电子实习教学引入虚拟仿真教学环节更好培养学生综合能力

龙英文，汪敬华，章伟，余粟

摘要：为了更好地培养学生综合能力，我们在电子实习实践环节引入虚拟仿真教学环节，对电子实习课程在教学内容和教学模式设计等方面进行了教学改革与探索，把仿真环节贯穿到电子实习过程中去。实践证明，把仿真环节引入到电子实践教学中可以帮助同学加深理解、启发创新能力，取得良好的教学效果。

关键词：电子实习；虚拟仿真；综合能力；教学改革；教学效果

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）44-0128-02

一、电子实习教学的改革措施

近几年来，我们在电子实习课程的教学内容、教学模式、考核等方面做了一些有益的改革与探索，以达到培养和提高学生综合能力的教学目标。

（一）在原来教学案例库的基础上，补充实习电路仿真环节，充实实习教学内容

目前我校工程实训中心电子实习的基本教学内容良好，教学效果的经典教学案例较多，带有创新性质的案例有：基于TL084运算放大电路恒温控制电路原理、焊接与调试，串级放大电路原理、焊接与调试等。但整体而言，设计、创新性的实际内容还是偏少，无法满足我校内涵建设和卓越工程师教育培养计划对人才培养的要求，因此需要在实习教学中引入虚拟仿真环节，依据实际项目建立仿真标准案例库，这样在学生实习之前先通过进行虚拟仿真加深对实习内容的理解，从而提高实习效果。另外实习结束前我们都向指导老师和同学征集优秀仿真案例，组织学校专家进行研讨，不断扩充、完善备仿真案例的电子实习经典教学案例库。这样不仅丰富和充实了实习教学内容，而且提升了学生对知识点的理解和掌握。

（二）建立学生“学习、仿真、试作、创新”的实习机制

根据电子实习教学培养目标，我们大致将整个实习过程分为学习、仿真、试作、创新四个阶段。针对这四个阶段的特点，实习教师相应地调整教学重心和方式。学习，主要是课本知识的学习。这个阶段教师的教学侧重于结合实习内容讲解不同知识点的用处，激发学生的兴趣和爱好，增强学生自主学习的能力；仿真，通过熟悉仿真电路和修改参数观察仿真结果等途径，帮助学生对主要知识进行充分消化和吸收，在学生修改及调试仿真电路的过程中，培养学生分析和解决问题的能力。在这个阶段指导老师要引导学生掌握和理解关键电路模块的基本原理，进行仿真学习，进一步了解每个元器件的作用，进而在后续的实物调试和排除故障方面更加得心应手。试作，主要是根据实习指导书原理图，进行元器件焊接及调试。在这个阶段指导老师要引导学生根据仿真结果及电路参数的修改来指导实际电路的调试，注意理论联系实践、实践又巩固理论的客观规律。创新，是实习的最后一个阶段，相比于前三个阶段，这个阶段对能力培养的要求会变得更高。在这个阶段指导老师要启发学生的创新思维，学生自行提出设计项目方案并在该方案立案之前进行仿真验证，指导老师会根据学生提出的设计项目方案和仿真结果对其进行评估和指导。通过在项目设计中融入虚拟仿真环节可以培养学生的创新设计、交流沟通和团队协作能力。这个阶段，实习指导老师需要激发学生的创造性和潜能，并通过最后的答辩环节评定和考核项目实施中团队成员的表现，给出客观的评价。

（三）利用网络平台和多媒体技术，普及虚拟仿真教学环节，改进教学手段和方法

传统电子实习过程中指导老师都是通过面对面、手把手的方式指导学生焊接和调试电路，教学内容比较枯燥。为此，我们陆续制作了一系列仿真案例教程、完善了教学多媒体课件并通过教学系统网络方便实习学生查看，方便学生提前预习。在实习课堂上运用图像、仿真和演示视频相结合的多媒体形式，并注意和学生的互动来激发学生实习的兴趣；在课外通过网上的师生互动环节，拓宽教师和学生交流互动的渠道，使得学生更好更快地了解实习内容，加强学生的课前预习环节，从而可以更好地提升教学质量和教学效果。

