中職電子教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

吳海星

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，社會(huì)技術(shù)也在不斷的發(fā)展和改進(jìn)，尤其是電子科技，滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。與此同時(shí)，虛擬仿真技術(shù)在得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，在一些中職學(xué)校有著諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。本文主要從以教學(xué)理論的背景下，通過(guò)分析了中職的電子的教育存在的諸多問(wèn)題，探討將虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到中職電子教學(xué)的課程中，聯(lián)系中職電子技術(shù)理論課的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)、綜合性等主要環(huán)節(jié)，并對(duì)其提出了有效的應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞 中職 電子教學(xué) 虛擬 仿真技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G424?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.12.059

On the Application of Virtual Simulation Technology in

Electronic Teaching of Secondary Vocational School

WU Haixing

（Heyuan Polytechnic， Heyuan， Guangdong 517000）

Abstract With the rapid development of economy， social technology is also constantly developing and improving， especially electronic technology， penetrating into all fields of society. At the same time， virtual simulation technology has been widely used and developed in some secondary vocational schools. This paper mainly from the background of teaching theory， through the analysis of many problems existing in secondary vocational electronic education， discusses the application of virtual simulation technology in secondary vocational electronic teaching courses， and links with the main links of secondary vocational electronic technology theory course teaching， experimental course teaching， comprehensive teaching， and puts forward effective countermeasures.

Keywords secondary vocational school; electronic teaching; virtual; simulation technology; application

1 虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬仿真技術(shù)是近幾年使用的一種電子技術(shù)教學(xué)，也是在研究計(jì)算機(jī)探索出的一種極具創(chuàng)新的方法，之后隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬的仿真技術(shù)在經(jīng)歷不斷的變革，且逐漸被大眾所使用和研究。虛擬仿真技術(shù)又叫模擬技術(shù)，是用一個(gè)虛擬的系統(tǒng)去模擬真實(shí)的系統(tǒng)。

如今，虛擬仿真技術(shù)在不斷的發(fā)展和更新，且在實(shí)踐應(yīng)用中得到廣泛的普及，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在電子教學(xué)中，成為教學(xué)環(huán)境中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，另外很多行業(yè)也逐漸使用該技術(shù)。截至目前，Multisim是虛擬機(jī)仿真技術(shù)一直使用的軟件，且其仿真軟件一直更新至EWB5.0，這種軟件主要是在PC平臺(tái)上所建立的，形成其操作界面，成為真實(shí)版本的電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在中職電子教學(xué)中可以進(jìn)行一系列的操作和不同程度的指揮，達(dá)到在虛擬的環(huán)境中體驗(yàn)其電路實(shí)驗(yàn)的目的。我國(guó)目前所使用的軟件主要是EDA，主要用途則是對(duì)電子電路的分析，并對(duì)其進(jìn)行進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和模擬。

一般來(lái)說(shuō)，虛擬仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)是虛擬仿真技術(shù)兩個(gè)具體體現(xiàn)，概括為虛擬仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬仿真技術(shù)主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕?，借助相關(guān)的仿真軟件模擬一些電路環(huán)境，之后通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行相關(guān)的模擬。VR是虛擬技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，一般所設(shè)計(jì)的內(nèi)容是人工智能、傳感技術(shù)等，且運(yùn)用這些軟件去構(gòu)建三維的模擬環(huán)境，可以讓體驗(yàn)者有身臨其境的感受，進(jìn)而達(dá)到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操作和虛擬環(huán)境中交互。

Multisim是目前電子的虛擬仿真軟件，此軟件是美國(guó)的一家儀器公司所推出的仿真軟件，主要是以windows系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能夠在數(shù)字電路上進(jìn)行設(shè)計(jì)和模擬，在其設(shè)計(jì)中，主要使用語(yǔ)音的輸入方式和以電路原理圖為基礎(chǔ)的輸入方式，凸顯出很強(qiáng)的仿真能力。

Multisim交互式是設(shè)計(jì)師通過(guò)其構(gòu)建出相關(guān)電路的原理圖，將電路進(jìn)行仿真，同時(shí)將SPICE的一些優(yōu)勢(shì)融入到該軟件中，之后將其進(jìn)行一系列的仿真設(shè)計(jì)。Multisim軟件通常會(huì)在電路的設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)踐等有所應(yīng)用，繼而提高學(xué)生運(yùn)用此軟件的認(rèn)知能力和操作能力，另外，這種軟件也會(huì)成為中職電子教學(xué)不可或缺的使用工具。

