虚拟仪器在中职电子技术实验教学中的应用.docx

虚拟仪器在中职电子技术实验教学中的应用《中共中央关于教育体制改革的决定》明确提出：“社会主义现代化建设不仅需要高科技的专家，更需要成千上万受过正规职业技术教育的初、中级技术人员，这些技能型人才是把先进的设备和科学技术变为现实生产力的有力保障。”要培养专业技能劳动大军，就要加快发展职业教育，提升中职生的技能水平。而中职生普遍学习能力差，缺乏学习兴趣，传统实验难以调动学生的积极性。如何激发中职生的学习兴趣，创设直观的实验情景，破解当前传统电子实验设备滞后的困境，让中职生热爱学习、乐于做实验，擅长技能操作，是电子课程改革的重要内容。一、问题洞察：传统电子类实验教学模式的困境电子类课程是实践性非常强的课程，实验帮助学生更好的理解电子电路，提高技能操作水平，使学生对高深的理论课不再恐惧，并且对学生以后工作岗位的实际工作能力有很大的好处。但是学校实验设备老化、滞后，实验教学模式的单一使中职电子实验教学面临着诸多现实困境。（一）实验设备：耗资高、维修难传统的实验设备购置费用高，但很多实验设备功能已经老化、技术上已经落后，如我校的示波器都是模拟示波器，但现在所有的比赛使用的都是数字示波器。学生在技能大赛和对口单招考试中因为不熟悉实验设备，导致技能操作失分较多。但要更换常规实验设备，学校财力难度很大。最便宜的数字示波器一台都在五千元以上，一个实验室至少需要40台，那么一个实验室至少花费20万，况且大型的实验设备一台则是几万甚至几十万。传统的实验设备不仅前期购置费用高，后期的维护也很难。如示波器的功能键失灵、显示屏损坏后，很难找到同型号的零件更换。在这种落后的实验条件下，很难提高学生的技能操作水平，因此改革传统落后的实验教学模式迫在眉睫。（二）中职生：被动学习、缺乏创新精神中职生普遍学习困难，基础薄弱的现象。在传统的实验教学模式下，学生根据实验指导书在实验室进行验证性实验，有些实验由于实验室设备滞后而无法进行，实验内容陈旧、数据采集困难导致学生积极性不高机械操作，学生创新能力和设计能力更得不到训练和提高。例如学生在做电子技术实验时，只能做实验箱上有的实验模块，而且只能根据实验说明书机械操作，不能进行知识的拓展提高。在这种教学模式下很难培养出社会需要的具有综合思维能力和解决问题能力的技能型人才。（三）规模小、效果差传统的电路设计往往是在一块模拟实验电路板，进行安装、调试和测试。本人一直从事电子实训课教学，所带的大专班学生人数有的在50人，而实验室的实验台只有30个工位，学校购置的电子技能套件数量有限，有的同学由于操作失误使得套件报废了，但他很想再焊接一个，但实验室不可能为每个学生准备两份耗材，而且一位教师要想顾及到每个学生的实验过程也是不可能的。特别是在电路的调试阶段，教师要处理每个学生出现的问题工作量很大，在这种传统教学模式下教学目标难以保证。二、虚拟仪器：中职电子技术实验的价值取向“软件就是仪器”是虚拟仪器最简单最本质的表述。虚拟仪器是将仪器装入计算机，依托计算机操作系统和计算机硬件，实现仪器仪表的功能。虚拟仪器具有虚拟化、集成化与网络化的特点，能满足新时代教学模式丰富、有效的需求。虚拟仪器提供内容丰富的实验平台，学生设计电路、调试，并及时获得反馈，克服了传统实验箱、实验台教学中固定硬件资源导致实验内容僵化的局限性。（一）虚拟仪器：耗资低、易维修虚拟仪器里基本包含了所用常用的仪器仪表如：函数发生器、示波器、频谱分析仪、电压表。虚拟仪器的开发工具LABVIEW可以在网上直接下载，只需要提供硬件设施，为学校节省了大笔费用。虚拟仿真技术的应用使教师和学生摆脱了实验设备、实验场地的制约。另外，虚拟仪器所有的仪器都是虚拟的，不存在仪器损坏和元器件的损耗，节约了资源。（二）虚拟仿真设计：激发中职生创新性中职生大多喜欢玩电脑、打游戏，虚拟实验室就像一个游戏软件一样。虚拟系统允许学生根据平台上的器材自由搭建合理的实验，如在讲解整流电路时传统教学模式下学生对于四个二极管的接法很容易混淆，但在虚拟仪器下学生在把四只二极管的连接顺序打乱，自己总结二极管怎样连接电路才能正常工作，从而真正明白二极管的单向导电性。虚拟仿真实验使学生更好的理解了所学内容，使学生主动思考，探究所学知识激发了学生的创新思维和创新能力。（三）规模大、效果好虚拟仪器实验系统的网络化使实验数据同步传送，指导教师在教师机上可以同时监控所有学生的全部实验过程。虚拟实验教学平台使学生不再时间和设备限制，课后在教室或宿舍也可以继续做实验。理论教学、硬件电路实验和电路软件仿真三者被统筹在虚拟仪器系统中。例如在讲解分压偏置放大电路时，教师讲解理论知识后学生在虚拟实验室搭接电路，利用LABVIEW仿真实验结果，将放大后的输出信号与输入信号作比较，从而得出信号被放大的结论。传统实验中很难显示的波形和数据采集在虚拟仪