理虚实一体化仿真教学模式在中等职业技术学校电子专业中的应用研究

林来金

摘   要：本文在分析我国中等职业技术学校理实一体化教学模式存在的问题的基础上，对近年来理虚实一体化仿真教学进行了相关的调研，提出了确保中等职业技术学校理虚实一体化仿真教学模式在中等职业技术学校电子专业中能有效实施的应用策略。

关键词：中等职业技术学校;理虚实一体化;仿真教学模式;电子专业;应用策略

理虚实一体化仿真教学模式是一种在理论教学和实训教学之间插入计算机仿真模拟训练的新型教学模式，可以把学生在课堂上学习理论知识、在计算机仿真模拟训练设备上开展仿真实验、在实训车间进行技能培训的学习过程整合为一体，实现“三位一体”的教学系统。中等职业技术学校的电子专业知识具有理论性突出、抽象性明显的特点，对于中等职业技术学校学生的能力来说学习困难较大，因此电子专业教学效率提升不是十分明显，而采用更加有效的教学模式开展教学、提升效率，成为广大教师一致探索的重要方向。在中等职业技术学校的教育教学中，教师必须在重视理论知识教学的同时更加重视专业素养和实操能力的培养，应用理实一体化教学模式，把理论学习与实训学习有机结合到一起，实现学生知识素养与能力素养的同步发展。但是在实际的中等职业技术学校电子专业教学中，一方面因为电子专业知识具有极强的理论性、抽象性，不容易被学生以感官进行直接感受，另一方面因为中等职业技术学校的学生普遍存在学习基础薄弱、学习能力不强、学习动力不足、学习习惯不科学、对人生发展规划不明确的现象，直接导致中等职业技术学校电子专业的理实一体化教学面临一系列的挑战，严重影响了教育教学的开展。介于传统的理实一体化教学模式存在弊端，从而提出理虚实一体化仿真教学模式的必要性。

1  當前我国理实一体化教学模式存在的问题探究

1.1  理实一体化教学名不符实

当前的中等职业技术学校电子专业教学中，很多教师的教学理念仍然存在于传统模式之中，即便能够开展理实一体化教学，基本上也只是教学形式上的变化而已，不过是把授课的地点从教室当中转移到了实训车间里边。教师还是首先要对学生进行大量理论知识的讲解，然后使用多媒体为学生进行实验的演示，给学生做出一个示范，之后就会指导学生进行模仿性的实训操作了。这样的理实一体化教学过程当中，学生还是在教师的引领下开展学习活动，学生只是被动接受知识，简单模仿实训过程，毫无创新性和开放性可言。因为教师的讲解和示范约束了学生的个性思维的发展，没有给学生提供一个自我发挥、实践创新的机会，因此这种教学模式培养出来的学生尽管做到了一定程度的“做中学”和“学中做”，但是却没有真正把理论与实践结合起来的意识和能力，直接影响到了理实一体化教学的扎实开展，因此这样的理实一体化教学就不是名符其实的一体化教学了。

1.2  知识与技能的衔接出现断层

在前期的理论教学中，教师需要对学生进行电子专业知识的讲解，这是理实一体化教学开展的基础和前提。中等职业技术学校的学生一般都属于学习成绩落后的学生，从初中阶段甚至小学阶段开始这部分学生的学习成绩就始终较差，根本没有形成足够的知识支撑，也没有对学习的知识产生足够的兴趣，更不要说以更加积极的姿态参与到学习活动中来了。另外中等职业技术学校电子专业的教学内容抽象性更强，直观性更差，逻辑性更强，形象性更差，因此具有较大的学习难度。这些因素都导致学生在中职电子专业学习中的学习自信、学习效果提升受到严重的制约，学生对于在实训教学中需要应用的知识、对电路设计的方法、有可能遇到的问题、解决问题可以采取的策略等都没有一个明确的计划。这样的情况下贸然便组织学生进行实训教学，学生不能把所学习的知识同技能的应用进行充分结合，导致了知识与技能之间发生断层，直接影响了中职电子专业教学的有效开展。割裂了理论教学和实训的衔接，以及信息获取与输出的联动、时间和空间的统一。

1.3  学生的学习主体地位不能有效转变和提高

在以往的电子专业理实一体化教学中，教师的教学内容都是预先设计好的，所有的理论知识、所有的实验步骤、所有可能出现的问题及相关的解决策略教师都已经进行了合理的预设，在此过程中学生完全没有真正参与到学习活动中，教师没有给学生创造发挥个性、展现自我的机会，学生也没有形成主动参与、自主提升的意识，甚至还有可能因为教师的活动太过于深入、所有的问题都由教师进行讲解、所有问题都由教师进行解决而形成等、靠的心理，形成懒惰、依赖思维，进而影响学生的实训活动开展，更不要说学生的创新意识、创新能力的不断发展了。

