電子信息類課程實驗教學的新思路虛擬技術論文

電子信息類課程實驗教學的新思路虛擬技術論文

　　摘要：本文分析了當前電子信息類課程實驗教學中存在的主要問題及現行的實驗教學方式和手段，為提高學生的綜合能力和素質，探討了虛擬技術在電子信息類課程實驗教學改革中的應用前景。

　　關鍵詞：實驗教學；EWB；虛擬儀器

　　電子信息類系列課程是電類專業學生極其重要的技術基礎課和專業課,這些電類課程的實驗能否有效和高效開展，對電類專業學生的高質量培養起至關重要的作用。在電子信息類系列課的實驗教學中處理好傳授知識與培養能力的關系，把重點放在培養學生能力和提高學生科學素質上。

　　一、電子信息類專業基礎實驗課教學中存在的主要問題及現有的手段

　�。ㄒ唬╇娮有畔㈩悓�業基礎實驗課教學中存在的主要問題

　　1、教學內容多，教學時數少

　　教學改革后大綱規定的學時數比較少。但為了學生后續課的學習及能力的培養其內容不應減少。由于教學時數的減少，電子線路實驗只能做以下幾個內容：“模電”實驗開設12個驗證性實驗，另外開設有設計性小制作實驗，設計制作的內容不限，學生可以根據自己的興趣愛好，自選內容。數字電路實驗開設2個驗證性實驗和6個設計性實驗，但在通常情況下，專業基礎課教學在實驗課教學的比例應為3 ：1 左右，而目前我們的實際情況離這一要求相差甚遠。這必將對學生在素質的提高，能力的培養上產生嚴重的影響。

　　2、重知識傳授，輕能力培養

　　傳統的教學方法一般是以傳授知識為主，教師按照教學大綱一課課地講，學生被動地一課一課地聽，教師講到哪里學生就聽到哪里。學生反應：“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、傳統教學思想阻礙實驗室功能發揮

　　高等院校要培養學生創新意識、創新精神和創新能力。應當說：高等院校的實驗和實踐環節是培養學生創新精神和創新能力最生動、最活潑的場所。但這一方面往往被忽視了，傳統的教學思想、教學方法、教學手段，阻礙了實驗室功能的發揮。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識，擺脫輕實驗，過分重視理論的舊傳統。由此可見，不重視實驗課的教學，培養高素質的人才就是一句空話。

　�。ǘ�）電子信息類專業基礎實驗課教學中的現有手段

　　這是一種傳統的實驗方式，學生根據實驗電路在面包板上插裝元器件和連接導線，然后接入信號源進行性能指標的測試。對于大型設計型試驗，在對所設計的電路進行實驗和調試時，需要根據實驗結果不斷更換元器件或修改參數，直至達到設計要求。這種試驗方式受儀器設備和元器件品種、數量的限制，而且實驗課時有限，有些實驗往往無法及時完成。學生分析、解決電子技術小型綜合系統的能力差，動手操作能力弱，離素質教育、綜合能力的培養目標還有很大的距離�？傊�，在現行教學方式和手段下，保證學生學習好、掌握好電子技術系列課程的措施尚不夠充分。

　　二、虛擬技術在電子信息類課程實驗中的應用前景

　�。ㄒ唬�“電子工作臺”——EWB在電子信息類課程實驗中的應用

　　隨著計算機技術的發展，電子電路的模擬或仿真，已成為電子電路系統設計的必要手段。在仿真過程中，僅需操作鼠標即可設計電路、更換元器件、修改參數、測量數據和觀察波形，直至電路性能最優。虛擬“電子工作臺”WB)。它可以仿真模擬電路、數字電路和混合電路。目前，己在現代電子工程設計和電子類課程教學領域得到了廣泛應用。

　　電子技術發展特點是：電子系統數字化，電子器件高度集成化，電子系統設計智能化，電子技術普及化。因此調整與改革電子技術系列課程實驗教學內容、方法與手段勢在必行。采用先進的電子技術虛擬仿真實驗手段，它不僅可以彌補實驗儀器、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，彌補課堂理論教學的不足，熟悉常用電子儀器的測量方法，進一步培養學生的綜合分析能力、排除故障能力和開發、創新能力。在虛擬“電子工作臺”上制作電子技術系列實驗課程虛擬仿真實驗電路，并用于學生訓練和操作。

