中職電子技術教學中虛擬仿真技術的應用價值

肖 翔

(江蘇省建湖中等專業學校，江蘇 建湖 224700)

0 引言

面對市場和教育同步提出的高要求，中職學生正面臨著新的競爭壓力。在電子技術專業的教學活動中建立新的教學指導機制，實現實踐、理論和應用的多策并舉，才能夠更好地提升教學質量，使中職學生全面適應當前的教學要求，面對設備落后、學生素質偏低的尷尬局面，以學生為核心的教學模式已經無法發揮作用，通過新技術、新思想的應用，解決資源配置上的短板問題，才能有效解決學習矛盾。

1 中職電子技術教學中存在的不足

1.1 教學手段落后，教學效率低

電子技術課程中包含著電路設計、故障排除、電子元件檢測等板塊的教學知識，實用性強，學習難度大，要幫助學生全面掌握相關教學內容，必須對學生的實操能力、理論學習能力發起針對性的訓練，在觀察的同時完成實踐，依靠感官的配合完成教學任務。但傳統的中職課堂依舊采取“照本宣科”的教學方式，教材、教具對于教學活動的影響較為明顯，在執教的過程中，教師將全部教學精力放在教材上，忽視了學生的學習興趣與客觀需求。在不了解學習對象與理論知識的情況下，教師已經導入了有關板塊的教學活動，隨著教學不斷深入，學生的學習能力與專業素質不能得到有效地提升。

1.2 教學資源不足，教學環境差

電子技術專業是圍繞基本的電子知識演化而來的教育方向，要想讓學生在教學活動中有所表現，教師必須對基礎電子技術知識、電子技術學習方式進行講解，在落實教學工作之前提高基礎，訓練學生的學習能力，開發學生的電子技術學習思維。但設備老舊、資源不足是中職院校普遍存在的教育問題，面對設備與理論脫軌的教學環境，學生只能依靠看、聽來記憶有關教學知識，隨著教學活動的不斷深入，教學課堂變成了“刑場”，學生的求知欲、好奇心無法得到滿足，面對枯燥的零件、瑣碎的知識[1]，已經形成的學習熱情被破壞，后續的學習很難得到保障。

2 中職電子技術教學中虛擬仿真技術的應用價值

2.1 提高教學效率，創設學習情境

在以往的中職電子技術教學活動中，有關教學工作較為復雜，在完成理論授課之后，學生需要對電子元件、電路連接方式、電路故障原因等客觀知識進行梳理，然后配合教學設備完成實踐操作任務。從教學流程上來看，這一教學模式已經涵蓋了電子技術教學的各個環節。但對于學生來說，教學活動在這一階段才剛剛開始，各類圖像、表格和數據開始出現在課堂上，除“電路”、“元件”等概念外，各種新材料、新技術蜂擁而至，如果不能預先準備合理的教學方法，整體的教學質量很難得到保障。

虛擬仿真技術能夠幫助學生構建全新的學習渠道，創設教學情境。在教學環節，借助信息技術的支持，虛擬仿真技術能夠將圖形、表格等難以借助語言描述的資料展現在學生面前，并對復雜的電路知識、參數變化進行展示，以此來幫助學生了解電路、參數和元件之間的復雜關系。

以中職電子技術專業“三極管方法電路靜態工作點”的有關教學為例，這個復雜的名稱已經令學生頭疼不已，一旦進入后續的學習活動，很多學生就開始打“退堂鼓”。借助虛擬仿真技術，能夠更好地消除學生的緊張感，加快學生的學習效率。教師可嘗試通過Multisim創建電路原理圖，然后結合Multisim中配備的數字萬能表測量BQ、CQ、EQ在靜態工作時所產生的電流，記錄CEQ之間的電壓。在這一過程中，虛擬仿真技術依靠仿真平臺對萬能表的連接方式、連接位置進行展示，幫助學生在分析參數的過程中理解“靜態電路”的核心含義。在電子技術教學環節，為了避免電子信號失真，需要對靜態工作點進行設置，這是中職電子技術教學中的難點，一旦設置范圍不合理，最終的結果將會隨之產生變化，教師可配合虛擬仿真技術進行教學，當參數的大小發生變化時，幫助學生觀察靜態工作點、輸出信號的反應，以此來確定電子線路的工作狀態。當靜態工作點設計不合理時，直流電源、電阻B和電阻C共同作用，使得線路出現飽和失真、截止失真等問題，從而將有關參數的變化在數據面板上展示出來。借助虛擬仿真技術，學生能夠在近乎真實的環境中學習有關知識，從而提升電子技術的學習效率。