2  理虚实一体化仿真教学模式应用初探

理虚实一体化仿真教学模式，是理论教学、虚拟仿真实训教学、真实实训教学一体化教学模式的简称。

和传统的理实一体化教学相比，其中增加了一个虚拟仿真实训教学的环节。虚拟仿真实训教学是采用仿真软件进行虚拟实训的教学模式，Multisim就是在中等职业技术学校的电子专业教学中常用的一种电路仿真模拟实训软件。在虚拟实训环节过程中，学生可以使用Multisim软件通过交互式学习活动设计并搭建出电路图，并对电路的实际工作情况进行仿真测试，这样就可以让学生从中获得把理论知识加以实际应用，并进行实际检验的机会。Multisim中设计已经把大量的电子元器件和仪表、仪器以数字的方式存储到系统当中，不仅是不同的器材，甚至把这些器材的实际功用也进行了完全的模拟，学生在虚拟仿真实训教学中可以使用鼠标单击不同的元器件进行选取，然后使用鼠标把选中的元器件托置到不同的位置，可以很轻松构建成一个电子电路。如果想要查看并设置电子元器件的功能及属性，可以对元器件进行双击即可。同时还可以把元器件进行翻转、旋转，方便电路的连接。当使用线路把各种元器件连接完毕形成电路之后，可以对电路进行仿真模拟启动，观察结果、发现问题，并及时采取应对策略。

3  理虚实一体化仿真教学模式的开展策略

3.1  理虚实一体化教学模式的实践效果

在传统的理实一体化教学中，理论知识教学的课堂就是实训教学的实验室，实验室又同时是课堂，理论教学和实训教学融于一体、交错进行。而以Multisim仿真模拟为代表的虚拟仿真实训教学则充分打破了时间和空间的束缚，把课堂、实验室都整合到计算机当中，整合到虚拟仿真实训软件当中，保证了学生知识、技能、创新意识等综合素养的全面提升。理虚实一体化仿真教学模式的开展步骤有以下几方面。

3.1.1  应用理虚实一体化教学模式有助于学生对于教学知识的深度理解

在中等职业技术学校电子专业的理论教学中，教学内容一般都是以实训任务书的形式进行呈现的，主要内容包括实训目标、工作原理、实施步骤、评价标准、分值分配等。因为中等职业技术学校学生的实际学习能力较低、学习效果提升较为困难，同时教学内容的难度较大，所以学生对于知识的理解情况不是十分乐观，因此教师需要采用有效的策略和手段来降低教学难度，提升教学的直观性。在教学中教师可以采用多媒体技术开展教学，促进学生学习效率的不断提高。例如电子专业教学中包含有大量的波形图内容、电路图内容、逻辑真值表内容，如果教师采用传统的口头讲解的形式开展教学，配以黑板上的板书进行阐述和介绍，教师的口语表达能力存在较大的差异，必然会对教学效果造成极大的制约。同时这样的口头讲解必然会造成课堂教学的枯燥无趣，会严重影响学生的学习兴趣，影响学生的学习高效开展。采用多媒体进行教学，可以把抽象的内容形象化，复杂的知识直观化，用动画、图片、视频的形式激发学生的学习动机，改善学生的学习体验，实现教学效率的切实提高[ 1 ]。

通过实践对比如表1所示，与传统理实一体化教学模式做对比，理虚实一体化教学模式提高了学习效果。例如在多人表决器的设计与制作教学中，教师使用多媒体设备对学生进行了深入的理论教学。首先一段里约奥运会中国选手举重比赛现场的视频导入，调动学生的学习积极性。然后进行任务的明确：“现在我们设计一个举重裁判表决器，设举重比赛有三个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判（其中必须有主裁判）判明成功时，表示‘成功的灯才亮[ 1 ]。”  之后教师为学生明确学习的目标，组织学生进行学习，设计出组合逻辑电路，完成符合多人表决器工作原理的电路;根据电路的工作原理选择需要使用的电子元器件，进行简单的检测;应用Multisim绘制出电路图和仿真验证;根據原理图进行相应的安装;对安装出的电路进行简单的调试等，实现了学习效率的不断提高。

3.1.2  应用理虚实一体化教学模式有助于强化学生的实践技能

学生学习了理论知识之后，还没有对理论知识有一个全面的理解和深化，还没有真正内化成自己的技能，对于电路的设计还没有形成一个明确的印象和计划，此时如果马上进行真实实训教学，学生必然会在面对众多电器元件的时候出现头脑一片空白的现象，造成实验器材的损坏与实训活动的失败结果出现。这样一来，学生在日后的实训过程中也将会形成心理阴影而导致对实训教学产生抵触情绪，影响日后教学活动的开展。

