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電子信息類課程實驗教學(xué)的新思路—虛擬技術(shù)
（作者未知） 2010/9/7
摘要：本文分析了當(dāng)前電子信息類課程實驗教學(xué)中存在的主要問題及現(xiàn)行的實驗教學(xué)方式和手段，為提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)，探討了虛擬技術(shù)在電子信息類課程實驗教學(xué)改革中的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；EWB；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)基礎(chǔ)課和專業(yè)課,這些電類課程的實驗?zāi)芊裼行Ш透咝ч_展，對電類專業(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驗教學(xué)中處理好傳授知識與培養(yǎng)能力的關(guān)系，把重點放在培養(yǎng)學(xué)生能力和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)上。
一、電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)實驗課教學(xué)中存在的主要問題及現(xiàn)有的手段
（一）電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)實驗課教學(xué)中存在的主要問題
1、教學(xué)內(nèi)容多，教學(xué)時數(shù)少
教學(xué)改革后大綱規(guī)定的學(xué)時數(shù)比較少。但為了學(xué)生后續(xù)課的學(xué)習(xí)及能力的培養(yǎng)其內(nèi)容不應(yīng)減少。由于教學(xué)時數(shù)的減少，電子線路實驗只能做以下幾個內(nèi)容：“模電”實驗開設(shè)12個驗證性實驗，另外開設(shè)有設(shè)計性小制作實驗，設(shè)計制作的內(nèi)容不限，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好，自選內(nèi)容。數(shù)字電路實驗開設(shè)2個驗證性實驗和6個設(shè)計性實驗，但在通常情況下，專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)在實驗課教學(xué)的比例應(yīng)為3 ：1 左右，而目前我們的實際情況離這一要求相差甚遠(yuǎn)。這必將對學(xué)生在素質(zhì)的提高，能力的培養(yǎng)上產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
2、重知識傳授，輕能力培養(yǎng)
傳統(tǒng)的教學(xué)方法一般是以傳授知識為主，教師按照教學(xué)大綱一課課地講，學(xué)生被動地一課一課地聽，教師講到哪里學(xué)生就聽到哪里。學(xué)生反應(yīng)：“教師講課時我都能聽明白，但是讓我自己做就不知道如何下手�！边@就是典型的能力不夠的問題。
3、傳統(tǒng)教學(xué)思想阻礙實驗室功能發(fā)揮
高等院校要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。應(yīng)當(dāng)說：高等院校的實驗和實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力最生動、最活潑的場所。但這一方面往往被忽視了，傳統(tǒng)的教學(xué)思想、教學(xué)方法、教學(xué)手段，阻礙了實驗室功能的發(fā)揮。諾貝爾獎獲得者丁肇中教授說過，他是第一個通過自己實驗得到諾貝爾獎的中國人，希望能提高中國人對實驗的認(rèn)識，擺脫輕實驗，過分重視理論的舊傳統(tǒng)。由此可見，不重視實驗課的教學(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)基礎(chǔ)實驗課教學(xué)中的現(xiàn)有手段
這是一種傳統(tǒng)的實驗方式，學(xué)生根據(jù)實驗電路在面包板上插裝元器件和連接導(dǎo)線，然后接入信號源進(jìn)行性能指標(biāo)的測試。對于大型設(shè)計型試驗，在對所設(shè)計的電路進(jìn)行實驗和調(diào)試時，需要根據(jù)實驗結(jié)果不斷更換元器件或修改參數(shù)，直至達(dá)到設(shè)計要求。這種試驗方式受儀器設(shè)備和元器件品種、數(shù)量的限制，而且實驗課時有限，有些實驗往往無法及時完成。學(xué)生分析、解決電子技術(shù)小型綜合系統(tǒng)的能力差，動手操作能力弱，離素質(zhì)教育、綜合能力的培養(yǎng)目標(biāo)還有很大的距離�？傊诂F(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。
二、虛擬技術(shù)在電子信息類課程實驗中的應(yīng)用前景
（一）“電子工作臺”——EWB在電子信息類課程實驗中的應(yīng)用
隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子電路的模擬或仿真，已成為電子電路系統(tǒng)設(shè)計的必要手段。在仿真過程中，僅需操作鼠標(biāo)即可設(shè)計電路、更換元器件、修改參數(shù)、測量數(shù)據(jù)和觀察波形，直至電路性能最優(yōu)。虛擬“電子工作臺”þWB)。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)發(fā)展特點是：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)系列課程實驗教學(xué)內(nèi)容、方法與手段勢在必行。采用先進(jìn)的電子技術(shù)虛擬仿真實驗手段，它不僅可以彌補(bǔ)實驗儀器、元器件缺乏帶來的不足，而且排除了原材料消耗和儀器損壞等因素，彌補(bǔ)課堂理論教學(xué)的不足，熟悉常用電子儀器的測量方法，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、排除故障能力和開發(fā)、創(chuàng)新能力。在虛擬“電子工作臺”上制作電子技術(shù)系列實驗課程虛擬仿真實驗電路，并用于學(xué)生訓(xùn)練和操作。
EWB的使用對實驗教學(xué)是很有幫助的。學(xué)生既可以在做實驗前，首先使用EWB軟件工具將實驗內(nèi)容仿真，以便使實驗做的又快又準(zhǔn)確。又可以用EWB作實驗室中不易進(jìn)行的實驗，例如溫度特性、頻率特性等實驗室不能或不易完成的實驗，我們可以用EWB進(jìn)行仿真。使學(xué)生認(rèn)識溫度、頻率等參數(shù)對電路的影響。。
（二） 電子信息類課程實驗教學(xué)的新思路——虛擬儀器技術(shù)
1、虛擬儀器技術(shù)
虛擬儀器（Virtual Instruments 簡稱VI ）即利用計算機(jī)、嵌入式硬件、軟件完成“測量—存儲—處理—控制”功（未完，下一頁）
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