究與實踐[J].科學咨詢，2017（44）：121-122.