電工實訓課程中計算機仿真技術的應用

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摘要：隨著計算機仿真技術的日漸成熟,其成為高校實驗室、實訓室的輔助教學也必將成為一種趨勢。如何將這些先進的計算機仿真手段運用到高校的電工實驗教學中去,使之為教學服務,提高教學質量,是高校教師所面臨的一個新課題。

關鍵詞：仿真技術；電工；實訓教學

1項目的意義、現狀分析

2014年,在學校的大力支持下,我中心擴建了電工實訓室,學校結合實際情況,選用合適的實驗設備,并配套和完善了實訓室硬件設施,使實訓室成為了我校工科學生電工實訓教學基地，并為之創造了良好條件。同時，實訓室配備了計算機,實現了網絡化實訓教學,并提供了計算機仿真設計軟件（宇龍機電仿真軟件）的教學環境和條件。在電工實踐訓練教學過程中引入計算機仿真實驗平臺后，學生可進行一些虛擬仿真實驗，其意義也是對傳統電工實訓教學的一種有利的補充，是對傳統實驗教學方法的充實與改進。使用計算機仿真軟件作為實訓平臺，利用其元器件全、界面直觀、操作方便、電路分析手段完備等特點，學生根據指導，自主在模擬實驗臺上設計實驗，待設計成熟后，再在實物設備上進行實驗，這樣可以大大提高學生的效率和興趣。利用仿真實驗平臺，可以充分調動學生的主觀能動性，對于某些不易觀察到的現象進行仿真分析，可保存仿真結果、以做進一步的分析和處理，對實驗數據的分析處理方便快捷，提升了實驗水平，更有利于學生對實驗現象的觀察和分析。但由于各種原因也出現了一些問題。具體如下:（1）實訓對象范圍狹窄：目前，我校電工實訓教學僅面向全校理工類專業同一屆學生（大二或大三年級）學生開設。實訓對象范圍狹窄，不能夠實現大學四年不間斷的教學目標。另外我們的實訓室還沒有達到完全開放，對于一些創新能力較強的學生，不能提供一個良好的平臺。（2）教學內容偏少：在電工電子實訓課程中，電子工藝實訓十幾年來一直以組裝調試收音機項目進行,實訓內容已顯得陳舊。2010年起中心嘗試將室內配線納入其中。目前電工實訓教學內容有：1）常用電工工具的使用；2）導線的常用連接；3）室內照明線路：一地控制和兩地控制；4）機床電路。電工實訓教學剛剛起步，該課程設置內容不夠豐富，略顯簡單。不能完全滿足大學本科生的求知和自主創新欲望。2013年引入了機電實訓仿真軟件，采用虛擬仿真技術，我們只需要計算機，在計算機房就能完成很多實驗。2014年又投入140萬進行了電工實訓平臺基地建設，擴大了電工實訓課程建設的空間。（3）教學模式與手段使主體作用不能得到充分發揮：在之前的電工實訓中，由于課程內容和實訓設備局限性，大大限制了同學們自由發揮的空間。一些基礎扎實、創新能力強的同學完成規定項目后，意猶未盡。還想做一些其它感興趣的、實用性較強的電路實訓也只能望而嘆息。現有的傳統的教學模式使主體作用得不到充分發揮。教學方法與手段不能充分調動學生積極性。利用模擬仿真技術進行理論教學，可以將復雜問題簡單化，抽象問題形象化，理性知識感性化，讓我們的學生在理論學習時不感到枯燥，調動起他們的思維，讓學生在不斷的探索中學習。在電工實訓平臺上，學生可以自主操作，提升了學習的主動性，也增強了創新意識。此項目的順利進行，不僅是我們教學理念的創新，教學內容的創新，也是教學體制的創新。使我校的基礎實訓逐步的向現代化、多元化、多層次、開放式的方向轉化。構建與現代科學技術發展水平相適應的基礎工程訓練平臺。

2項目實施方案及實施計劃

2.1研究與改革的內容、目標和擬解決的關鍵問題

（1）研究與改革的內容和目標：1）改革原有“教學、實操”實踐教學模式，引入仿真實訓教學環節，按照創新理念培養目標，構建“教學、仿真、實操”電工實訓教學模式。同步優化電工實訓教學內容；2）改革目標以突出學生的自我參與，體現技能訓練的操作性、過程性、情景性、交互性，使學生了解工作場景、熟悉操作步驟、規范操作方法、培養職業意識；3）新引入的仿真實訓教學平臺，可以擴大學生的實訓范圍，為一些對電工方面感興趣、創新能力較強的學生，提供一個良好的開放式平臺。（2）擬解決的關鍵問題：優化以創新理念為培養目標的電工實訓教學內容，確立“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式，優化電工實訓教學內容，修訂并編寫教學大綱、教案、講義等

2.2實施方案方法及可行性分析

實施方案方法：（1）前期調研，即研究、分析當前多所高等院校實踐教學環節，以及通過對老師學生的調查，了解對新實訓項目內容、教學模式及課程安排的意見和建議；（2）分析總結，即該專業教師對提出的意見和建議進行分析研究，總結出適合我校電工實訓課程的教學內容和課程體系，找出以創新理念為培養目標“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式，優化教學方法與手段；（3）實踐嘗試，即根據初步確定的方案進行小范圍實踐嘗試，將出現的問題再進行整理分析總結；（4）優化確定：將實踐嘗試中的問題進行整改，優化課程體系和教學模式。使教學體系更加完善。可行性分析：我基地現擁有2個電工實訓室，電工仿真機房和電工實訓平臺也基本就緒，能滿足140多學生進行實際操作和理論學習。為本項目的順利進行提供有力的保障。

3項目預期的成果和效果

該項目最終將在全校所有理工科類專業實施，最大限度的讓學生實現獨立動手能力，提高學生的創新能力。受益人數每年約4000人。

4本項目的特色與創新之處

本項目的創新之處在于針對我校電工實訓課程教學現狀及其存在的問題，秉承傳統與時俱進，將虛擬仿真技術應用到電工實訓教學，確立一套適合我校實際教學情況的以創新理念為培養目標的“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式。優化了我校電工實訓課程的教學內容。通過對電工實訓教學全方位的優化改革，切實地提高我校理工科類學生的實踐動手能力和就業競爭力。

作者：馮強 單位：內蒙古科技大學工程訓練中心