“虚实结合”电工电子实验教学改革研究.docx

“虚实结合”电工电子实验教学改革研究摘要：针对现阶段各个高校电工电子实验教学中实验室建设成本高仪器设备成本高无法全面覆盖全校所有学生实验教学效率低下等问题提出了在引入虚拟实验的同时努力发展实物实验通过“虚实结合”的实验教学方法提高了电工电子实验教学的效率激发了学生学习的积极性培养了学生的多种能力为学生将来从事更高级别的科研技术工作打好了坚实的基础。关键词：电工电子实验；实验教学；改革中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）24-0272-02一、引言电工电子是高等院校中非电专业开设的一门电类基础课程涉及到了电路、模拟电子技术和数字电子技术的基本知识是所有理工类学生必须掌握的一门电方面的基础课程重要性不言而喻。但在高等院校开设电工电子课程的同时电工电子的实验实践课程由于各种原因存在着很大的不足很多学生学习之后仅仅停留在理论计算书本上一些简单电路参数的初级阶段对于动手连接电路对实际电路工作原理的理解实际电路的设计和调试都存在很大问题。二、目前实验教学存在问题1.理论与实验差距较大。现在大多数理工科院校的电工电子实验教学中实验项目数量少所涉及的理论知识非常有限造成了在理论教学中学习的很多理论知识如元器件特性、电路原理、分析定理等学生只能停留在照本宣科的阶段本来就很宝贵的实验教学课时却只能选择一些基础、简单的理论原理作为实验对象无法让学生充分、全面地理解电工电子中的所有知识和技能有限的实验时间也无法让学生通过充分的实验分析、反复的实验操作、仔细的调试电路来深入理解所对应的知识技能使学生对电工电子的理解和掌握大打折扣。2.实验教学效率低。由于普通高校实验室建设经费有限实验室设备陈旧数量有限更新换代迟缓而电工电子实验过程中元器件损耗大无法及时大量补充造成了高校电工电子实验资源非常紧张学生实验教学周期较大缺少连续性。学生在实验过程中遇到困难必须要老师到达现场后面对面地交流实验报告还处于纸质手写阶段每次实验都需要经过手写报告、人工收取报告、上交报告、人工批改报告、下发报告这几个阶段经历周期时间长实验报告问题反馈迟缓不利于学生实验过程的改进和学习极大地影响了学生实验的兴趣和积极性。3.创新性实验缺乏。由于高校学生较多实验室设备条件有限造成了实验室只能满足学生基本实验需求无法满足日益增加的学生自主性实验的需求有些高校正在大力建设开放性实验室但需要投入大量的人力物力需要更大的更多的实验室更新更快更先进的实验设备仪器成本巨大。因此实验室的实验时间、实验设备的缺乏和学生的自主创新的实验需求正在成为高校实验教学的主要矛盾如何能在有限的资源经费的情况下最大地满足学生日益增长的自主创新的实验需求成为各个高校当前面临的主要问题。三、虚拟实验的引入针对上述各个高校电工电子实验教学所面临的主要问题可以将采用虚拟仪器的虚拟实验引入到实验教学中。虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面的软件组成的测控系统是一种由计算机操纵的模块化仪器系统。它把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化使之与计算机结合起来融为一体构成了一台从外观到功能都完全与传统仪器一致同时又充分享用计算机智能资源的全新仪器系统。“软件即仪器”本质地刻画出了虚拟仪器的特征[12]。虚拟仪器技术的出现是仪器发展史上的一场革命对科学技术的发展和工业生产产生了不可估量的影响同时也给高校实验教学的改革和实验室的建设带来了曙光[3]。1.成本低适合大规模建设。虚拟实验本质上是一种仿真软件价格成本远低于购买实体仪器设备尤其是大规模批量采购时购买软件的价格成本更加经济实惠。而在实验过程中连接线、接头、焊锡等材料的损耗也是实物实验中居高不下的资金成本更不用说实验教学中避免不了的仪器设备的维护维修这些都是一笔庞大的开销而使用了虚拟实验的仿真软件之后只是需要开始购买时的一次性投资在后期几乎很少需要维护和维修极大地节省了实验成本十分适用于大规模电工电子实验室的建设符合电工电子实验教学的要求。2.使用方便使用率高。虚拟实验的仿真软件使用方便只需要在计算机中安装该仿真软件即可进行虚拟实验实物实验中的元器件的选取更换元器件之间的电气连接、焊接实验的运行在虚拟实验时仅仅只需要点击几次鼠标即可完成节省了学生大量时间。在虚拟实验电路运行的过程中甚至可以进行中途的暂停观察瞬态的实验现象和记录瞬时多变的数据不可谓不方便。虚拟元器件和连线等不仅可以随取随用反复使用数目不限而且在实验过程中更加不会有任何损坏和消耗使用率高。3.开放度高教学效果好。由于虚拟实验只需要一台运行仿真软件的