電子電氣類(lèi)課程教學(xué)中專(zhuān)業(yè)仿真軟件的運用論文
1 教學(xué)改革的發(fā)展狀況
電子電氣類(lèi)課程的傳統教學(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/實(shí)訓室進(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)習興趣.由于學(xué)生前面的理論知識沒(méi)有掌握好,所以后面的實(shí)驗教學(xué)也難以收到好的效果.
近十年來(lái),隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展以及國家對高等院校大力支持使得實(shí)驗室建設得到了很大的發(fā)展.在應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,將理論知識應用于實(shí)踐,實(shí)踐的結果反過(guò)來(lái)又促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解.這種教學(xué)模式確實(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣,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)校購買(mǎi)足夠的實(shí)驗設備以保證正常的教學(xué).雖然國家給予一定的資金支持,但學(xué)校仍面臨巨大的財政壓力.因此實(shí)際中通常只有少數課程能夠開(kāi)展這樣的一體化教學(xué).再者,實(shí)驗過(guò)程中的耗材、實(shí)驗設備的維護等需要耗費大量的人力物力.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,大部分課程仍繼續采用傳統的教學(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.出現了許多能夠專(zhuān)業(yè)仿真軟件,極大地改變了許多相關(guān)課程的學(xué)習方式.以前需要在硬件實(shí)驗平臺上完成的實(shí)驗,現在可以在這些軟件中進(jìn)行仿真進(jìn)行模擬或實(shí)驗.因此仿真實(shí)驗不僅極大地節省了開(kāi)支,還可以靈活地改變各種參數、模擬各種情況下的實(shí)驗.
3 教學(xué)案例
在多媒體教室內授課的情況,分別以電工基礎和單片機課程為例,來(lái)說(shuō)明專(zhuān)業(yè)仿真軟件的應用.
3.1 電工基礎課程電工基礎課程是電氣類(lèi)及機電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課,是學(xué)生學(xué)習其它專(zhuān)業(yè)課程的基礎,其特點(diǎn)是理論性和實(shí)踐性都非常強.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計算,還需要在實(shí)際中能正確運用所學(xué)知識.這使得學(xué)生在學(xué)習本門(mén)課程時(shí),感到難度很大,尤其是學(xué)生對初高中物理電學(xué)知識掌握欠缺的情況下,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軟件中設置如圖1所示的驗證電路.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.引導學(xué)生來(lái)分析電路圖,先計算電流.如果按照流入電流為正,流出電流為負 (反之亦可),電流的代數和為零;然后再計算右邊回路各元器件的電壓代數和也為零.所以可以很容易得到節點(diǎn)電流定律.修改電源電壓和電阻的阻值,來(lái)驗證結論是否正確.這樣的仿真實(shí)驗,能夠有效彌補板書(shū)教學(xué)形式的不足,使學(xué)生更容易明白相應知識點(diǎn),并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣.
3.2 單片機課程學(xué)生普遍感覺(jué)單片機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項目化教程,旨在幫助學(xué)生學(xué)好本門(mén)課程.圖2是80C51單片機控制一個(gè)LED的實(shí)驗電路.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)習指令.再者,增加一個(gè)按鍵來(lái)點(diǎn)亮和熄滅該LED.陸續引出有關(guān)指令的學(xué)習,這樣的教學(xué)方法可以收到良好的教學(xué)效果.
4 對教師的要求
但采用仿真教學(xué)方法也對授課教師提出了較高的要求.除了對課程內容熟悉之外,教師還必須學(xué)習仿真軟件的使用以及設計仿真實(shí)驗,把課程內容融入到仿真實(shí)驗之中.上課內容以仿真實(shí)驗的形式出現,通過(guò)每個(gè)實(shí)驗的.學(xué)習,要求學(xué)生掌握哪些新的知識,教師必須提前做好規劃.還要注意分散課程的重點(diǎn)與難點(diǎn).在每一個(gè)實(shí)驗中,引入的新知識點(diǎn)及重難點(diǎn)要適量.實(shí)驗講解完畢后,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行歸納總結引導學(xué)生舉一反三,并鼓勵學(xué)生自行嘗試實(shí)驗.實(shí)驗系列的設計要注意前后的銜接性,后續的實(shí)驗則以在前面實(shí)驗中所學(xué)過(guò)的內容為基礎.實(shí)驗設計要遵循由簡(jiǎn)單到復雜、由淺入深的原則.所以設計一系列仿真實(shí)驗并非易事,需要教師們反復討論與交流.另外,教師應引導學(xué)生熟練兩款軟件的使用,鼓勵學(xué)生自己去設計一些仿真實(shí)驗.
5 總結
本文以電工基礎和單片機課程為例,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)程中的應用,以提高教學(xué)效果.
參考文獻
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