职校“电子技术基础”课程虚拟仿真实验教学设计

张 莉

(徐州经济技术开发区工业学校,江苏 徐州 221121)

0 引言

近几年,我国职业教育取得了显著进步,但仍不能满足社会经济发展对高端职业人才的需求。因此,各地职校都在积极进行职业教育的现代化改革,期望通过现代教育理念的融入和新型教育教学技术方法的应用,实现职业教育的高质量发展。因此,有必要进一步深化职业教育的现代化改革,积极应用如虚拟仿真实验教学等新型教学模式,构建与之配套的课程体系,依据现代化的教育理念规范虚拟仿真实验教学流程,实现实训教学效益的全面提升[1]。

1 职校“电子技术基础”课程教学中虚拟仿真实验的应用策略

依据构建主义理论,设计以学生为主体的虚拟仿真实验教学流程如下:

(1)课前准备工作。教师需要完成仿真实验程序开发、教学方案设计。学生需要依据教师发布的理论知识预习材料,提前预习实验相关“电子技术基础”知识。

(2)新课导入。教师可以通过问答互动、线上生产生活相关应用实例视频等方式导入实验内容,引起学生的学习兴趣,让学生尽快进入电工电子专业逻辑思维状态。

(3)仿真探讨。教师演示并讲解实验流程和操作技巧,指导学生自主完成实验任务,归纳实验过程中学生普遍出现的实操问题,集中通过分组讨论、教师实验演示巩固讲解的方式解决这些问题。

(4)重难点答疑。根据仿真实验教学目标,考查学生的教学任务重难点掌握情况,解决学生在实验过程中积累的疑惑。

(5)课堂小结。总结课堂实验成果,结合具体的实验情境,树立对应的电子技术理论知识,归纳电子技术实践应用技巧[3]。

2 职校“电子技术基础”课程虚拟仿真实验教学实例分析

以“共射级基本放大电路”课时为例,根据上文分析根据教学设计,按部就班地将教学实施过程分为5个步骤。

2.1 课前准备工作

教师提前设计准备好“晶体管共射级单管放大电路”仿真实验LabVIEW程序。同时提前向学生发布晶体管共射级单管放大电路简图(见图1),布置自学任务,让学生进行课前预习。

图1 晶体管共射级单管放大电路

2.2 导入新课

通过问答互动的形式导入课程内容,明确教学目标。

(1)通过总结学生的课前预习成果,进一步向学生归纳总结放大电路的工作原理,梳理该理论知识点牵涉的电信号、电压、电流以及功率等关键词的逻辑关系。

(2)问题1:基本放大电路的工作状态有哪些?

答案:静态和动态两种。当电路中没有信号输入时,电流呈现直流状态,这时的电路为静态电路。而当电路汇总有输入信号时,放大电路进入动态工作状态。

(3)问题2:静态工作点的设置有什么意义?

答案:在放大电路中设计静态工作点,主要是为了保证放大电路的输入信号不失真。

2.3 仿真实验

首先,教师演示仿真实验,在演示过程中向学生简单介绍仿真实验流程。通过边演示边介绍仿真实验操作界面的各个按键、滑块以及结果显示窗口的功能和操作方法。让学生了解放大电路仿真实验的基本操作步骤。如图2所示,电路简图中的IO1和IO2分别由操作界面的US输入和RW值来调节,而剩余的IO3,IO4,IO5则分别对应操作界面的电压Vb、电压Vc、输出UO。然后引导学生进行调节实验。晶体管共射级单管放大仿真实验操作界面,如图1所示。

图2 晶体管共射级单管放大仿真实验操作界面

(1)调节静态工作点。将US输入滑块值归0,根据实验界面显示窗口的参数值,调节RW值以找到合适的静态工作点。

(2)进行输入信号放大实验。在保持RW值不变的情况下,输入US信号,调节US输入滑块到0.08 V,可以看到对应的输入US、输入UO波形信号显示结果。

(3)仿真分析。以NPN型半导体三极管为实例,Vcc为电路直流电源,RB为偏置电阻,Rc为负载电阻。将该实验实例投入上述静态动态放大电路实验流程,分别对其进行静态、动态分析。

(4)组织学生分组自主进行仿真实验。在引导学生进行一次完整的仿真实验流程以后,再重新寻找一个类似的NPN半导体三极管实例,组织学生分组按照上述实验步骤自主协作完成实验,得出电子元器件的放大电路静态、动态分析结果。教师统计实验过程学生普遍遇到的问题,在自主实验结束以后,集中解决这些问题。

3 结语

职校“电子技术基础”课程教学是电工电子专业的重点基础课程,教师可以利用LabVIEW,Multisim等软件,设计更多的虚拟仿真实验教学材料,按照电子技术课程特点,构建囊括模拟电路、数字电路两类电路实验的仿真实验课程体系,并依据构建主义理论,设计更加符合“理实一体化”教学理念的实验教学流程,切实提高学生在仿真实验实施过程中的参与度和思维活跃度,调动学生的主观能动性,培养学生的电子技术实践能力和创新思维。