创新高职高专实践教学
摘要 为了解决高职高专实践教学中存在的资金短缺问题,本文提议用虚拟现实技术创新高职高专实践教学,并用事例讲述了电路设计仿真教学的优点。
关键词 技能—智能型人才 电子工作台 正弦波 稳态分析
Abstract In order to solve the fund short problem which in the higher duty vocational-technical school practice teaching exists, this article proposed with the virtual reality technical innovation higher duty vocational-technical school practice teaching, and narrated the EWB circuit design simulation teaching merit with the instance.
Key Words The technical ability-intelligence type talented person Electronics Workbench Sine wave Steady state analysis
职业教育的根本任务就是培养高技能应用型人才。随着我国科学技术的飞速发展,改革的日益深化和开放的不断扩大,社会急需生产、建设、管理和服务等一线的技术应用型人才。科学技术的进步及其商品生产的现代化,对现实劳动力的动手能力和综合素质提出了更高、更新的要求,如何培养学生的动手能力和创新能力是一亟待研究的课题。实践教学是高职教育体系的重要组成部分,是实现人才培养目标的关键。
一、目前高职高专教育亟须解决问题
实践是培养技术型或应用型人才的必要环节,也是培养能力的一个重要途径。提高高职高专教育质量的关键在于切实加强技能性和实践性环节。实践环节应该有两个不可分割的方面,一是学校内的实践环节,即实验和实训,这个环节可以结合专业技术课程或单独列出项目安排;二是亲临现场,到职业岗位上去实践,既可以运用所学到的课本知识,更能够学习课本上没有的知识,培养解决实际问题的能力和岗位操作技能。但后者受到来自各方面的条件制约:比如实践的时间短,实践单位觉得不合算;因为学生是来实践的,实践单位开很低的工资,学生又无法接受;甚至有些实践单位觉得学生从事实践必须交纳一定的实习经费……。所以高职高专院校还是应该把实践的重点放在加强实训基地建设和加强“双师型”教师队伍建设上来。
然而,高职高专教育中存在最突出的问题就是高职高专教育还不能很好地满足社会对高技能人才的要求。高技能人才的重要标志是具有较高的技术应用能力和实际动手能力,实习实训是培养这种能力的关键环节,但是目前绝大多数学校的实训条件还不能满足人才培养的目标。例如:有些学校电路、模电、数电等实习场地几乎都只能摆二十几个工位,因为扩招,每个班几乎有五十人,而每次只能发二十多套元器件,学校又不愿意派更多的实
二、用虚拟现实技术创新高职高专实践教学
技校毕业的学生企业抢着要,是因为他们的理论课与实践课在时间上的比例几乎是2∶1,而且他们实践时消耗掉的元器件远比高职高专多;因为他们买不起高级的实验设备,自己不得不自做线路板,自己安装维修……,所以他们的动手能力较强。而现在的高职高专学生的实践大部分是在实验箱上完成的。教育资源、经费短缺,实验设备难以更新;抽象的概念无法形象化、直观化,学生学习困难;部分带有危险设计操作,学生无法直接参与,从而无法获得感性认识;学生对电子元器件内部结构、实物设备内部结构无法打破空间、时间的限制,达不到观察各元器件内部工作及电器零件间相互联系,从而不能较好地启迪学生思维;学生对电子技术发展信息资源来源面狭窄,未能紧跟科技发展,学生发展创造力受到限制。怎么办?采用新技术改革教育观念,开创新的教学教育环境,Electronics Workbench(电子工作台)可以帮我们解决这些问题。
EWB软件最明显的特点是:仿真手段切合实际,选用元器件、仪器与实际情形非常相近。其元件库不仅提供了数千种电路元器件供选用,而且还提供了各种元器件的理想值,如对分析精度有特殊的需要,可以选择具有具体型号的器件模型。作为虚拟的电子工作台,EWB提供了较为详细的电路分析手段,不仅可以完成电路的瞬态分析、稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析等常规电路分析方法,而且还提供了离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析和电路容差分析等共计14种电路分析方法,以帮助设计人员分析置各种故障,如开路、短路和不同程度的漏电等,从而观察到在不同故障情况条件下的电路工作状态。
EWB提供了许多虚拟仪器来对电路进行仿真分析,这些仪器包括万用表,信号发生器,示波器,扫频仪,编码发生器,逻辑分析器,逻辑转换器等。和元件库一样,这些仪器也以按钮的形式排放在主界面上,电路图绘制完毕后可方便地选择所需的仪器接入电路中,设置好仪器的量程或参数后便可按动开关通电工作,仪器上便可准确地测量出电路的工作电流,电压,信号波形,幅频特性,或产生电路工作所需的各种源信号,如音频信号,正弦波,锯齿波,方波,调频信号,调幅信号,编码信号等等。
EWB除了提供虚拟仪器对电路进行仿真分析外,还提供了许多更加简单快捷的指示器来直观动态地指示电路在仿真工作中的状态,这些指示器包括电压表,电流表,指示灯,探针,七段数码管,译码七段数码管,蜂鸣器,柱状图示器及译码柱状图示器等。
对于学生来说,EWB是个极好的EDA工具,许多电路无须动用烙铁就可得知它的结果,而且若想更换元器件或改变元器件参数,只须点点鼠标即可,无须资金投入,无须时间、场地限制,只需一台电脑且熟悉Windows基本操作和其它电路设计软件便可容易地掌握它,这种实践教学既解决了时间问题,又解决了资金短缺问题。
三、电路设计仿真教学举例
大凡在进行实践教学时,都习惯采用先分析专业理论,再进行实物操作训练。然而,在这种传统教学模式中,如果学生对专业理论知识掌握不牢固而盲目进行实操训练有可能会产生安全危险;或者因学生对实验操作步骤不熟而导致实验中操作失误多,损坏设备多。由此可见建立“专业理论学习——虚拟实验验证——实践操作训练”三步曲的教学模式,





