中职电子技术教学中虚拟仿真技术的应用价值

2021-08-19肖翔

农机使用与维修 2021年8期

肖翔

(江苏省建湖中等专业学校，江苏建湖 224700)

0 引言

面对市场和教育同步提出的高要求，中职学生正面临着新的竞争压力。在电子技术专业的教学活动中建立新的教学指导机制，实现实践、理论和应用的多策并举，才能够更好地提升教学质量，使中职学生全面适应当前的教学要求，面对设备落后、学生素质偏低的尴尬局面，以学生为核心的教学模式已经无法发挥作用，通过新技术、新思想的应用，解决资源配置上的短板问题，才能有效解决学习矛盾。

1 中职电子技术教学中存在的不足

1.1 教学手段落后，教学效率低

电子技术课程中包含着电路设计、故障排除、电子元件检测等板块的教学知识，实用性强，学习难度大，要帮助学生全面掌握相关教学内容，必须对学生的实操能力、理论学习能力发起针对性的训练，在观察的同时完成实践，依靠感官的配合完成教学任务。但传统的中职课堂依旧采取“照本宣科”的教学方式，教材、教具对于教学活动的影响较为明显，在执教的过程中，教师将全部教学精力放在教材上，忽视了学生的学习兴趣与客观需求。在不了解学习对象与理论知识的情况下，教师已经导入了有关板块的教学活动，随着教学不断深入，学生的学习能力与专业素质不能得到有效地提升。

1.2 教学资源不足，教学环境差

电子技术专业是围绕基本的电子知识演化而来的教育方向，要想让学生在教学活动中有所表现，教师必须对基础电子技术知识、电子技术学习方式进行讲解，在落实教学工作之前提高基础，训练学生的学习能力，开发学生的电子技术学习思维。但设备老旧、资源不足是中职院校普遍存在的教育问题，面对设备与理论脱轨的教学环境，学生只能依靠看、听来记忆有关教学知识，随着教学活动的不断深入，教学课堂变成了“刑场”，学生的求知欲、好奇心无法得到满足，面对枯燥的零件、琐碎的知识[1]，已经形成的学习热情被破坏，后续的学习很难得到保障。

2 中职电子技术教学中虚拟仿真技术的应用价值

2.1 提高教学效率，创设学习情境

在以往的中职电子技术教学活动中，有关教学工作较为复杂，在完成理论授课之后，学生需要对电子元件、电路连接方式、电路故障原因等客观知识进行梳理，然后配合教学设备完成实践操作任务。从教学流程上来看，这一教学模式已经涵盖了电子技术教学的各个环节。但对于学生来说，教学活动在这一阶段才刚刚开始，各类图像、表格和数据开始出现在课堂上，除“电路”、“元件”等概念外，各种新材料、新技术蜂拥而至，如果不能预先准备合理的教学方法，整体的教学质量很难得到保障。

虚拟仿真技术能够帮助学生构建全新的学习渠道，创设教学情境。在教学环节，借助信息技术的支持，虚拟仿真技术能够将图形、表格等难以借助语言描述的资料展现在学生面前，并对复杂的电路知识、参数变化进行展示，以此来帮助学生了解电路、参数和元件之间的复杂关系。

以中职电子技术专业“三极管方法电路静态工作点”的有关教学为例，这个复杂的名称已经令学生头疼不已，一旦进入后续的学习活动，很多学生就开始打“退堂鼓”。借助虚拟仿真技术，能够更好地消除学生的紧张感，加快学生的学习效率。教师可尝试通过Multisim创建电路原理图，然后结合Multisim中配备的数字万能表测量BQ、CQ、EQ在静态工作时所产生的电流，记录CEQ之间的电压。在这一过程中，虚拟仿真技术依靠仿真平台对万能表的连接方式、连接位置进行展示，帮助学生在分析参数的过程中理解“静态电路”的核心含义。在电子技术教学环节，为了避免电子信号失真，需要对静态工作点进行设置，这是中职电子技术教学中的难点，一旦设置范围不合理，最终的结果将会随之产生变化，教师可配合虚拟仿真技术进行教学，当参数的大小发生变化时，帮助学生观察静态工作点、输出信号的反应，以此来确定电子线路的工作状态。当静态工作点设计不合理时，直流电源、电阻B和电阻C共同作用，使得线路出现饱和失真、截止失真等问题，从而将有关参数的变化在数据面板上展示出来。借助虚拟仿真技术，学生能够在近乎真实的环境中学习有关知识，从而提升电子技术的学习效率。

2.2 设计教学实验，激发学生兴趣

要全面提升教学质量与教学水平，教师在完成理论授课之后会对学生设计相应的教学实验任务，以此来提升学生的专业素质。在中职电子技术专业的有关教学中，综合性实验作为一种常见的实验教学手段经常出现在课堂当中，其在检验学生理论知识应用水平的同时，对学生的动手能力、系统思维也提出了较高的要求。但受限于教学资源的配置水平，学生很难在教学环节进行专业的模拟实验，只能利用方案图、计划书等材料说明自己的思路[2]，长此以往，学生的兴趣被破坏，应用知识的综合能力很难得到提升。

利用虚拟仿真技术设计教学实验，在布置任务的同时训练学生的专业技能，在学、用的同时建立良好的教学关系，提高学生的学习热情。中职院校所配置的实验室很难一次性满足学生的实验需求，借助虚拟仿真技术落实实验，则能够更好地完善实验指导任务。以交通信号灯的设计为例，教师可向学生布置综合性实验任务，如设计信号灯，要求信号灯的运行满足以下要求：东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，其持续时间均为15 s；东西南北黄灯的亮起时间为3 s，当南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮时，时间为10 s。在没有接触虚拟仿真技术之前，学生给出的实验思路如图1所示。

图1 设计思路

流程较为简陋，且执行力不强，借助虚拟仿真技术，学生能够重新设计执行模块，如图2所示。

图2 设计优化思路

根据已经确定的设计思路，可在虚拟仿真系统中抓取元件：固定频率的函数发生器，时钟控制系统，两个集成块和选择器等，在输出调整电路的同时选择电路，然后根据不同的板块进行设计修改。在以往的实验教学活动中，学生只能对实验进行“假想”，缺乏修正和改进实验的机会，配合实验结果对电路、元件和模块等板块进行设计。在虚拟仿真系统下，教学不仅局限于“说”，更能够在“做”的过程中发挥作用。

2.3 确保教学安全，解决安全隐患

电子技术教学中需要使用大量的电子设备，其中，电路的连接、元件的搭配都对学生的电子技术应用能力提出了较高的要求，在教学环节，学生需要配合电子技术完成实验操作，一旦出现操作不当问题，其受到实验伤害的可能性将会随之上升。借助虚拟仿真技术完成教学，则能够快速解决这一问题。

以电子技术教学中的操作为例，部分电路设计活动需要使用逻辑转换仪器，但在部分中职院校并没有在实验室中配置相关的教学设备，在无法满足多线设计的基本要求的情况下，学生只能在实验活动中设计多个电路，受到不同的电路相互接触、干预影响，使实验设备的可执行性降低[3]，安全风险上升，且在学生设计的电子线路中，有关系统并不能完成翻译、储存或转化等任务。在虚拟仿真技术的推动下，学生能够将实体电路转化为数学电路，将电路中的逻辑关系、逻辑表达方式和真值表等有关要素整理起来，使学生直接看见线路中的逻辑关系，避免了复杂的线路连接任务。且在虚拟仿真技术下，学生能够快速对电路关系、元件的使用矛盾等问题进行调整，从而保障电子技术教学的高效性。