虚拟仿真技术在电子类实验课程中的应用

潘宇

摘 要：电子类实验课程具有抽象性，而虚拟仿真技术可以将抽象的电子类实验课程转为直观课程，加深学生对实验课程的印象，提高实验课程教学水平。文章主要研究在电子类实验课程教学中使用虚拟仿真技术的必要性，提出虚拟仿真技术在电子类实验课程中的应用方式。

关键词：实验课程;虚拟仿真技术;电子类;应用

基金项目：2017年度广西高等教育本科教学改革工程项目，项目编号：2017JGA388。

教育部在2013年正式启动了国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作。至此，我国虚拟仿真技术进入了快速发展的阶段。在教育深化改革背景之下，虚拟仿真技术受到教育人士的广泛关注。目前，电子类实验课程中逐渐融入了虚拟仿真技术，并取得了一定成果。基于此，我国开始大力推广虚拟仿真技术，希望以此促进教育事业的可持续发展。

一、虚拟仿真技术介绍

Altium Designer、Labview等属于当前常用的虚拟仿真软件。虚拟仿真技术是虚拟现实技术与虚拟仿真技术的结合体。虚拟仿真技术充分地利用了图像技术、人机交互技术、互联网技术、人工智能技术、信息技术等，模拟真实情景，确保人们顺利开展工作与学习活动。在电子类实验课程中，虚拟仿真技术会模拟与实验相关的仪器，营造实验氛围，确保学生学有所获。

二、电子类实验课程教学中使用虚拟仿真技术的必要性

当前，电子类实验课程教学模式相对单一，实验设备相对滞后，创设教学情境存在难度，使得学生渐渐对该课程失去了学习兴趣。为完成教学目标，保证学生快速投入到电子类实验课程教学之中，教师有必要探究全新的教学模式，调动学生参与课程积极性，强化教学效果。

电子类实验课程的实践性相对较强，教师不仅需要让学生学习理论知识，更需要激发学生探索实验的欲望，提高学生实践操作水平。虚拟仿真技术颠覆了传统教学模式，为现代教学工作注入活力。教师通过应用虚拟仿真技术可以提高学生的学习兴趣，增强实验操作的便利性，提升学生创造能力，进而为社会输送优质的人才。总而言之，虚拟仿真技术能够改善传统的教学现状，促进学生全面发展。因此，教师需要掌握虚拟仿真技术教学应用要点，为学生打造精彩的电子类实验课程。

三、虚拟仿真技术在电子类实验课程中的应用方式探究

（一）学校方面

应用虚拟仿真技术开展教学工作并不是件轻而易举的事。为提高教学水平，学校有必要寻找高新技术企业合作，共同探究虚拟仿真技术在电子类实验课程中的应用方式。比如，学校与企业在校外打造虚拟仿真实验基地，定期组织学生到实验基地开展实验项目，保证学生切实感受虚拟仿真技术的强大性。由于电子类实验项目存在一定的安全问题，若以虚拟仿真技术为实验载体，实验安全风险将会有效降低。

（二）教师方面

在虚拟仿真技术发展的背景之下，学生学习的深度与广度明显提升，而教师传统的教学方式、所学习的专业知识等越来越不能有效满足学生对电子类实验课程的需求，教师要深刻地认识到这一点。无论是在日常生活还是在工作之中，教师都需要探寻专业知识，弥补教学短板，提高教学应变能力，引导学生顺利推进电子类实验课程。

（三）教学方面

1.制定教学内容。虚拟仿真技术应用在电子类实验课程教学工作的时间相对较短。作为学生学习知识的领路人，教师需要制定教学内容，构建科学的教学方案，优化教学活动，保证学生能够真正地探究知识。在设计电子类实验课仿真实验项目时，教师需要事先研究项目操作步骤、注意事项、重点与难点等。理论是实践的基础，实践是学习理论的目的。教师需要合理地安排以虚拟仿真技术为载体的电子类实验课程，让学生充分地学习理论知识，提高自身的實践应用水平。