2 虛擬仿真技術(shù)在中職電子教學(xué)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

一些中職學(xué)校已經(jīng)在使用這種虛擬仿真技術(shù)，但在課堂中會(huì)出現(xiàn)對(duì)其理解有一定的偏差，從而降低了該技術(shù)所具有的合理性和有效性，甚至?xí)霈F(xiàn)這種虛擬仿真技術(shù)濫用的現(xiàn)象。這種技術(shù)對(duì)任課教師的專(zhuān)業(yè)能力有很高的要求，不管是教學(xué)水平還是對(duì)此技術(shù)改具備的教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，任意一種受到影響都會(huì)使得教學(xué)達(dá)不到預(yù)期的結(jié)果。很多中職學(xué)校已經(jīng)形成了其獨(dú)特電子技術(shù)的教學(xué)習(xí)慣，對(duì)其教學(xué)模式的創(chuàng)新和改革理念持有懷疑的態(tài)度，使得改革的進(jìn)度難以推行，之后也降低了電子技術(shù)的使用價(jià)值。

虛擬仿真技術(shù)在一定程度上提高了教學(xué)效率，教學(xué)內(nèi)容也有所被豐富，但存在一個(gè)弊端，即是在課堂中很難讓學(xué)生去認(rèn)識(shí)真實(shí)的元器，對(duì)電子設(shè)備的安裝和調(diào)試能力不能夠做到現(xiàn)場(chǎng)操作。因此，為了避免這種類(lèi)似的問(wèn)題，我們可以將仿真技術(shù)作為輔助的同時(shí)突出動(dòng)手能力的作用，將仿真技術(shù)和實(shí)際操作兩者結(jié)合起來(lái)，在這種結(jié)合的方法中，需要將仿真技術(shù)合理的安排和使用，達(dá)到輔助和促進(jìn)的作用，進(jìn)而提高學(xué)生的動(dòng)手能力和思考的能力。

3 中職電子教學(xué)中使用虛擬仿真技術(shù)的重要性

3.1 有利于減輕中職電子技術(shù)任課教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)

虛擬仿真技術(shù)在中職電子教學(xué)中有很強(qiáng)的實(shí)用性，主要是實(shí)踐性和模擬性，在中職電子的教學(xué)過(guò)程中可以在很大程度的提高教學(xué)效果，使得虛擬仿真技術(shù)作為在課堂教學(xué)中的推行器。之前的中職電子教學(xué)中主要是以傳統(tǒng)的理論模式進(jìn)行講解，任課老師都會(huì)以純理論的講解方式進(jìn)行教學(xué)，不能吸引學(xué)生的興趣，營(yíng)造的課堂氛圍也是沉悶而無(wú)趣。另外，相關(guān)的電子教學(xué)的內(nèi)容都是空洞、抽象且較為難懂，教學(xué)難度居高不上，有的電子教學(xué)課程中的時(shí)間課較少，學(xué)生的實(shí)踐次數(shù)少之甚少，對(duì)任課教師所講的東西不能完全的理解，使學(xué)生在理論和實(shí)踐中難以得到平衡，導(dǎo)致老師在教學(xué)過(guò)程中教學(xué)效率不是很高的結(jié)局。

而虛擬仿真技術(shù)可以將學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)換成一種簡(jiǎn)單的教學(xué)方式，使得學(xué)生在課堂中對(duì)所學(xué)內(nèi)容的達(dá)到容易理解的地步，同時(shí)也減輕了老師的教學(xué)壓力，長(zhǎng)此以往老師會(huì)有更多的時(shí)間去創(chuàng)新和改進(jìn)課堂的教學(xué)方案，進(jìn)一步提高老師的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。另外，虛擬仿真技術(shù)在中職電子教學(xué)中也會(huì)逐漸改變電子技術(shù)課堂氛圍，提高學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)的積極性，豐富了教學(xué)內(nèi)容，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度系數(shù)。

3.2 有利于提高中職學(xué)生電子技術(shù)的學(xué)習(xí)效果

中職學(xué)校的電子技術(shù)教學(xué)的最終目的是提高中職學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。絕大部分的中職學(xué)校的學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)都不是很扎實(shí)，學(xué)習(xí)目標(biāo)也不夠明確，學(xué)習(xí)動(dòng)力也不是很足，自主學(xué)習(xí)能力的意識(shí)也不足夠的強(qiáng)烈，使得他們沒(méi)有較強(qiáng)的操作能力，更沒(méi)有對(duì)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的熱情，掌握技術(shù)更是難上加難。因此，我們需要借助虛擬仿真技術(shù)去增強(qiáng)學(xué)生在課堂之間的趣味性和互動(dòng)性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

同時(shí)，中職學(xué)校的代課教師也可以通過(guò)虛擬仿真技術(shù)來(lái)開(kāi)展相關(guān)的情景活動(dòng)，不斷地去鍛煉和開(kāi)發(fā)學(xué)學(xué)生的發(fā)散性思維。此外，中職學(xué)校的學(xué)生可以在相關(guān)的實(shí)踐課檢驗(yàn)自身的理論知識(shí)體系，找尋出在知識(shí)中的漏洞，為未來(lái)工作奠定基礎(chǔ)。

3.3 有利于利用虛擬仿真技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)情景進(jìn)行創(chuàng)新