2.2 設計教學實驗，激發學生興趣

要全面提升教學質量與教學水平，教師在完成理論授課之后會對學生設計相應的教學實驗任務，以此來提升學生的專業素質。在中職電子技術專業的有關教學中，綜合性實驗作為一種常見的實驗教學手段經常出現在課堂當中，其在檢驗學生理論知識應用水平的同時，對學生的動手能力、系統思維也提出了較高的要求。但受限于教學資源的配置水平，學生很難在教學環節進行專業的模擬實驗，只能利用方案圖、計劃書等材料說明自己的思路[2]，長此以往，學生的興趣被破壞，應用知識的綜合能力很難得到提升。

利用虛擬仿真技術設計教學實驗，在布置任務的同時訓練學生的專業技能，在學、用的同時建立良好的教學關系，提高學生的學習熱情。中職院校所配置的實驗室很難一次性滿足學生的實驗需求，借助虛擬仿真技術落實實驗，則能夠更好地完善實驗指導任務。以交通信號燈的設計為例，教師可向學生布置綜合性實驗任務，如設計信號燈，要求信號燈的運行滿足以下要求：東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，其持續時間均為15 s；東西南北黃燈的亮起時間為3 s，當南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮時，時間為10 s。在沒有接觸虛擬仿真技術之前，學生給出的實驗思路如圖1所示。

圖1 設計思路

流程較為簡陋，且執行力不強，借助虛擬仿真技術，學生能夠重新設計執行模塊，如圖2所示。

圖2 設計優化思路

根據已經確定的設計思路，可在虛擬仿真系統中抓取元件：固定頻率的函數發生器，時鐘控制系統，兩個集成塊和選擇器等，在輸出調整電路的同時選擇電路，然后根據不同的板塊進行設計修改。在以往的實驗教學活動中，學生只能對實驗進行“假想”，缺乏修正和改進實驗的機會，配合實驗結果對電路、元件和模塊等板塊進行設計。在虛擬仿真系統下，教學不僅局限于“說”，更能夠在“做”的過程中發揮作用。

2.3 確保教學安全，解決安全隱患

電子技術教學中需要使用大量的電子設備，其中，電路的連接、元件的搭配都對學生的電子技術應用能力提出了較高的要求，在教學環節，學生需要配合電子技術完成實驗操作，一旦出現操作不當問題，其受到實驗傷害的可能性將會隨之上升。借助虛擬仿真技術完成教學，則能夠快速解決這一問題。

以電子技術教學中的操作為例，部分電路設計活動需要使用邏輯轉換儀器，但在部分中職院校并沒有在實驗室中配置相關的教學設備，在無法滿足多線設計的基本要求的情況下，學生只能在實驗活動中設計多個電路，受到不同的電路相互接觸、干預影響，使實驗設備的可執行性降低[3]，安全風險上升，且在學生設計的電子線路中，有關系統并不能完成翻譯、儲存或轉化等任務。在虛擬仿真技術的推動下，學生能夠將實體電路轉化為數學電路，將電路中的邏輯關系、邏輯表達方式和真值表等有關要素整理起來，使學生直接看見線路中的邏輯關系，避免了復雜的線路連接任務。且在虛擬仿真技術下，學生能夠快速對電路關系、元件的使用矛盾等問題進行調整，從而保障電子技術教學的高效性。

3 結語

虛擬仿真技術具有改變教學模式、提高學生學習熱情、保護實驗安全等價值。但對于中職電子技術教學來說，模擬仿真技術的作用遠不止于此，利用其開發技能，鍛煉思維，在全新的環境中應用虛擬仿真技術，才能使中職電子技術教學取得新的成績。