刍议虚拟技术在实践教学中的地位

姜珊

摘 要：该文在分析虚拟技术的内涵与特点的基础上，对虚拟技术在实践教学中的作用、局限性和应用原则进行了详尽分析。虚拟技术在实践教学中的应用应当遵循一定的原则，并应认清地位，合理分配虚拟技术应用在实践教学中的比例。只有合理运用虚拟技术，才能弥补传统教学的不足，优化学生的实训环境，高效开展实践教学，促进学生能力的全方位发展。

关键词：虚拟技术 应用原则 实践教学

中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（a）-0156-02

虚拟技术是一种常用的计算机软件模拟技术，是建立在EWB基础上的电子实验技术，主要通过设计原理电路和功能测试的途径，充分发挥并利用计算机的数据处理功能，实现数据的分析与处理。虚拟技术需要经过VI程序处理数据信息，并将输入信息通过微处理器加以处理，凭借强大的智能仪器装置，实现工程设计和教育教学研究的功能。另外，虚拟技术还可以应用到自动化检测系统之中，应用范围日渐广泛，成为计算机实践教学的重要内容之一。但是，虚拟技术也存在一些局限性，在教学与实践中应当认清其优点与局限，更好地把握实践教学中的应用，把握好虚拟技术在实践教学中的地位，这样才能取得良好的实践教学效果。

1 虚拟技术在实践教学中的必要性

EDA技术是现代电子技术的应用基础，这种技术是基于分布式的网络环境之中，并通过EDA设计平台进行设计、分析与应用，在这一平台实现设计之后，再通过实际应用进行检验。基本测量技术中重要的技术种类就是电测技术，这种电测技术具有很强的实时性和自动性，属于现代检测系统的重要种类，在功能和应用技术层面都具有很强的使用价值。具体而言，这种检测技术主要是应用频谱分析仪，之后再应用数字滤波器、相关仪和函数测试仪等。但是，这些设备的应用成本较高，通常被称为“贵族仪器”。因此，如果高校要用现代电子分析与检测技术进行教学，那将承受较为昂贵的硬件设施费用。那么，应用虚拟技术就可以较好地解决这一问题，更加经济性地进行实践教学。

与传统硬件技术相比，虚拟技术具有很大优势：第一，虚拟技术的功能全面。虚拟技术的仪器和功能都较为全面，相关元器件也更为全面，与传统硬件技术相比功能更加丰富；第二，虚拟技术能够充分运用计算机资源；第三，虚拟技术更新快，时效性强；第四，虚拟技术具有开放性和灵活性的特点，能够与计算机技术保持同步发展；最后，虚拟技术的智能化、自动化水平更高。

2 虚拟技术在实践教学中的局限性

虚拟技术的基础功能是通过软件模拟技术完成的，所有的元器件和仪表仪器设备都是对现实的虚拟，这些都与现实存在一定差异，因此，必然有很多方面的局限性。

第一，虚拟技术缺乏“实物感”。虚拟技术中的电子实验主要是应用EWB技术和VI检测技术，应用这些技术都非常缺乏“实物感”。比如：在实践教学中学生无法看到相关的元器件和仪器设备，如集成芯片、传感器和电子测量设备等，这些都是虚拟技术应用的弊端。

第二，虚拟技术难以如实反映元器件的离散性。在实际的实践教学中普遍存在较大误差，标称值与实际值存在差异，另外还存在元器件类型参数不一致等。系统工作条件也会对元器件参数产生影响，导致不同工作条件下出现的不同参数，元器件老化后参数的差异性也比较大。以上差异都无法通过虚拟技术完全体现出来，学生必须积累丰富的知识和经验才能准确把握。

第三，虚拟技术难以体现系统中实际干扰信号的影响。虽然虚拟技术可以系统模拟干扰信号的影响，对相关参数的反映也越来越准确，但仍然与实际状况存在较大差异。另外，很多干扰信号仍然无法通过系统模拟的方式体现，虚拟技术也无法对不同的干扰信号采取不同的干扰排除方法。由此一来，学生就无法在虚拟技术中充分学习相关工程知识，也无法体会实际的应用过程。

第四，虚拟技术难以准确控制系统性能指标。在实际系统应用中，很多参数对精准度的要求较高，虚拟技术无法适应要求。另外，在工程测量中，测量误差及其因数差异也无法通过虚拟技术体现出来，相关元器件故障信息也无法体现。

第五，虚拟技术在控制方面的局限性。在线控制和实时控制在实践教学中都极为重要，但虚拟技术在这些方面还存在一些局限性。例如：虚拟技术中的应用EWB无法对虚拟电子设计和分析过程进行实时控制，也不具备在线控制的功能。如果运用VI技术的话，在通过数据采集和信号处理等过程后，再通过I/O接口进行参数信息分析与控制，这种方式能够实现在线控制。但如果系统的控制系统复杂，或者对精准度要求较高，由于自身存在技术缺陷，虚拟技术的局限就会充分体现出来。

3 准确把握虚拟技术在实践教学中的地位

尽管虚拟技术存在这样那样的局限性，但这些局限性正体现着硬件技术的优势，在实践教学中应当充分利用虚拟技术的优势，取得更佳的教学效果。根据笔者的实践教学经验，把握虚拟技术在实践教学中的地位需要把握如下原则。

首先，硬件技术教学具有独特优势，在实践教学中不可缺少，应准确地把握实践教学和虚拟教学的关系。例如：对于常见元器件的使用和测量技术工艺都需要通过实践教学完成，这样才能提高教学效率，学生才能切切实实地掌握元器件的使用方法与工程设计方法，掌握仪表仪器的调试和使用方法，提高学生的实践水平。

其次，虚拟教学在实践教学中的应用，应当充分地结合课程特点，根据专业性质恰当运用。要合理划分实践教学与虚拟技术应用的比例。

再次，由于实践教学中需要运用到很多价格昂贵的仪器设备，或者应用到一些先进技术，运用虚拟技术教学可以降低成本，更加经济地开展相关实践教学，能够弥补实践教学的不足之处。

经过笔者对虚拟技术的实验，虚拟技术应当在实践教学中占据合理的比例，摆正自己的位置，根据专业需要和课程性质决定是否运用虚拟技术教学，并确定虚拟技术的实验项目个数与实习时间分配比例，使虚拟技术的应用符合教学大纲的要求，从而提高教学效果和现实可行性。另外，学生在应用虚拟技术的过程中，一些基本的元器件操作要领和仪器操作方法仍需掌握，并且还要掌握当前先进的电子技术。只有合理确定虚拟技术在实践教学中的分配比例，才能摆正虚拟技术的位置，更好地开展电子设计教学，取得优异的教学效果。

4 结语

在实践教学中，虚拟现实技术正发挥着举足轻重的作用，其应用范围将更为广泛。虚拟技术的应用有利于促进高校实践教学的改革进程，加快研究成果的转化进程，并且能够节省实践教学经费，在很多高校教学设备与经费短缺的背景下这一点尤为重要。但虚拟技术应用的前提是应准确把握虚拟技术与硬件技术的关系，充分利用两者的优势，正确认识虚拟技术在实践教学中的地位。如此一来，既可以训练学生的动手能力，使学生形成扎实的基本功，也能够让学生掌握现代科学技术知识，提高实践能力与应用水平，这样才能取得良好的教学效果。

参考文献

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