虛擬仿真技術在中職電工電子學科中的應用

趙理英

（日照市農業學校 山東省日照市 276511）

基于虛擬仿真技術的實際應用，其側重點是利用科學技術創建虛擬系統，并對真實情境進行模擬分析，從而實現中職電工電子學科教學水平的綜合提升。在中職電工電子學科教學的實踐活動中，則需要創建虛擬的教學系統，其中包含教學環境、實訓基地、教學場地等內容，在模仿真實環境的基礎上，針對相關技能操作進行綜合控制，從而實現中職電工電子學科的綜合教學水平提升。在還原將教學場景、工作場景、教學工具等為基礎，并在現代化模擬的前提下，解決教學資源、實訓基地不足等問題，在拓展實踐訓練的基礎上，達到提高自身專業技能水平的目的。

1 虛擬仿真技術的基本概述

1.1 概念

虛擬仿真技術的在實際應用中，其是通過虛擬系統模仿真實系統的技術，在實際應用中，其可以通過虛擬仿真、場景模擬、實操訓練等方式，實現場景裝換以及技術控制。從廣義的角度進行分析，仿真技術可以在信息推理與場景模擬分析的基礎上，實現虛擬與現實的轉換。在虛擬現實技術中，其側重點是通過計算機圖形、人機交互、傳感技術、人工智能等方式，實現是三維信息的環境以及信息處理效果提升。在實現虛擬環境交互以及信息處理的過程中，可以通過數學模型的搭建，針對虛擬仿真的集成化、虛擬化、網絡等方面進行控制，從而實現虛擬仿真技術的實際應用效果提升。

1.2 價值

在對虛擬仿真技術的實際應用進行研究中，其可以減輕中職電工電子學科的教學負擔，在模擬真實操作情境的前提下，可以通過動態模擬分析，從而實現理論與實踐教學的創新發展。此外，利用虛擬仿真技術，可實現中職電工電子學科的教學手段創新，在凸顯學生主體地位的前提下，學生的學習積極性可相對提升。虛擬仿真技術在實際應用中，則是將晦澀難懂的理論知識轉化為實踐操作過程，并營造適合學生學習的氛圍，從而實現學生的電子技能水平提升。隨著虛擬仿真技術的推廣與創新發展，在應用于實驗實訓教學中，其是以學生的實踐操作訓練為中心，在模擬訓練的前提下，逐步提高學生在電工電子方面的操作能力。依賴虛擬仿真技術，其可以通過模擬操作提高課堂教學水平，在相互討論的前提下，可以對實際操作方式、訓練方式等方面進行優化，從而實現學生的電工電子技術應用水平提升。在實際應用中，需要考慮學生的實際情況，從思考能力的角度進行分析，其知識結構與邏輯關系如圖1。

圖1：邏輯關系

圖2：虛擬現實VR 的應用

圖3：仿真軟件界面

虛擬仿真技術在實際應用中，可以通過模擬訓練、軟件分析等方式，實現對電工電子相關技能訓練進行模擬，從而幫助學生理解以及解決不同的電工電子操作問題。

2 虛擬仿真技術在中職電工電子學科教學中的應用實踐

2.1 虛擬現實VR的教學應用實踐

圖4：單管放大電路實驗程序圖

虛擬現實VR 在電工電子學科教學中的實際應用，則需要從個性化教學資源整合的前提下，通過對電工電子相關知識結構、個性特征等方面進行綜合分析，在優化教學模式的基礎上，實現電工電子學科的綜合教學水平提貨所能。虛擬現實VR 本身具有現實感、親臨感、多維感等特點，在進行實踐模擬與分析中，可以通過思維引導，提高中職教學的綜合水平。例如，在對《三相異步電動機的旋轉磁場》進行模擬教學的過程中，可以通過模擬的方式，針對電機的轉動原理進行分析，從而調動學生的學習興趣，展示圖如圖2。

在此基礎上，可以通過電生磁、磁生電、通電導體在磁場中的運動變化，提高學生的知識理解能力。通過虛擬現實VR技術的應用，可以通過計算機的交互模式，幫助學生了解以及分析知識原理，在優化電工電子教學過程的前提下，實現虛擬現實VR 技術在電工電子中的教學應用效果提升。在明確虛擬現實VR 應用過程的前提下，則需要針對三相異步電動機的拆卸、裝配、結構、運行原理等方面進行綜合分析，在鍛煉中職生拆卸、裝配三相異步電動機能力的基礎上，落實拆裝訓練，提高虛擬現實VR 在電工電子學科教學中的實際應用效果提升。在對實操訓練進行探索與分析的過程中，則需要明確知識點、技能點，并通過小組分享訓練，解決電工電子學科中的知識問題，提高虛擬現實VR 技術的綜合操作水平。在明確電工電子學科教學任務的過程中，則需要通過虛擬現實系統進行實操訓練，教師通過每組的任務實施情況進行檢查與記錄，可以針對學生的電工電子學習情況進行監督與督導，在實踐操作與教學分析的基礎上，實現電工電子教學知識與技能訓練效果提升。

