電子信息類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路-虛擬技術(shù)

1、電子信息類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路虛擬技術(shù)摘要：本文分析了當(dāng)前電子信息類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題及現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和手段，為進(jìn)步學(xué)生的綜合才能和素質(zhì)，討論了虛擬技術(shù)在電子信息類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；EB；虛擬儀器電子信息類系列課程是電類專業(yè)學(xué)生極其重要的技術(shù)根底課和專業(yè)課,這些電類課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裼行Ш透咝ч_(kāi)展，對(duì)電類專業(yè)學(xué)生的高質(zhì)量培養(yǎng)起至關(guān)重要的作用。在電子信息類系列課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中處理好傳授知識(shí)與培養(yǎng)才能的關(guān)系，把重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生才能和進(jìn)步學(xué)生科學(xué)素質(zhì)上。一、電子信息類專業(yè)根底實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的主要問(wèn)題及現(xiàn)有的手段一電子信息類專業(yè)根底實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的主要問(wèn)題1、

2、教學(xué)內(nèi)容多，教學(xué)時(shí)數(shù)少教學(xué)改革后大綱規(guī)定的學(xué)時(shí)數(shù)比擬少。但為了學(xué)生后續(xù)課的學(xué)習(xí)及才能的培養(yǎng)其內(nèi)容不應(yīng)減少。由于教學(xué)時(shí)數(shù)的減少，電子線路實(shí)驗(yàn)只能做以下幾個(gè)內(nèi)容：“模電實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)12個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，另外開(kāi)設(shè)有設(shè)計(jì)性小制作實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)制作的內(nèi)容不限，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好，自選內(nèi)容。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)2個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和6個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，但在通常情況下，專業(yè)根底課教學(xué)在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的比例應(yīng)為3：1左右，而目前我們的實(shí)際情況離這一要求相差甚遠(yuǎn)。這必將對(duì)學(xué)生在素質(zhì)的進(jìn)步，才能的培養(yǎng)上產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。2、重知識(shí)傳授，輕才能培養(yǎng)傳統(tǒng)的教學(xué)方法一般是以傳授知識(shí)為主，老師按照教學(xué)大綱一課課地講，學(xué)生被動(dòng)地一課一課地聽(tīng)，老師

3、講到哪里學(xué)生就聽(tīng)到哪里。學(xué)生反響：“老師講課時(shí)我都能聽(tīng)明白，但是讓我自己做就不知道如何下手。這就是典型的才能不夠的問(wèn)題。3、傳統(tǒng)教學(xué)思想阻礙實(shí)驗(yàn)室功能發(fā)揮高等院校要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新才能。應(yīng)當(dāng)說(shuō)：高等院校的實(shí)驗(yàn)和理論環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新才能最生動(dòng)、最活潑的場(chǎng)所。但這一方面往往被無(wú)視了，傳統(tǒng)的教學(xué)思想、教學(xué)方法、教學(xué)手段，阻礙了實(shí)驗(yàn)室功能的發(fā)揮。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者丁肇中教授說(shuō)過(guò)，他是第一個(gè)通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)得到諾貝爾獎(jiǎng)的中國(guó)人，希望能進(jìn)步中國(guó)人對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，擺脫輕實(shí)驗(yàn)，過(guò)分重視理論的舊傳統(tǒng)。由此可見(jiàn)，不重視實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，培養(yǎng)高素質(zhì)的人才就是一句空話。二電子信息類專業(yè)根底實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的

4、現(xiàn)有手段這是一種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路在面包板上插裝元器件和連接導(dǎo)線，然后接入信號(hào)源進(jìn)展性能指標(biāo)的測(cè)試。對(duì)于大型設(shè)計(jì)型試驗(yàn)，在對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)展實(shí)驗(yàn)和調(diào)試時(shí)，需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不斷更換元器件或修改參數(shù)，直至到達(dá)設(shè)計(jì)要求。這種試驗(yàn)方式受儀器設(shè)備和元器件品種、數(shù)量的限制，而且實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，有些實(shí)驗(yàn)往往無(wú)法及時(shí)完成。學(xué)生分析、解決電子技術(shù)小型綜合系統(tǒng)的才能差，動(dòng)手操作才能弱，離素質(zhì)教育、綜合才能的培養(yǎng)目的還有很大的間隔 ?？傊?，在現(xiàn)行教學(xué)方式和手段下，保證學(xué)生學(xué)習(xí)好、掌握好電子技術(shù)系列課程的措施尚不夠充分。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.二、虛擬技術(shù)在電子信息類課程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用前景一“電子工作臺(tái)EB在