（四）个人与团队兼顾，基础知识与创新环节并重，综合客观考核每位学生

为了更加客观评价学生电子实习表现，我们建立了一套较为科学的评价标准。首先我们把整个电子实习内容的安排划分为五个主要部分：基础、提高、设计、实作和答辩。并把仿真环节贯穿到前三个部分中来：（1）基础部分（占30%）。通过虚拟仿真环节主要是培养学生个人基础知识的掌握和基本技能的训练。（2）提高部分（占30%）。提供给学生一些较为复杂的电路原理图及与之相对应的仿真模块图等资料作为实习的提高内容，主要培养学生独立学习及解决问题的能力，为后续的设计阶段打下基础。（3）设计部分（占30%）。在这个阶段，学生自由组队，四五人一组，根据实习列表自主选择实习的设计项目，小组内部进行设计项目内容分解，通过原理图设计及仿真环节进行前期验证和改进。（4）对仿真验证过的电路原理图进行元器件焊接、独立调试，提交最终的作品、仿真及实验报告，以小组为单位完成实习项目。（5）答辩部分（占10%）。每个小组推选一名成员，对实习项目完成情况进行实物展示及项目结案答辩。

二、改革后的教学效果

最近几年里，我们工程实训中心对电子实习教学内容不断地加以改进和做出有效的尝试，把虚拟仿真环节引入其中，取得了不错的实习效果，不仅使得广大学生在实习过程中收益颇丰，而且也提高了指导教师的教学质量和水平。经过模拟、反复实践，以及师生对话等形式反映现状，主要使学生取得了以下几点收获：（1）自学能力得到锻炼，学习方法得到提高。在实習过程中，学生必须查阅相关资料，理解电路原理图，并且提出相关的设计方案，接着进行仿真实验，对得出的不同结果进行分析、比较和专研，以得到最合理的方案。在这个实践的过程中，所有的学员都似乎感觉自己的专业知识得到了提升，使学生在灵活运用知识方面得到了提高。（2）电路解析和故障排除能力得到相应提高。在实习中主要的关键环节是电路调试。连接线接触不良、元器件损坏、不共地等原因都会导致不能获得正确的实验结果，调试过程中通过运用仿真模拟实验结果，帮助学生分析实验中遇到的问题，细心排查，不断发现和解决问题。（3）学生分工合作和交流沟通能力得到锻炼。由于实习场地限制，电子实验课程都是以分组形式来完成的，每个小组成员负责一部分，实习内容需要学生团队合作共同完成。因此，小组成员之间必须加强分工合作，及时沟通，优势互补，任何一个环节出现问题都会延迟项目的进展。在最后的项目答辩上，学生要思路清晰、简单明确地进行项目论述以及口头解答，在此过程中，充分锻炼了学生的沟通能力和协作精神。（4）提高了运用知识的能力，增强了创新意识。实习过程中引入虚拟仿真环节可以帮助学生提前自己验证设计的原理图，克服了实验场地的限制，及时发现设计缺陷并进行修改，提高了项目设计效率。很多学生在最终的实习报告中是这样写的：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”这应该是学生对电子实习教学的最好心得体会。其实许多课本上的理论基础知识，是经过反复的仿真和实验才变得更加鲜活，才会演变成学生们自己的知识和技能。熟悉掌握和灵活运用这些知识，在今后的工作中一旦遇到新问题，才会运用正确的工程设计方法，才可能激发出新的灵感和创意并付出实践，我想这才是完善后电子实习内容给学生带来的最大收获。

三、结束语

教学实践证明，通过引入虚拟仿真环节对电子实习进行教学改革和建设，效果良好，不但可以提高学生对基础知识的领会，而且可以明显提高学生运用知识的能力。教学效果明显表明，改进后的电子实习教学可以使学生在自主学习、电路原理分析与设计、团队协作、交流沟通、创新设计等方面的能力得到进一步的提升，可以有效提高学生专业素质及综合能力。

参考文献：

[1]门亮.电工电子实习教学内容与主要制约条件分析[J].科技经济市场，2016，（2）.

[2]黄艳芳，郭立群，赵晶，吴波，冯升同，王剑峰.电工电子实习教学的改革与创新[J].实验室研究与探索，2015，（12）.endprint