　　EWB的使用對實驗教學是很有幫助的。學生既可以在做實驗前，首先使用EWB軟件工具將實驗內容仿真，以便使實驗做的又快又準確。又可以用EWB作實驗室中不易進行的實驗，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進行仿真。使學生認識溫度、頻率等參數對電路的影響。。

　�。ǘ�） 電子信息類課程實驗教學的新思路——虛擬儀器技術

　　1、虛擬儀器技術

　　虛擬儀器（Virtual Instruments 簡稱VI ）即利用計算機、嵌入式硬件、軟件完成“測量—存儲—處理—控制”功能合二為一的新型儀器。是基于計算機的數字化測量測試儀器。虛擬儀器技術的實質是充分利用計算機技術來實現和擴展傳統儀器的功能。虛擬儀器不僅可以用于測量、分析等領域，而且還廣泛的應用于設備的監控、工業過程的自動化，它代表了國際上測控領域的最前沿技術。它的集成化開發平臺、交互式編程方法、豐富的功能面板和庫函數大大增強了C 語言的功能。應用CVI ，引入虛擬技術，是當前測試界的發展趨勢。

　　傳統的測量測試儀器的主要功能可由數據采集、數據測試和分析、結果輸出顯示等三大部分組成，如果數據分析和結果輸出由基于計算機的軟件系統來完成，只要另外提供一定的數據采集硬件，就可構成基于計算機組成的測量測試儀器——虛擬儀器技術。虛擬儀器和諸如EWB 、Multisim 、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臺式測量測試儀器，而仿真軟件中的虛擬儀器是純軟件的、仿真的，不具備數據采集、信號的輸入與輸出功能,不能應用于測試、計量等科學研究領域。虛擬儀器通過在普通計算機上加上相應的軟件和硬件，使得使用者在操作這臺計算機時，就象是在操作一臺他自己設計的專用的傳統電子儀器。在虛擬儀器系統中，硬件僅僅是為了解決信號的輸入輸出，軟件才是整個儀器系統的關鍵，任何一個使用者都可以通過修改軟件的方法，很方便地改變、增減儀器系統的功能與規模，所以有“軟件就是儀器”之說。虛擬儀器技術的出現，徹底打破了傳統儀器由廠家定義，用戶無法改變的模式，虛擬儀器技術給用戶一個充分發揮自己的才能、想象力的空間。用戶可以根據自己的需求，設計自己的儀器系統，滿足多種多樣的應用需求。虛擬儀器系統概念是對傳統儀器概念的重大突破，是計算機系統與儀器系統技術相結合的產物。它利用計算機系統的強大功能，結合相應的硬件，大大突破傳統儀器在數據處理、顯示、傳送、處理等方面的限制，使用戶可以方便地對其進行維護、擴展、升級等。

　　2、虛擬儀器引入實驗室

　　實驗是教學活動中一個必不可少的過程，對于電子信息類專業，諸如電子線路等課程是實踐性很強的的技術基礎課，實驗教學環節對學好這些課程至關重要。學生通過足夠的驗證性實驗和一定數量的綜合性實驗，才能加深理解和掌握該學科的理論知識，提高綜合測試技能和實驗能力。因此，充實實驗內容，增開綜合性實驗項目，進一步加強實驗室建設，不斷改革實驗教學是十分必要的。隨著測試儀器的數字化、計算機化的發展趨勢，傳統測試儀器漸浙有被取代的趨勢。如果運用虛擬儀器技術，以微機為基礎，構建集成化測試平臺，代替常規儀器、儀表，不但滿足電子基礎課實驗教學的需要，而且將這批微機可做為其他有關計算機課程教學用機，大大提高了設備利用率，降低了實驗室建設的成本。

【電子信息類課程實驗教學的新思路虛擬技術論文】相關文章：

電子信息類課程教學的論文06-26

電子信息類課程改革中的應用論文10-12

關于電子信息類實驗教學改革思考論文09-23

電子信息類的論文08-07

工程材料實驗課程革新思路論文09-11

網絡工程虛擬化實驗教學論文05-09

VR虛擬技術在影視藝術的應用論文07-21

電子信息技術論文分享06-12

淺說我國電子信息工程類課程的發展歷史09-07

高中化學實驗教學新思路05-22