电工实训课程中计算机仿真技术的应用

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摘要：随着计算机仿真技术的日渐成熟,其成为高校实验室、实训室的辅助教学也必将成为一种趋势。如何将这些先进的计算机仿真手段运用到高校的电工实验教学中去,使之为教学服务,提高教学质量,是高校教师所面临的一个新课题。

关键词：仿真技术；电工；实训教学

1项目的意义、现状分析

2014年,在学校的大力支持下,我中心扩建了电工实训室,学校结合实际情况,选用合适的实验设备,并配套和完善了实训室硬件设施,使实训室成为了我校工科学生电工实训教学基地，并为之创造了良好条件。同时，实训室配备了计算机,实现了网络化实训教学,并提供了计算机仿真设计软件（宇龙机电仿真软件）的教学环境和条件。在电工实践训练教学过程中引入计算机仿真实验平台后，学生可进行一些虚拟仿真实验，其意义也是对传统电工实训教学的一种有利的补充，是对传统实验教学方法的充实与改进。使用计算机仿真软件作为实训平台，利用其元器件全、界面直观、操作方便、电路分析手段完备等特点，学生根据指导，自主在模拟实验台上设计实验，待设计成熟后，再在实物设备上进行实验，这样可以大大提高学生的效率和兴趣。利用仿真实验平台，可以充分调动学生的主观能动性，对于某些不易观察到的现象进行仿真分析，可保存仿真结果、以做进一步的分析和处理，对实验数据的分析处理方便快捷，提升了实验水平，更有利于学生对实验现象的观察和分析。但由于各种原因也出现了一些问题。具体如下:（1）实训对象范围狭窄：目前，我校电工实训教学仅面向全校理工类专业同一届学生（大二或大三年级）学生开设。实训对象范围狭窄，不能够实现大学四年不间断的教学目标。另外我们的实训室还没有达到完全开放，对于一些创新能力较强的学生，不能提供一个良好的平台。（2）教学内容偏少：在电工电子实训课程中，电子工艺实训十几年来一直以组装调试收音机项目进行,实训内容已显得陈旧。2010年起中心尝试将室内配线纳入其中。目前电工实训教学内容有：1）常用电工工具的使用；2）导线的常用连接；3）室内照明线路：一地控制和两地控制；4）机床电路。电工实训教学刚刚起步，该课程设置内容不够丰富，略显简单。不能完全满足大学本科生的求知和自主创新欲望。2013年引入了机电实训仿真软件，采用虚拟仿真技术，我们只需要计算机，在计算机房就能完成很多实验。2014年又投入140万进行了电工实训平台基地建设，扩大了电工实训课程建设的空间。（3）教学模式与手段使主体作用不能得到充分发挥：在之前的电工实训中，由于课程内容和实训设备局限性，大大限制了同学们自由发挥的空间。一些基础扎实、创新能力强的同学完成规定项目后，意犹未尽。还想做一些其它感兴趣的、实用性较强的电路实训也只能望而叹息。现有的传统的教学模式使主体作用得不到充分发挥。教学方法与手段不能充分调动学生积极性。利用模拟仿真技术进行理论教学，可以将复杂问题简单化，抽象问题形象化，理性知识感性化，让我们的学生在理论学习时不感到枯燥，调动起他们的思维，让学生在不断的探索中学习。在电工实训平台上，学生可以自主操作，提升了学习的主动性，也增强了创新意识。此项目的顺利进行，不仅是我们教学理念的创新，教学内容的创新，也是教学体制的创新。使我校的基础实训逐步的向现代化、多元化、多层次、开放式的方向转化。构建与现代科学技术发展水平相适应的基础工程训练平台。

2项目实施方案及实施计划

2.1研究与改革的内容、目标和拟解决的关键问题

（1）研究与改革的内容和目标：1）改革原有“教学、实操”实践教学模式，引入仿真实训教学环节，按照创新理念培养目标，构建“教学、仿真、实操”电工实训教学模式。同步优化电工实训教学内容；2）改革目标以突出学生的自我参与，体现技能训练的操作性、过程性、情景性、交互性，使学生了解工作场景、熟悉操作步骤、规范操作方法、培养职业意识；3）新引入的仿真实训教学平台，可以扩大学生的实训范围，为一些对电工方面感兴趣、创新能力较强的学生，提供一个良好的开放式平台。（2）拟解决的关键问题：优化以创新理念为培养目标的电工实训教学内容，确立“教学、仿真、实操”一体化电工实训教学模式，优化电工实训教学内容，修订并编写教学大纲、教案、讲义等

2.2实施方案方法及可行性分析

实施方案方法：（1）前期调研，即研究、分析当前多所高等院校实践教学环节，以及通过对老师学生的调查，了解对新实训项目内容、教学模式及课程安排的意见和建议；（2）分析总结，即该专业教师对提出的意见和建议进行分析研究，总结出适合我校电工实训课程的教学内容和课程体系，找出以创新理念为培养目标“教学、仿真、实操”一体化电工实训教学模式，优化教学方法与手段；（3）实践尝试，即根据初步确定的方案进行小范围实践尝试，将出现的问题再进行整理分析总结；（4）优化确定：将实践尝试中的问题进行整改，优化课程体系和教学模式。使教学体系更加完善。可行性分析：我基地现拥有2个电工实训室，电工仿真机房和电工实训平台也基本就绪，能满足140多学生进行实际操作和理论学习。为本项目的顺利进行提供有力的保障。

3项目预期的成果和效果

该项目最终将在全校所有理工科类专业实施，最大限度的让学生实现独立动手能力，提高学生的创新能力。受益人数每年约4000人。

4本项目的特色与创新之处

本项目的创新之处在于针对我校电工实训课程教学现状及其存在的问题，秉承传统与时俱进，将虚拟仿真技术应用到电工实训教学，确立一套适合我校实际教学情况的以创新理念为培养目标的“教学、仿真、实操”一体化电工实训教学模式。优化了我校电工实训课程的教学内容。通过对电工实训教学全方位的优化改革，切实地提高我校理工科类学生的实践动手能力和就业竞争力。

作者：冯强 单位：内蒙古科技大学工程训练中心