電子電氣類(lèi)課程教學(xué)中專(zhuān)業(yè)仿真軟件的運(yùn)用論文
1 教學(xué)改革的發(fā)展?fàn)顩r
電子電氣類(lèi)課程的傳統(tǒng)教學(xué)采用"先理論,后實(shí)踐"的教學(xué)方法,即先在教室進(jìn)行理論教學(xué),然后在實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)踐教學(xué).這種教學(xué)模式的弊端是顯而易見(jiàn)的,枯燥的理論課程讓學(xué)生很快失去了學(xué)習(xí)興趣.由于學(xué)生前面的理論知識(shí)沒(méi)有掌握好,所以后面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也難以收到好的效果.
近十年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國(guó)家對(duì)高等院校大力支持使得實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得到了很大的發(fā)展.在應(yīng)用型本科院校和高職高專(zhuān)院校中,廣泛開(kāi)展了理實(shí)一體化的教學(xué)改革.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互交叉進(jìn)行,將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,實(shí)踐的結(jié)果反過(guò)來(lái)又促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解.這種教學(xué)模式確實(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力,收到了很好的教學(xué)效果[1,3].但這種理實(shí)一體化教學(xué)要求學(xué)校購(gòu)買(mǎi)足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以保證正常的教學(xué).雖然國(guó)家給予一定的資金支持,但學(xué)校仍面臨巨大的財(cái)政壓力.因此實(shí)際中通常只有少數(shù)課程能夠開(kāi)展這樣的一體化教學(xué).再者,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的耗材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)等需要耗費(fèi)大量的人力物力.所以這種理實(shí)一體化的教學(xué)改革投入成本高,難以全面普及,大部分課程仍繼續(xù)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式.
2 專(zhuān)業(yè)仿真軟件
近十多年來(lái),電子電氣類(lèi)的仿真軟件得到了快速發(fā)展.出現(xiàn)了許多能夠?qū)I(yè)仿真軟件,極大地改變了許多相關(guān)課程的學(xué)習(xí)方式.以前需要在硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在可以在這些軟件中進(jìn)行仿真進(jìn)行模擬或?qū)嶒?yàn).因此仿真實(shí)驗(yàn)不僅極大地節(jié)省了開(kāi)支,還可以靈活地改變各種參數(shù)、模擬各種情況下的實(shí)驗(yàn).
3 教學(xué)案例
在多媒體教室內(nèi)授課的情況,分別以電工基礎(chǔ)和單片機(jī)課程為例,來(lái)說(shuō)明專(zhuān)業(yè)仿真軟件的應(yīng)用.
3.1 電工基礎(chǔ)課程電工基礎(chǔ)課程是電氣類(lèi)及機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,是學(xué)生學(xué)習(xí)其它專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ),其特點(diǎn)是理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng).學(xué)生不僅需要理解相關(guān)重要定律和定理,并能正確地完成相應(yīng)計(jì)算,還需要在實(shí)際中能正確運(yùn)用所學(xué)知識(shí).這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)本門(mén)課程時(shí),感到難度很大,尤其是學(xué)生對(duì)初高中物理電學(xué)知識(shí)掌握欠缺的情況下,更是如此.
以基爾霍夫定律的講解為例.教師采用多媒體電腦,在 Protues軟件中設(shè)置如圖1所示的驗(yàn)證電路.圖中三個(gè)支路上的電流表分別顯示各支路中的電流值,每個(gè)元器件上電壓也一目了然.引導(dǎo)學(xué)生來(lái)分析電路圖,先計(jì)算電流.如果按照流入電流為正,流出電流為負(fù) (反之亦可),電流的代數(shù)和為零;然后再計(jì)算右邊回路各元器件的電壓代數(shù)和也為零.所以可以很容易得到節(jié)點(diǎn)電流定律.修改電源電壓和電阻的阻值,來(lái)驗(yàn)證結(jié)論是否正確.這樣的仿真實(shí)驗(yàn),能夠有效彌補(bǔ)板書(shū)教學(xué)形式的不足,使學(xué)生更容易明白相應(yīng)知識(shí)點(diǎn),并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
3.2 單片機(jī)課程學(xué)生普遍感覺(jué)單片機(jī)課程的理論抽象難懂.我們開(kāi)發(fā)了基于Pro-teus和Keil軟件聯(lián)合仿真的一系列單片機(jī)項(xiàng)目化教程,旨在幫助學(xué)生學(xué)好本門(mén)課程.圖2是80C51單片機(jī)控制一個(gè)LED的實(shí)驗(yàn)電路.筆者的教學(xué)思路是:首先點(diǎn)亮該LED,然后讓其閃爍.在此過(guò)程中學(xué)習(xí)指令.再者,增加一個(gè)按鍵來(lái)點(diǎn)亮和熄滅該LED.陸續(xù)引出有關(guān)指令的學(xué)習(xí),這樣的教學(xué)方法可以收到良好的教學(xué)效果.
4 對(duì)教師的要求
但采用仿真教學(xué)方法也對(duì)授課教師提出了較高的要求.除了對(duì)課程內(nèi)容熟悉之外,教師還必須學(xué)習(xí)仿真軟件的使用以及設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn),把課程內(nèi)容融入到仿真實(shí)驗(yàn)之中.上課內(nèi)容以仿真實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn),通過(guò)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的.學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握哪些新的知識(shí),教師必須提前做好規(guī)劃.還要注意分散課程的重點(diǎn)與難點(diǎn).在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,引入的新知識(shí)點(diǎn)及重難點(diǎn)要適量.實(shí)驗(yàn)講解完畢后,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生舉一反三,并鼓勵(lì)學(xué)生自行嘗試實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)系列的設(shè)計(jì)要注意前后的銜接性,后續(xù)的實(shí)驗(yàn)則以在前面實(shí)驗(yàn)中所學(xué)過(guò)的內(nèi)容為基礎(chǔ).實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由淺入深的原則.所以設(shè)計(jì)一系列仿真實(shí)驗(yàn)并非易事,需要教師們反復(fù)討論與交流.另外,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生熟練兩款軟件的使用,鼓勵(lì)學(xué)生自己去設(shè)計(jì)一些仿真實(shí)驗(yàn).
5 總結(jié)
本文以電工基礎(chǔ)和單片機(jī)課程為例,說(shuō)明了專(zhuān)業(yè)仿真軟件在電子電氣類(lèi)課程教學(xué)中的方便性和重要性,其目的是提醒教師要重視此類(lèi)仿真軟件在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用,以提高教學(xué)效果.
參考文獻(xiàn)
[1] 張士磊,孟昕元.創(chuàng)新實(shí)踐型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2014.
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