虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用探讨

2022-11-16李建厅

农机使用与维修 2022年7期

李建厅，刘芳

(1.武威市凉州区职业中等专业学校，甘肃武威 733000;2.武威市凉州区南园学校，甘肃武威 733000)

0 引言

近年来，虚拟仿真技术在社会各界的应用越来越广泛，在教育领域中，通过虚拟仿真技术的应用可以为学生构建更加真实的学习情境，有助于学生学习、操作。中职电子技术教学中应用虚拟仿真技术既可以促进教学改革，又能实现对学生综合能力培养，这对学生今后顺利就业有很大帮助。

1 虚拟仿真技术的应用优势

中职电子技术教师在进行教学时，注重虚拟仿真技术的使用，能很好地提升学生职业素养。从当前我国中职学生学习状况看，多数中职学生并没有真正理解所学知识，在学习过程中较为被动，缺乏积极性，学习目标也不明确。对中职学生来说，相较于理论学习，学生更愿意动手操作，这一特征也表明单纯的理论知识不能很好地满足学生需求，教师单纯讲解枯燥乏味的理论知识无法有效提高学生的电子技能水平[1]。因此，电子技术教师在实际教学中，应科学合理的使用虚拟仿真技术，以此提高学生学习兴趣和积极性。另外，中职电子技术教师可通过虚拟仿真技术改变整体学习环境，同实际情境相结合，在课堂中开展富含趣味性的教学活动，对于学生创新能力提高具有极大帮助，同时也在一定程度上增强了学生逻辑思维能力。在实践课中，教师要引导学生对理论知识体系进行疏导，在此基础上开展实践操作，便于学生发现自身学习中的不足，实现针对性的学习，最大程度提高学生学习效率。

将虚拟仿真技术科学合理的应用到电子技术教学环节，可以进一步增强课堂教学的趣味性、实践性，对于中职电子技术专业发展十分有利[2]。传统教学中，教师主要是以灌输理论为主，在课堂上教师“填鸭式”的传授知识，很少考虑到学生对知识的理解体验，不了解学生的学习兴趣点。电子技术理论知识较为抽象复杂，学生理解难度极大，虚拟仿真技术能变抽象为形象，学生理解起来更加轻松，并且能将所学的知识很好用于实践中，有效提升教学效果，减轻了教师的教学负担，提升了教师的教学水平，推动了中职电子技术教学发展。

2 中职电子技术教学存在的不足

过去中职电子技术教师在开展课堂教学活动时，大多是教师一人在课堂上全程讲授，教师处于核心位置，学生则是被动听从教师安排，这会对学生学习能力提升带来一定负面影响[3]。电子技术本身具有很强的实践特性，教师在教学中需要给学生提供更加贴切实际的情境，帮助学生理解应用知识，这样才能加深学生的记忆。在很多时候，教师只是借助一些例子为学生讲解知识，而学生在学习中只能知道结果而无法理解过程，学习效果不佳。在课堂上，学生处于被动学习状态，学生在整个学习中过于依赖教师，主动意识比较差。同时在实验课上，学生也是按部就班的搭建电路，验证实验，对于实验分析不足，更不会考虑实验成败、影响因素等问题，加上学校实验室开放时间比较短，学生难以高质量的完成实验探究活动。此外，学生还存在动手能力参差不齐的情况，动手能力比较强的学生在实验中会表现的比较积极，而实验能力比较弱的学生则是在实验中处于“陪伴”状态，很少主动进行实验尝试，这无疑会对学生知识获取造成负面影响[4]。

3 虚拟仿真技术的应用路径

3.1 虚拟仿真技术提高学习兴趣

在中职电子技术教学中，教师需要特别注重学生学习欲望的培养，要激活学生内在动力，让学生能产生“我要学”的思维。将虚拟仿真技术应用到电子技术教学中，可以转移学生的学习空间，让学生在虚拟仿真操作中做到畅所欲言，促进了电子技术学习氛围建设，对于学生学习态度改变、学习行为强化有极大帮助。在传统的中职电子技术教学中，教师大多处于课堂的绝对领导地位，学生则是完全服从于教师，教师让学生做什么，学生就做什么，学生主动性不足[5]。通过虚拟仿真技术的应用，可以为学生构建一个优秀的学习平台，在平台中，学生能自主思考知识，开展独立探究、合作交流等活动，最大限度激发学生的探索欲望。

如在半导体特性的相关知识讲解中，学生面对电子流、空穴流的内容存在理解困难的情况，对此教师可以借助虚拟仿真技术将电子流、空穴流的流动过程直观展示出来：受电场力的影响，电子会连续不间断的朝着电源装置正极移动，从而形成了电子流；而空穴流情况则是电子朝着电源的负极移动。学生通过观看，不仅可以加深对知识的理解，又能保持良好的学习兴趣，并且学生会更加积极地学习半导体导电原理。在课堂上，中职电子技术教师需要借助虚拟仿真技术让学生对抽象的概念有深层次的感知，为学生构建充满趣味、形象的学习氛围，引导学生高质量学习知识。

