虚实结合电工电子实验教学改革,该文是教学改革相关硕士论文范文和教学改革和虚实和电工类开题报告范文.
教学改革论文参考文献：
韩涛,凌六一,黄友锐,唐超礼,徐善永
（安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽淮南232001）
摘 要：针对现阶段各个高校电工电子实验教学中,实验室建设成本高,仪器设备成本高,无法全面覆盖全校所有学生,实验教学效率低下等问题,提出了在引入虚拟实验的同时,努力发展实物实验,通过“虚实结合”的实验教学方法,提高了电工电子实验教学的效率,激发了学生学习的积极性,培养了学生的多种能力,为学生将来从事更高级别的科研技术工作打好了坚实的基础.
关键词：电工电子实验；实验教学；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0272-02
基金项目：2014年安徽省教育厅颁布的重点教学研究项目（2014jyxml30）；2014年安徽理工大学颁布的重大教学研究项目（2014zdxm001）；2012年安徽省教育厅颁布的教学研究项目（2012jyxm201）
作者简介：韩涛（1984-）,男（汉族）,安徽淮南人,硕士研究生,安徽理工大学电气与信息工程学院,实验师,研究方向：电工电子实验教学与研究工作.
一、引言
电工电子是高等院校中非电专业开设的一门电类基础课程,涉及到了电路、模拟电子技术和数字电子技术的基本知识,是所有理工类学生必须掌握的一门电方面的基础课程,重要性不言而喻.但在高等院校开设电工电子课程的同时,电工电子的实验实践课程由于各种原因存在着很大的不足,很多学生学习之后仅仅停留在理论计算书本上一些简单电路参数的初级阶段,对于动手连接电路,对实际电路工作原理的理解,实际电路的设计和调试都存在很大问题.
二、目前实验教学存在问题
1.理论与实验差距较大.现在大多数理工科院校的电工电子实验教学中,实验项目数量少,所涉及的理论知识非常有限,造成了在理论教学中学习的很多理论知识,如元器件特性、电路原理、分析定理等,学生只能停留在照本宣科的阶段,本来就很宝贵的实验教学课时却只能选择一些基础、简单的理论原理作为实验对象,无法让学生充分、全面地理解电工电子中的所有知识和技能,有限的实验时间也无法让学生通过充分的实验分析、反复的实验操作、仔细的调试电路来深入理解所对应的知识技能,使学生对电工电子的理解和掌握大打折扣.
2.实验教学效率低.由于普通高校实验室建设经费有限,实验室设备陈旧,数量有限,更新换代迟缓,而电工电子实验过程中元器件损耗大,无法及时大量补充,造成了高校电工电子实验资源非常紧张,学生实验教学周期较大,缺少连续性.学生在实验过程中遇到困难,必须要老师到达现场后面对面地交流,实验报告还处于纸质手写阶段,每次实验都需要经过手写报告、人工收取报告、上交报告、人工批改报告、下发报告这几个阶段,经历周期时间长,实验报告问题反馈迟缓,不利于学生实验过程的改进和学习,极大地影响了学生实验的兴趣和积极性.
3.创新性实验缺乏.由于高校学生较多,实验室设备条件有限,造成了实验室只能满足学生基本实验需求,无法满足日益增加的学生自主性实验的需求,有些高校正在大力建设开放性实验室,但需要投入大量的人力物力,需要更大的更多的实验室,更新更快更先进的实验设备仪器,成本巨大.
因此,实验室的实验时间、实验设备的缺乏和学生的自主创新的实验需求正在成为高校实验教学的主要矛盾,如何能在有限的资源经费的情况下,最大地满足学生日益增长的自主创新的实验需求成为各个高校当前面临的主要问题.
三、虚拟实验的引入
针对上述各个高校电工电子实验教学所面临的主要问题,可以将采用虚拟仪器的虚拟实验引入到实验教学中.
虚拟仪器,是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种由计算机操纵的模块化仪器系统.它把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化,使之与计算机结合起来融为一体,构成了一台从外观到功能都完全与传统仪器一致,同时又充分享用计算机智能资源的全新仪器系统.“软件即仪器”本质地刻画出了虚拟仪器的特征[1,2].
虚拟仪器技术的出现是仪器发展史上的一场革命,对科学技术的发展和工业生产产生了不可估量的影响,同时也给高校实验教学的改革和实验室的建设带来了曙光[3].
1.成本低,适合大规模建设.虚拟实验本质上是一种仿真软件,成本远低于购买实体仪器设备,尤其是大规模批量采购时购买软件的成本更加经济实惠.而在实验过程中连接线、接头、焊锡等材料的损耗也是实物实验中居高不下的资金成本,更不用说实验教学中避免不了的仪器设备的维护维修,这些都是一笔庞大的开销,而使用了虚拟实验的仿真软件之后,只是需要开始购买时的一次性投资,在后期几乎很少需要维护和维修,极大地节省了实验成本,十分适用于大规模电工电子实验室的建设,符合电工电子实验教学的要求.
