基干虚拟仿真数字电子技术实验教学改革及实践.doc

基干虚拟仿真数字电子技术实验教学改革及实践 　　摘 要：该文主要从改革的意义和举措两个方面进行阐述，针对当前数字电子技术实验教学的不足，采用基于网络化的虚拟仿真技术进行数字电子技术实验教学改革与实践。实践证明，基于虚拟仿真的数字电子技术实验适应时代发展的需求，激发了学生学习的热情，提高了授课效果 关键词：数字电子技术实验 虚拟仿真 改革与实践 中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（b）-0082-02 数字电子技术是笔者学校精品课程，目前正在进行网络资源共享课的建设，同时它也是理工科电气工程及其自动化、电气自动化技术、机械设计制造及其制动化、物联网工程、应用物理学和计算机科学与技术等专业的专业基础课。该课程不仅具有自身的理论体系而且实践性非常强。该课程主要的内容是解决数字电子电路相关理论的入门，学生能够在掌握基本理论的同时进行简单的设计，掌握分析和设计的基本方法和基本技能，为后学专业课的学习打下良好的基础 以往的数电实验教学基本上是硬件实验室内部操作。学生在学习完理论课后，在实验课上直接通过实验台进行验证性操作或者简单设计再通过实验箱搭建电路，这样的操作设计性比较差，很多知识的掌握达不到加强巩固的效果。如果有一个好的实验平台能够让学生对所学的内容进行及时的验证，教学效果会大幅度地提高。对一些兴趣比较高、学有余力的学生还可以针对实际问题设计一些电路，然后在平台上练习，从而发现问题解决问题。去年该校购置了虚拟仿真平台，但是由于网络不稳定、平台的操作不熟练等因素影响，目前数电实验目前还停留在实验箱的阶段，虽然经过一定的改革增加了面包板，学生的动手能力有一定的提高。但因有许多问题出现，如初学者对原理掌握不牢固、理论知识跟不上实验内容效果不佳、教学评价和实验考核手段比较单一、设备的故障频发、设备升级不方便等诸多因素严重影响教学，也限制了学生的创造力和学习的主观能动性 1 数字电子实验教学改革的意义 数字电子技术工程性和实践性极强，相应实验课程的开设，不仅可以帮助学生理解和掌握该课程的基本内容，还可以提高学生的动手能力，培养学生的创新思维。利用网络技术、计算机技术与虚拟仿真技术在计算机上构建一个虚拟实验室环境，提供可操作虚拟实验仪器，使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验，同时还提供网络实验教学的一体化管理功能[1]。该校在电类专业中开展了部分仿真课程的公共选修课和专业选修课，已经购置了仿真平台，以及计算机机房等硬件设备，对于数电实验的仿真有一定的基础。但是实践教学内容和人才培养模式还有一定的差距，而且并不互相兼容，需要系统的虚拟仿真实验机制来提高实验教学和管理的有效性和可行性 采用虚拟仿真的数字电子技术实验的开设不仅可以弥补传统硬件实验的不足，提高学生学习的兴趣、动手能力的培养及综合素质的提升，而且具有以下几点优势 （1）解决了传统实验资金不足或不能及时到位的现象。虚拟仿真不像硬件实验室那样需要比较高额的维护费用，而且维护起来不受时间和地点的限制，利于实验教学的管理 （2）通过综合实验群，实现综合利用资源。数电实验涉及到信号的产生，数字电路的实现，可将虚拟软件平台和EDA实验室及信号与系统实验室等多个实验平台构建，共同完成综合性和设计性实验的仿真及操作 （3）互动性较强。网络化实验室虚拟操作可以实现生与生、生与师、师与师之间的远程互动与交流。老师可以有效地对学生进行实验指导、监督和考核，学生通过交流很快地掌握实验内容，有效地进行实验操作 （4）提升学生自主学习的能力。学生可以根据自身条件，除了完成老师交代的内容之外，设计自己喜欢的实验环境和实验模式，自我设计与创造，提高自我学习的能力、锻炼动手能力和设计能力 （5）与科技发展同步，保证实验的先进性与前瞻性。及时有效地对虚拟软件进行更新，与时俱进地采用新的方法授课，引入新的实验内容，提高学生开展探索性、研究性、创新创意性实验 2 虚拟仿真数字电子技术实验改革与实践的举措 为了培养中国特色应用技术型人才，教学中必须加强学生的技术理论、注重技术应用、突出实践教学，而加强实践性教学环节建设正是整个教学过程的一个基础 2.1 改革教学过程 通过学习其他院校实验教学模式，根据当前信息网络技术发展特点，参考其教学经验与做法，对该课程的教学过程加以调整。针对不同的专业选用不同的教材，精选教学内容、精炼讲课题材 2.2 完善教学大纲，实现人才培养目标，适应人才培养模式 通过课题组成员授课经验及学习研究的结果，商讨完善教学大纲，制定比较合理的实验教学考核机制，实现人才培养目标 2.3 改革实践教学内容和方法 通过引入现代化的教学手段，推进实验教学方法和手段的