5、電子信息類課程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，電子電路的模擬或仿真，已成為電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要手段。在仿真過(guò)程中，僅需操作鼠標(biāo)即可設(shè)計(jì)電路、更換元器件、修改參數(shù)、測(cè)量數(shù)據(jù)和觀察波形，直至電路性能最優(yōu)。虛擬“電子工作臺(tái)B)。它可以仿真模擬電路、數(shù)字電路和混合電路。目前，己在現(xiàn)代電子工程設(shè)計(jì)和電子類課程教學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。電子技術(shù)開(kāi)展特點(diǎn)是：電子系統(tǒng)數(shù)字化，電子器件高度集成化，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能化，電子技術(shù)普及化。因此調(diào)整與改革電子技術(shù)系列課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法與手段勢(shì)在必行。采用先進(jìn)的電子技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)手段，它不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元器件缺乏帶來(lái)的缺乏，而且排除了原材料消耗和儀器損壞等因

6、素，彌補(bǔ)課堂理論教學(xué)的缺乏，熟悉常用電子儀器的測(cè)量方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析才能、排除故障才能和開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新才能。在虛擬“電子工作臺(tái)上制作電子技術(shù)系列實(shí)驗(yàn)課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)電路，并用于學(xué)生訓(xùn)練和操作。EB的使用對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是很有幫助的。學(xué)生既可以在做實(shí)驗(yàn)前，首先使用EB軟件工具將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仿真，以便使實(shí)驗(yàn)做的又快又準(zhǔn)確。又可以用EB作實(shí)驗(yàn)室中不易進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)，例如溫度特性、頻率特性等實(shí)驗(yàn)室不能或不易完成的實(shí)驗(yàn)，我們可以用EB進(jìn)展仿真。使學(xué)生認(rèn)識(shí)溫度、頻率等參數(shù)對(duì)電路的影響。二電子信息類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路虛擬儀器技術(shù)1、虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器VirtualInstruents簡(jiǎn)稱VI即利用計(jì)算機(jī)、嵌入

7、式硬件、軟件完成“測(cè)量存儲(chǔ)處理控制功能合二為一的新型儀器。是基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字化測(cè)量測(cè)試儀器。虛擬儀器技術(shù)的本質(zhì)是充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器不僅可以用于測(cè)量、分析等領(lǐng)域，而且還廣泛的應(yīng)用于設(shè)備的監(jiān)控、工業(yè)過(guò)程的自動(dòng)化，它代表了國(guó)際上測(cè)控領(lǐng)域的最前沿技術(shù)。它的集成化開(kāi)發(fā)平臺(tái)、交互式編程方法、豐富的功能面板和庫(kù)函數(shù)大大增強(qiáng)了語(yǔ)言的功能。應(yīng)用VI，引入虛擬技術(shù)，是當(dāng)前測(cè)試界的開(kāi)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的測(cè)量測(cè)試儀器的主要功能可由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)測(cè)試和分析、結(jié)果輸出顯示等三大局部組成，假如數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出由基于計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)來(lái)完成，只要另外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可構(gòu)成基于計(jì)算機(jī)組成

8、的測(cè)量測(cè)試儀器虛擬儀器技術(shù)。虛擬儀器和諸如EB、ultisi、EDA等仿真軟件中的虛擬儀器概念完全不同，它可以完全替代傳統(tǒng)臺(tái)式測(cè)量測(cè)試儀器，而仿真軟件中的虛擬儀器是純軟件的、仿真的，不具備數(shù)據(jù)采集、信號(hào)的輸入與輸出功能,不能應(yīng)用于測(cè)試、計(jì)量等科學(xué)研究領(lǐng)域。虛擬儀器通過(guò)在普通計(jì)算機(jī)上加上相應(yīng)的軟件和硬件，使得使用者在操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)時(shí)，就象是在操作一臺(tái)他自己設(shè)計(jì)的專用的傳統(tǒng)電子儀器。在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件僅僅是為理解決信號(hào)的輸入輸出，軟件才是整個(gè)儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵，任何一個(gè)使用者都可以通過(guò)修改軟件的方法，很方便地改變、增減儀器系統(tǒng)的功能與規(guī)模，所以有“軟件就是儀器之說(shuō)。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，徹底打破了傳

9、統(tǒng)儀器由廠家定義，用戶無(wú)法改變的形式，虛擬儀器技術(shù)給用戶一個(gè)充分發(fā)揮自己的才能、想象力的空間。用戶可以根據(jù)自己的需求，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的應(yīng)用需求。虛擬儀器系統(tǒng)概念是對(duì)傳統(tǒng)儀器概念的重大打破，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與儀器系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，結(jié)合相應(yīng)的硬件，大大打破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳送、處理等方面的限制，使用戶可以方便地對(duì)其進(jìn)展維護(hù)、擴(kuò)展、晉級(jí)等。2、虛擬儀器引入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)是教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)必不可少的過(guò)程，對(duì)于電子信息類專業(yè)，諸如電子線路等課程是理論性很強(qiáng)的的技術(shù)根底課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)好這些課程至關(guān)重要。學(xué)生通過(guò)足夠的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和一定數(shù)量的綜合性實(shí)驗(yàn)，才能加深理解和掌握該學(xué)科的理論知識(shí)，進(jìn)步綜合測(cè)試技能和實(shí)驗(yàn)才能。因此，充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增開(kāi)綜合性實(shí)驗(yàn)工程，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建立，不斷改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常必要的。隨著測(cè)試