2.使用方便,使用率高.虚拟实验的仿真软件使用方便,只需要在计算机中安装该仿真软件即可进行虚拟实验,实物实验中的元器件的选取更换,元器件之间的电气连接、焊接,实验的运行,在虚拟实验时仅仅只需要点击几次鼠标即可完成,节省了学生大量时间.在虚拟实验电路运行的过程中,甚至可以进行中途的暂停,观察瞬态的实验现象和记录瞬时多变的数据,不可谓不方便.虚拟元器件和连线等不仅可以随取随用,反复使用,数目不限,而且在实验过程中更加不会有任何损坏和消耗,使用率高.
3.开放度高,教学效果好.由于虚拟实验只需要一台运行仿真软件的计算机即可实现,因此整个实验室只需要配备充足的计算机数量即可,不需要一些昂贵、复杂、笨重的实验仪器设备,所以可以让学生根据自己的计划安排进行实验的时间,不需要教师过多的管理,在自由灵活的环境下,在学生状态最好最适合学习研究的情况下进行实验,使得实验教学效果达到最好.
4.种类齐全,满足学生创新性要求.虚拟实验是一种仿真软件,因此元器件、设备仪器的数量、功能等不会过多的受到购买成本的影响,可以将虚拟实验的仿真软件中设计制作足够多、足够全的元器件和仪器设备等.在学生有了一些自己的设想时,完全可以随时随地的根据自己的感兴趣想法进行自由、自主的实验,不再受到元器件数量不足、种类不全、实验仪器设备性能较差的限制,可以随心所欲地尝试着自己的新想法新创意,极大地满足了学生进行创新性实验的要求.
四、实物实验的必要性
有些高校已经看到了基于虚拟仪器的虚拟实验巨大优势,开始逐渐建设发展虚拟实验,但往往却忽略了实物实验的必要性,舍弃了实物实验室的建设和发展.
1.实物实验特殊性.实物实验是在真实的物理环境中进行的实验,温度、湿度、风向、灰尘、速度等参数都会影响到实验的最终结果,不可忽视；实物实验中元件与元件之间除了宏观上会起作用,微观领域也在发生着微妙的变化,实验运行时其作用的因素、条件可能在已知领域,也可能发生在未知领域,其复杂程度远远大于人为设定出来的仿真软件虚拟器件所能代替,而这些都是实物实验所必须经历的过程和条件.
2.实物实验的重要性.实验的目的是为了验证理论的正确性,而理论是对现实事物规律的一种抽象,是实实在在现实的东西,仿真软件中的虚拟器件和用虚拟器件进行的实验,都是在忽略了某些物理参数,理想化某些物理条件下的相对真实的器件和实验,虽然仿真可以在一定程度上和实际情况相符,但无法真正代替实物实验的客观性和真实性,如果学生长期习惯于仿真的实验环境中,其对于真实事物的理解,真实定理理论的研究不可避免的将带有局限性,甚至是错误.而每次理论的验证和猜想的证明只是通过简单的仿真虚拟实验进行验证,更加不利于培养学生严谨踏实的工作作风,不利于学生进一步的发展.因此实物实验是重要的、必须的和不可替代的.
五、实验教学的“虚实结合”
1.虚拟实验是催化剂.虚拟实验具有的低成本、模块化、集成化、网络化等特点,特别适合高校大规模的配置和使用,其强大的功能,完整齐全的元件设备,简单便捷的操作,灵活多样的实验方法,创新开放的本质,为学生深刻理解理论知识,掌握实践技能提供了一个非常方便的途径,几乎可以使在校学生每人单独一个实验平台,学生可以按照自己的兴趣、想象和创造进行最具创新性的实验.虚拟实验的引入使得电工电子实验教学可以覆盖全校每一位学生,以最直观的方式让学生见到实验现象,帮助学生以最有效率的方式理解课程学习中遇到的各种理论知识.最快的速度帮助学生将自己的创新性想法和推论从想法阶段过渡到实验阶段,以最接近真实的实验过程验证学生设想出来的种种推论和猜想,为最终的实物实验真实可靠的验证创新性推论或猜想做好充分准备.
2.实物实验是根本.为了培养学生严谨踏实的作风,为了确实证明学生自己的推论或猜想的真实性和正确性,在虚拟实验仿真完成后,最终必须经过实实在在的实物实验进行验证,实物实验是不可替代的一个必要过程,无论虚拟实验仿真结果多么正确,都必须要进行实物实验,只有在现实环境中的实物实验才能将现实世界中各种已知和未知因素融入实验之中,也只有在通过了实物实验验证之后,创新的想法和推论才能得到最具说服力的证明,也只有这样才能最终证明理论的正确与否,实验结果才能让人信服.
六、结论
通过“虚实结合”的电工电子实验教学,在提高了学生学习效率的同时,培养了学生更加严谨踏实的作风,为学生将来更好的发展和更高级别的科学技术研究工作打下了坚实的基础.
参考文献：
[1]李志瑞,程万里.高校虚拟仪器电工电子实验应用研究[J].安阳工学院学报,2015,（03）：57-58.
[2] 刘喜有. 电工电子虚拟实验室技术研究[J]. 硅谷,2014,（01）：46-47.
[3]陈永建,周艳.网络虚拟电子实验室对教学模式改革的影响及其构建[J].实验科学与技术,2014,（12）：213-217.
结论:本文是大学硕士与教学改革本科教学改革毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料，关于免费教你怎么写教学改革和虚实和电工方面论文范文.
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