我們可以從中職學(xué)校的學(xué)生的學(xué)習(xí)觀和學(xué)生對(duì)其的認(rèn)知入手，遵循中職教學(xué)的基本原則，在從事教學(xué)工作期間，可以創(chuàng)建出具有創(chuàng)新型的學(xué)習(xí)情景，且這種情景的創(chuàng)建是處于真實(shí)的世界情景，使得創(chuàng)建之后的學(xué)習(xí)效果變得更好。對(duì)此，在電子理論的教學(xué)中可以引進(jìn)虛擬仿真技術(shù)，創(chuàng)建出一個(gè)優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)情景。

在中職學(xué)校的教學(xué)中，引用了虛擬仿真技術(shù)，在電腦的屏幕上可以還原真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，可將圖形和一些曲線，表格等具有難以表達(dá)的東西通過(guò)某種變化過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)。另外，也可以讓仿真電路呈現(xiàn)出一種較為真實(shí)的狀態(tài)，顯示出相關(guān)的參數(shù)變化，之后會(huì)有一個(gè)電路輸出的過(guò)程，從而展現(xiàn)出一個(gè)較為真實(shí)的學(xué)習(xí)情景。

4 虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)教學(xué)中的具體應(yīng)用

4.1 虛擬仿真技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化應(yīng)用，虛實(shí)結(jié)合

將仿真技術(shù)和相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)而提高中職教學(xué)的質(zhì)量。虛擬仿真技術(shù)在一定程度上提高了中職學(xué)校的學(xué)生的操作能力，但仿真技術(shù)缺乏其實(shí)物感會(huì)與實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作有所區(qū)別。在一些網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)中，一般會(huì)使用到路由器，交換器等設(shè)備，虛擬仿真技術(shù)和實(shí)際中的操作有些許差距，會(huì)使得學(xué)生在操作中難以入手。因此需要將虛擬仿真技術(shù)和實(shí)際操作結(jié)合起來(lái)，可進(jìn)行具有計(jì)劃性的訓(xùn)練，一步步提升中職學(xué)校的電子教學(xué)質(zhì)量。

4.2 虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)情景教學(xué)中的運(yùn)用

在進(jìn)行虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用中，中職學(xué)校起初已經(jīng)使用了小組合作的教學(xué)方式，但在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于基本知識(shí)并不能夠做到透徹理解，有時(shí)組內(nèi)成員會(huì)因一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)不同的意見(jiàn)，甚至?xí)霈F(xiàn)對(duì)某一知識(shí)理解錯(cuò)誤導(dǎo)致在組內(nèi)合作中工作效率降低。虛擬仿真技術(shù)的引入不僅可以促進(jìn)組內(nèi)成員之間一定的默契，還會(huì)提升組內(nèi)探索話(huà)題結(jié)果的正確性，中職學(xué)校的探索電子技術(shù)需要學(xué)生有刻苦鉆研的精神，也會(huì)增加學(xué)生對(duì)知識(shí)的一個(gè)實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，掌握更多的技巧和方法。

4.3 虛擬仿真技術(shù)在中職電子技術(shù)小組合作教學(xué)中的運(yùn)用

將虛擬仿真技術(shù)引入到中職學(xué)校的課堂中，具有一定的模擬性和實(shí)際的雙重性。有時(shí)會(huì)受其他因素的限制，比如資金問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的數(shù)量得到限制。虛擬仿真技術(shù)和課堂的結(jié)合可以提高學(xué)生對(duì)于課堂理論知識(shí)的全面了解，提高了訓(xùn)練的力度和強(qiáng)度。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，對(duì)于各種實(shí)際模擬操作會(huì)提高學(xué)生的應(yīng)變能力和抗打擊的能力。因此，將理論知識(shí)和實(shí)際操作相互結(jié)合，達(dá)到事半功倍的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)在中職電子教學(xué)中得到了應(yīng)用，改進(jìn)并完善了中職學(xué)校的素質(zhì)教育，可以鍛煉中職學(xué)校學(xué)生的思維邏輯，為培養(yǎng)出復(fù)合型的電子專(zhuān)業(yè)的人才做出貢獻(xiàn)。虛擬仿真技術(shù)在一定程度上推進(jìn)了電子技術(shù)的實(shí)際活動(dòng)，也可以融合小組合作的教學(xué)，進(jìn)一步強(qiáng)化虛擬仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)在我們的生活中得到了廣泛的應(yīng)用，且在中職學(xué)校的電子教學(xué)中有很大的幫助和提升。

虛擬仿真技術(shù)使得任課教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)減輕，在課堂上的教學(xué)變得較為形象化、生動(dòng)化，使用這種具有創(chuàng)新型的教學(xué)模式，也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和熱情，從而使得學(xué)生能夠掌握更深的理論知識(shí)。另外，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐會(huì)形成屬于自己的思維模式和創(chuàng)新意識(shí)，為他們今后的發(fā)展打好了夯實(shí)的基礎(chǔ)。

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