例如在举重裁决器的设计与制作教学中，教师就组织学生开展了虚拟仿真实训活动，学生在MUltisim仿真软件中把设计出的组合逻辑电路进行电路图的绘制，之后从元器件库中选取相应的元器件，对元器件进行相应的检测，之后进行连接，并在电路连接成功之后使用仿真系统进行仿真检测，对相关数据进行记录，如果发现问题及时进行思路的纠正和电路的改正，真正提高了学生的实践水平。

3.1.3  应用理虚实一体化教学模式提高学生的实训能力

毕竟中等职业技术学校电子专业的学生未来都将走上实际的工作岗位，从事专业性、实践性更强的工作，所以必须通过系统的实训活动保证学生实践能力的有效发展，才能确保学生真正适应未来工作及岗位的需求，保证学生在未来的工作中创出一片自己的天空。学生在之前的虚拟仿真实训教学中已经进行了电路图的模拟连接演练，已经积累了一定的经验，对于真实实训教学已经树立了高度的自信心，因此在真实实训教学过程中学生按照自己预先设计好的电路图进行实际的电子元器件的焊接与安装即可。

例如在举重裁决器的设计与制作教学中，教师组织学生根据在虚拟仿真实训教学中设定的电路图和使用的相关元器件，选择相应的器材，使用焊接的方法进行连接，形成一个完整的电路。在电路连接完毕后，需要组织学生对电路进行通电前的最后检测，避免因为电路连接存在问题导致通电后器材损坏的情况出现。检查完毕后便可以进行通电测试了。最后教师需要对学生设计并制作的电路进行评价，对个性的创意进行肯定，对需要改进的方面进行明确，促进理虚实一体化仿真教学效果的更大提高。

3.2  如何有效开展理虚实一体化的教学模式

根据《中等职业学校电子技术基础与技能教学大纲》的课程教学目标，除了让学生具备制作和调试常用电子电路及排除简单故障的能力，还得结合生产生活实际，了解电子技术的认知方法，培养学习兴趣，形成正确的学习方法，有一定的自主学习能力，养成良好的职业意识和职业道德[ 2 ]。

通过课题研究实践，提以下建议仅供参考。

3.2.1  师资力量

作为中职学校电子专业教师，除了要有过硬的理论知识和专业技能，还必须具有良好的职业素养。教学中体现现代职业教育思想，与时俱进，掌握仿真教学软件并应用自如。

3.2.2  课程衔接

中职学校电子专业课程改革，一年级打基础，专业基础课程渗透仿真软件课程，虚拟仿真主要是应用multisim和proteus这两个软件，两个软件主要是擅长电子类课程的仿真。multisim软件还可以设置故障让学生进行排故训练。

二年級推荐几款寓教于乐的仿真软件，edison三维立体电子仿真的，CADeSIM电气仿真。

3.2.3  学生准备

学习Multisim等仿真实训软件，学生可以把自己设计出的电路图直接利用仿真实训系统进行连接，连接完成后还可以使用软件进行测试，以此来验证自己的电路图设计是否存在瑕疵，是否出现错误，并依据存在的问题进行进一步的探究与改进。有了虚拟仿真实训教学这个过渡环节，学生对于理论知识的应用能力有了进一步的提升，同时也具备了电路图的设计与连接经验，同时具备了一定的解决实际问题的能力，为真实实训教学活动的开展做好了充分的准备[ 3 ]。

3.2.4  实训室建设

建设理虚实一体化实训室，及时更新仿真软件。有了虚拟仿真实训教学，学生可以把之前学习到的理论知识进行实际的应用，以此实现理论向真实实训的良好过渡，而不必担心学生的错误操作对电子元器件造成不可逆转的损伤或损坏[ 4 ]。学生在虚拟仿真实训过程中一旦出现了错误，学生就会根据系统提示及时对产生问题的原因进行探究，并进行改正，这样有效避免了学生在真实实训过程中再发生类似的错误，对实训教学效果的提升起到了重要的促进作用。

4  结束语

总而言之，有了仿真模拟实训活动在理论学习和实训活动之间作为桥梁，学生可以在理论学习与技能培训之间实现平稳的过渡，大大降低学生在实训活动中因为知识掌握不扎实、方法设计不科学而导致实训活动效果不明显的问题出现几率，提升学生实训活动的有效性，让学生充分感受到学习带来的足够乐趣，增强学生的学习动力，把学生从“要我学”的被动状态推向“我要学”的积极主动态势，强化学生的实际分析能力，提升学生的设计能力，培养学生良好的职业素养，为学生、教学、学校的发展提供更大的动力，保证我国人才培养战略的有效实施。

参考文献：

[1]司淑梅.数字电路设计与制作[M]北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]朱亚丽. 模拟电路及其产品安装调试[M]北京：中国电力出版社，2015.

[3]缪江珍.基于Multisim的中职“电子线路”课程教学模式探究[J].职教通讯 ，2017（18）：48-50.

[4]张敏.中等职业学校电子专业“理虚实”一体化教学模式研究与实践[J].科学咨询，2017（44）：121-122.