随着计算机技术、多媒体技术、仿真技术以及虚拟技术等现代信息技术的迅速发展,现代教育教学技术的发展也日新月异,其中实验手段和测量方法的发展尤为迅速。传统的测量仪器和测量方法不断朝以计算机为核心的方向发展,因此现代实验教学非常有必要跟上时代科技发展的步伐。
教学环节包括理论教学和实验教学,两者相辅相成、缺一不可,特别是对于实践性和应用性很强的电子类专业,实验教学环节的重要性更加突出。电子类专业学生必须通过足够数量和良好质量的实验,才可能真正理解和掌握电子类专业的理论知识和实验技能,实现理论和实践相结合。但是随着我国高等教育改革的进一步深化,高校的招生规模不断增大,学生人数急剧增加;此外由于电子仪器设备的快速发展和产品特性,实验设备容易过时、陈旧、老化等,导致很多高校实验设备的数量和质量无法满足实验教学的要求。因此,加强实验室建设、改进实验方法和手段、不断进行实验教学改革,具有一定的必要性和紧迫性。
在电子类专业的实验教学改革中,随着各种EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)软件的发展,以虚拟元件和仪器为基础的虚拟实验应运而生,为更好地完成电子类实验提供了先进的技术手段。虚拟实验是指应用计算机技术和虚拟技术模拟实际实验,通过仿真得到实验结果的计算机应用系统[1]。电子类专业的虚拟实验就是结合电子类实验课程的特点,通过计算机软件构造模拟实验的环境,利用虚拟仿真软件设计电路,进行计算机仿真分析和实验测试。通过虚拟实验,学生不仅加深了对电子类课程理论知识的理解和掌握,而且还可以学会仿真设计与模拟调试,为学生发挥创新精神提供了极好的实践平台。因此,把电子类专业实验与计算机模拟仿真结合起来形成的虚拟实验,无疑是电子类专业实验教学的发展趋势。
1 传统实验和虚拟实验的比较
2 结束语
在实验教学过程中引入虚拟实验已成为一种发展趋势,但引入虚拟实验并不是说可以抛弃传统实验,传统实验在提高学生实际动手操作能力上具有不可替代的优势,因此,必须在实验教学改革中将虚拟实验和传统实验相结合,实现二者相辅相成,优势互补。
通过在我校电子类专业实验教学中的实践证明,基于虚拟仪器技术的虚拟实验与传统实验相结合,降低了实验开设成本,拓展了实验开设内容,丰富了实验教学手段,提高了实验教学效果,节约了实验室维护管理费用,增强了学生学习的积极性、主动性和创造性,为实验教学改革开辟了广阔而崭新的空间。
参考文献
[1] 刘洪.基于X3D的虚拟化学实验室研究与设计[D].成都:四川师范大学,2006.
[2] 龙在云,张晓林.模拟电子电路虚拟实验平台的设计与实现[J].电气电子教学学报,2002(6):61-64.
[3] 朱文忠.基于Web的虚拟实验室的设计与实现[D].重庆:重庆大学,2007.
[4] 李松湘.虚拟仿真技术在电子技术课程教学中的应用研究[D].长沙:湖南师范大学,2012.
[5] 黄品梅,方昌始,俞祝良.有效降低实验电气设备及元件损坏率的措施和方法[J].实验室研究与探索,2011(8):222-224.
姚高华 詹小颖 梧州学院 |