2.设计教学过程。一方面，明确仿真教学目标，让学生学习更加具有方向。教师在进行虚拟仿真技术电子类实验课程之前要为学生简明介绍项目内容与实验结果，阐释清楚学生所需掌握的知识。另一方面，握好教学时机，引发学生思考。在虚拟仿真技术呈现实验关键步骤或者实验结果时，教师要注重应用提问的形式，吸引学生的注意力，鼓励学生探讨实验内容。之后，教师则要为学生详细解释实验，保证学生了解实验的来龙去脉，而学生要注重总结讨论教师授课的内容。

情景法教学与探究式教学是良好的教学模式，教师要把两种教学模式渗透在教学之中。情景法教学主要指的是教师通过为学生创设学习情景，提高教学效率的教学模式。在情景法教学模式下，学生容易发挥自身的想象力与创造力，积极地思考实验项目。虚拟仿真技术把实验项目所需用到的工具、仪器等全部以虚拟的图像呈现出来。在电路的模拟中，虚拟仿真技术将会清晰地表现出运行数据，而学生需要根据运行数据变化调整实验工作。既然虚拟仿真技术为学生提供了良好的教学条件，教师势必要充分地发挥虚拟仿真技术在教学中的价值。在进行半“导体三极管”教学时，教师首先要完善教学工作，为学生讲清三极管放大的条件、运行规律等。其次，教师要让学生搭建偏置电路，鼓励学生探究波形，并总结波形变化的规律。最后，教师要让学生总结实验的收获与感受，以此进一步改进教学方式。探究式主要指学生在教师的指引下探究知识的教学模式。探究式教学模式强化了学生的主体地位，对发散学生思维、培养学生自主学习习惯具有重要的作用。教师在完成理论教学后需要让学生通过自主实验的方法验证实验结论。

3.完善反馈与评价。评价与反馈是教学后续工作。在新的教学模式下，教师要主动地了解学生对教学的看法，认真地研究学生给的教学建议，以此构建科学的教学体系。若是学生对虚拟仿真实验课程提出质疑，教师可以让学生在班级中展开讨论，保证学生充分地了解该种教学模式。当然，教师要积极地解决学生的质疑，提高学生的学习信心。当教师的具体教学步骤确实存在问题时，则需要改进教学工作。在评价学生学习效果时，教师需要把学生在参与虚拟仿真实验课程的操作能力、回答问题的积极性、探究结果、认真的学习程度等纳入评价之中。

（四）仿真教学的注意事项

现今，仿真教学深刻地影响当代学生。由于仿真教学与传统教学存在差异，教师有必要研究仿真教学注意事项，掌握仿真教学技巧。虽然仿真教学为教师、学生提供了便利，但是真实的电子设备实验教学方式并不会全部退出教学舞台。主要是因为真实的电子设备让学生可以体会现实环境下的知识，而过度应用仿真技术容易降低学生的动手实验能力。这表明教师要遵循适度原则，科学地平衡仿真教学与传统教学的关系。

综上所述，20世纪40年代，虚拟仿真技术出现在大众视野之中，电子类专业的教师要适应虚拟仿真技术的变化，积极地把其应用到实践教学工作之中。时代在发展，社会在变化，教师需要富有开阔创新精神，不断地完善教学模式，满足学生对电子类实验课程的教学需求。

参考文献

[1]魏光泽.基于计算机仿真技术的3D实景导游教学实训平台设计与实现[J].电子世界，2019（16）：84-85.

[2]林雪冬.基于虚拟仿真技术的液压与气动技术课程的教学改革实践研究[J].科技资讯，2019（21）：1-3.

[3]林雪冬，孙建.基于虚拟仿真技术的电气控制与PLC教学改革实践研究[J].科技创新导报，2019（17）：1-3.

[4]陆展.虚拟仿真软件在新能源汽车运用与维修专业教学中的应用探讨[J].时代汽车，2019（12）：42-43.

[5]张璞，阎波，刘宁艳.“淘宝式教学”在电子系统设计实验课程中的应用研究[J].实验科学与技术，201（16）：1-6.