2.2 虛擬仿真軟件的教學應用實踐

2.2.1 GUI 技術的應用

結合中職電工電子學科教學的實踐探究，在對虛擬仿真軟件的實際應用進行分析中，則需要以GUI 技術為前提，在利用Multisim仿真軟件的基礎上，可以實現用戶交互以及實操模擬訓練。電工電子在實驗操作與控制的過程中，其實際錄入的數據相對比較多，例如，其中包含電壓、電流值等，在人機交互與控制的基礎上，則可以通過GUI 來維持與實現。在建立圖形用戶界面的基礎上，可以建立人與PC之間的信息溝通橋梁，而且，在建立數據界面的前提下，可以實現電工電子實驗的有效操作。在建立數據界面的過程中，可以簡化電工的實驗步驟，而且，可以實現人機交互練習。GUI 技術在實際應用中，可以通過輸入設備操縱記錄，通過命令，調用文件并啟動程序。建立的仿真軟件界面如圖3。

在利用GUI 技術對Multisim 仿真軟件進行操作與控制的過程中，其可以實現快速的虛擬交換。在電工電子實驗的過程中，可以針對元器件、開關、電路圖制作等方面進行仿真模擬，在對虛擬儀器進行選取的基礎上，可以實現虛擬化電子實驗的落實。通過圖形用戶界面的設計，在實現圖形用戶界面操作與控制的過程中，其可以通過對話框、下拉菜單、操作欄等方面進行綜合控制，并利用GUI 技術可以實現電工電子虛擬實驗操作與分析。在這一基礎上，以電路模擬分析為例，在進行焦旭而設計中，其實際操作如圖4。

GUI 在實際應用中，可以通過虛擬界面，解決元器件的電氣工程問題，從而提高電工電子的訓練水平。CUI 技術在實際應用中，則需要以電工電子技能訓練范圍為前提，并在實踐操作以及仿真模擬的基礎上，實現CUI 技術下的仿真模擬軟件應用效果提升。

2.2.2 虛擬現實實驗室

結合種植電工電子學科的實踐教學探究，在提高實驗教學有效性的過程中，則需要根據教學內容以及教學目標等，創設虛擬現實實驗室，在建立虛擬實驗室的過程中，可以根據實際情況以及需求，針對試驗設備以及電工電子實踐操作等方面進行綜合控制，這對實現技能型人才培養方面有積極作用。例如，在《觸電急救》的教學過程中，可以通過虛擬現實技術創設不同的觸電情境，其中包含正確急救、錯誤急救等內容，在對急救方式進行實踐演練與模擬分析的基礎上，對學生直觀感受相關知識以及電工電子技能等方面有積極作用。此外，在電工電子的實踐訓練中，需要以虛擬現實模擬為基礎，并通過角色扮演以及實驗模擬訓練，提高學生的電工電子技術水平。在創設虛擬現實場景后，可以通過虛擬現實情境中的角色進行體驗。例如，師生之間可以一起交流與討論，在相互幫助、協助的前提下，實現電工電子的操作水平提升。在虛擬現實教學活動中，可以通過項目教學、資源整合的方式，針對虛擬現實的模擬過程進行監督與指導，這對提高學生的學習興趣以及提高電工電子學科的訓練效率等方面有積極作用。在虛擬現實技能訓練的過程中，則需要在虛擬現實技能訓練的前提下，結合學生的接受能力以及實際情況，對虛擬現實技能訓練進行調整，從而實現電工電子教學水平提升。例如，在電子整機裝配技能訓練中，則可以通過模擬訓練，提高學生的實踐操作能力。

3 總結

綜上所述，在對中職電工電子學科教學活動開展進行研究與分析中，則需要以虛擬仿真技術為基礎，在進行仿真模擬以及是實操聯系的前提下，通過仿真模擬以及實踐教學，提高電工電子的實操訓練水平。將靜態知識轉換為實操練習，在虛擬仿真技術的輔助與模擬的前提下，實現理論與實踐教學活動的創新發展。在虛擬仿真模擬與分析中，則需要從技能探究練習的角度進行分析，在實現教學手段創新的基礎上，實現模擬操作與實際操作的創新發展，這對進一步提高中職電工電子學科的綜合教學水平方面有積極作用。