关于虚拟仿真技术在中职电子技术课程教学中的应用分析
2021-09-10赵伟
赵伟
摘要:虚拟仿真技术是现代电子技术发展中重要的实际应用方式,中职院校培养的人才将直接面对工作中的技术挑战。现阶段我国中职电子技术课程仍以理论课堂教学为主,教学效果不佳的同时,不能很好地发挥中职学生以实际教学为主的人才培养特点,而利用虚拟仿真技术,为中职院校提供良好实操教学,通过模拟实际工作、电子运行环境等方式,加强中职电子技术的教学效果。
关键词:虚拟仿真技术;中职电子技术;中职教学
虚拟仿真技术结合现代电子技术、计算机技术,以实际操作为主,通过计算机软件模拟电子元件的运行模式,初步检查、试验模拟出电子元件、设备的实际工作情况,与传统的手操试验相比,软件的模拟拥有较低的成本,同时具备极高的现实情况反馈,使电子技术的设计、检查等流程更加简便,准确。
一、虚拟仿真技术在中职电子技术课程教学中的重要性
中职院校以培养具有实际的、直接面对工作场景的人才为教学目标,对学生的教育,也更加重视实际工作场景的模拟、演练,使其能够快速适应工作岗位。传统的中职电子技术课程,以理论课堂教学为主,电子技术使用的元器件、以及用电安全等内容使学生的实操课程远远达不到实际的需求,因此直接导致等课堂教学的不充分,学生一知半解的理论了解不利于学生未来的职业发展。
虚拟仿真技术在中职课堂中应用以实际操作为主,在教学实践中,理解理论知识了解电子技术的实际运行方式,有助于学生掌握坚实的理论基础,和更好的实际操作水平。同时虚拟仿真技术相较于传统的理论课堂,更容易提起学生的学习兴趣,还可以辅助学生虚拟仿真的过程中,找出电路图的构建原理和分析思路。
二、虚拟仿真技术在中职电子技术课程教学中的应用
(一)技术仿真
虚拟仿真技术可以应用的教学面比较广泛,以电子、计算机技术为主,可以实现电子电路、军事、航天等多种范围内。中职电子技术课程需要培养学生对电路图的分析、理解、设计以及电子器件工作原理等方面,理论知识虽然能帮助学生理解电子技术中的难点,但依然需使用实操来强化理论知识,使学生技能能够应用在实践过程中。比如对三极管的教学中,使用虚拟仿真技术,让学生在实际操作中感受三极管的实际工作情况,为学生提供更加真实的教学场景使三极管的工作条件、工作状态有更明确的认知,从而有效提升课堂教学质量。
(二)仿真软件Multisim与EWB
Multisim软件是美国公司开发的电路模拟仿真软件,其中包含了电路基本原理图以及电子硬件的模拟仿真能力,通过图形化的电子元件输入,并使用电路硬件描述语言将其连接,从而完成人机接口下的交互式电路模拟仿真。Multisim软件对使用者的技术能力要求不高,只需要一定的电子技术基础就可以完成电路图的导入、设计,完成电路的模拟仿真。该软件以图形界面为主通过菜单、工具栏等调取电子元件,并使用硬件連接语言来进行连接,也是现阶段中职电子技术课程中使用较为普遍的软件之一,其具有更强大的模拟功能,也更为专业,但是在使用时具有一定的难度,需要用户拥有一定的熟练度。
EWB全名Electronics Workbench由加拿大公司开发,专门用于电子电路的设计和模拟仿真工作。相较于Multisim等模拟模拟仿真软件,它几乎不占任何硬盘空间,但功能相当齐全,教师、学生都可以使用EWB绘制模拟、数字电路,并对其进行仿真模拟,但是该软件建立在SPICE技术上,当用户完成电路图制作后,启动电源开关,就能在模拟地示波器等显示方法中,获得当前电路图的运行情况。而EWB软件以其较为完整的电子元器件库和兼容性具有较强的实用性,操作更加简单,学习难度也比Multisim软件低。在实际应用中,需要根据中职课堂的需求进行选择。
(三)教学情境的创设
传统的中职电子技术课堂情景教学的难度较高,而又因为电子技术的高实践性,需要使用大量的实践情景进行教学。但是在教学过程中,使用真实的电子元器件进行教学,其成本和难度都较高,不利于课堂教学的展开。而传统的实例教学也容易让学生产生结果为主的理解倾向,不知道引起这个结果的原因和过程,不利于学生在电子行业中的长期发展。而采用虚拟仿真技术,可以建立更加真实的教学情境,并在模拟仿真的过程中,了解到各电子元件、电路图的工作原理,从而达到良好的教学效果。例如:单相桥式整流电路的搭建,在教师的指导下使用Multisim软件搭建电路图,并测量输入、输入端的电压和电流,在软件提供的模拟示波器中验证电路产生的波形。从而建立单相桥式整流电路的具体印象,在教学中教师可以引导学生反接二极管观察电路的表现,从而对该电路的工作原理有进一步的了解。
结语:虚拟仿真技术的应用能够帮助中职电子技术课程建立更好的实践氛围,并扩展实际情景的模拟使用空间,从而加强电子技术课程的教学效果。在实际教学中使用EWB与Multisim软件模拟的情况较为普遍,EWB简单易学,Multisim具有更真实的模拟性能和专业度。
参考文献:
[1]杨健. 虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用探讨[J]. 现代职业教育,2017(21):84.
[2]秦丽娟. 仿真技术在中职《电子技术》课程教学中的应用研究[D].河北科技师范学院,2018.
[3]丁廷祥. 关于中职《电子技术》课程教学中虚拟仿真技术的应用分析[J]. 电子世界,2017(05):14+17.