3.2 虚拟仿真突破学习难点

中职学生的文化水平相对较弱，其思维能力不强，在课堂教学中，如果中职电子技术教师沿用传统的课堂教学方式讲解重难点内容，学生会感觉很抽象，学习趣味性不强，学习质量不高。虚拟仿真技术的应用能帮助教师事先对教学各个环节进行控制，能让整个课堂活动变得井然有序。借助虚拟仿真技术为学生讲解重难点知识，可以有效激发学生思维，让学生跟随教师的思维对知识进行思考，有助于加深学生对知识的理解[6]。

如在讲解整流滤波电路知识时，教师有时会直接引导学生利用电容充电、放电过程对输出直流电压带来的影响进行分析，在此基础上获取输出电压波形图，在这样的学习活动中，学生会感觉整个过程很抽象，对于电容容量C的关系式也依靠死记硬背，缺乏本质了解。通过虚拟仿真技术的应用可以很好地改变这种状况，教师借助虚拟仿真技术对电路进行模拟，实现仿真演示，让学生对该知识点有深入感知。在这样的学习过程中，学生既能把握知识本质，又可以发展自身思维能力，这对于学生专业素养提升有很大帮助。

3.3 虚拟仿真技术提升实验效果

新时期，随着人们生活质量的提升，很多学生家长都为学生购买了电脑，这就为学生开展虚拟实验提供了良好硬件条件。Multisim是一种专门用于电路仿真的软件，教师可以引导学生在电脑上下载该软件，在软件中具有很多种电子元器件、虚拟设备，如函数信号发生器、示波器、逻辑分析仪等，能满足学生日常的电子技术实验需求。在教学中教师可以引导学生在课前利用电脑开展虚拟仿真实验，了解实验环境、实验要求，在此基础上进入实验室开展实践操作，既可以提高学生的实验效率，又能保证实验的成功。如在滤波器实验中，电阻、电容的大小都会对实验结果带来影响，如果学生在实际操作中开展实验调试，那么学生要花费很多时间。教师可以让学生在课前利用电脑开展虚拟仿真实验预习，在虚拟仿真实验中调整好相关参数，然后在真正的实验操作中，学生可以高质量的完成实验。此外，在电路设计中，教师也可以引导学生通过虚拟仿真技术手段，对自己之前设计的实验方案进行操作，学生在真正开展实验操作中能有效防范操作失误而引起的仪器损坏、元器件浪费情况，降低了实验损耗，同时也保障了实验安全性。

电子技术专业学生在日常学习中必须掌握相应的电子技术实验，同时应通过实验提高自身创新能力、实践操作水平。就目前而言，中职院校实验室很多关于电子技术实验设备都是针对特定实验来设置参数的，学生自主开展实验的可能性比较低，加上实验仪器使用比较频繁，元器件损耗严重，加剧了实验故障发生率，同时部分复杂、综合性实验学生也不能在有效时间内完成[7]。对此教师可以借助虚拟仿真技术来引导学生开展复杂实验。如在示波器验证差动放大电路特性中，恒流源差动放大电路主要需要由两个完全对称的放大电路构成，具备两个输入端、输出端，而学生要想完成这一实验，其难度相对比较高，电路要求完整对称，但是在实践中元器件却无法达到完全对称的要求，这造成了实验效果不理想。通过虚拟仿真技术开展实验，能确保电路完全对称，得出的结果更加准确，也能让学生对恒流源差动放大电路的工作特性有更深入的了解。

3.4 虚拟仿真技术推进实践训练

在教学中，教师需要进一步提高对实践教育的重视度，指引学生积极主动的动手。在课堂上教师要结合教学内容，创设科学合理的教学情境，组织教学活动，便于学生更加深入的理解所学知识，同时教师也可以借助情境帮助学生做到理论学习与实际生活的相结合。如在讲解脉冲波形的产生与整形知识点时，教师可以引导学生进行仿真实验，模拟单稳态触发器电路，由信号发生器产生输入信号，通过示波器对输入波形、输出波形进行观察。在此基础上引导学生开展实践动手操作活动，让学生通过模拟仿真了解操作要点，结合实际操作内化知识，使电子技术教学活动成效得到明显提升[8]。

中职电子技术专业教师还可以在教学中利用虚拟仿真技术，根据学生的生活状况、社会经验，创设相应的情境，实现电子技术教学与学生实际生活的关联，让学生能从生活的角度思考、分析电子技术课程知识，促进学生学习效果提升[9]。在实践中，中职电子技术课程教师可以借助虚拟仿真技术为学生构建一个虚拟的学习情境，指引学生模拟生活中的电路操作，获取相关电路数据，促使学生更好地理解、运用电子技术知识。

4 虚拟仿真技术的应用成效及展望

在中职电子技术教学中引入虚拟仿真技术手段，可以做到理论知识可视化处理，丰富了课堂教学趣味性，激活了学生的学习主动性，枯燥的理论课堂变得更加贴切学生实际[10]。同时虚拟仿真技术还能创新课程实验操作方式，让学生能在完成教材原定实验计划中树立全新的思维，促进了学生创新能力发展。即便是中职院校的实验条件不理想，通过虚拟仿真技术也可以打破时空因素的局限，能让学生模拟开展实验操作训练，而教师也可以开发线上线下混合式实验项目。在今后的中职电子技术教学中，教师还可以尝试利用虚拟仿真技术，开发一套可视化、统一化、交互式教学系统，引导学生开展系统化的实验操作，在实验中让学生自主设置参数，观察各种波形，做到抽象知识形象化理解。