摘要:阐述了传统电子技术实验教学模式存在的问题及虚实结合的实验教学优势，并以实例展现利用虚实结合的实验模式优化实验内容，有利于层次化人才培养。在实验教学中引入虚拟仿真技术，可以激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维和创新能力。
关键词:虚拟仿真;电子技术;层次化;虚实结合
电子技术包括数字电子技术、模拟电子技术，是自动化、电气等专业必修的专业基础课，是理论性和实践性比较强的课程。作为与理论教学相辅相成的实验教学，是整个教学活动的重要环节。通过实验教学可以使学生更深刻地理解理论知识，将理论应用于实际，推动社会的发展［1］，社会发展需要有创新精神和创新能力的高素质人才。为改善实验教学环境，整合实验教学资源，更新实验教学内容，提高实验教学水平，把虚拟仿真技术引入电子技术实验教学成为一种有效的手段。电子技术实验需要利用模拟电子、数字电子、工艺实验室等多个实验室资源，传统的以实物为基础的实验方法难以打破课程界限，实现多门实验交叉融合。尤其对培养学生创新能力很强的综合设计性实验，迫切需要寻求一种可以减少实验时间和实验场所限制的实验教学模式，虚实结合的实验教学模式便应运而生。
1电子技术实验现状
传统以验证性实验为主的实验内容，实验操作在实验箱上完成，实验内容单一，学生只需要按照实验讲义上规定的实验步骤操作、测试就能够完成。学生上实验课的目的只是为了验证理论基础和理论计算，不会分析和调试实际电路，更不会设计和制作实际电路［2］。这种实验方法不利于学生设计性和创新能力的培养。电子技术实验课程涉及的专业面广，学生背景参差不齐。学生的学习兴趣及动手能力的差异性大，对实验感兴趣的学生预习充分，很快就能完成实验;对实验不感兴趣的学生只是为了获得学分应付了事，不预习，连线出错，甚至不知道测量点在哪里，更谈不上查找问题、解决问题了，在规定的实验时间内完成不了实验内容。怎样做好层次化教学是急需解决的难题。将虚拟仿真技术引入到实验教学中来，利用其扩展性强的特点，增加趣味性、设计性及创新性实验，建立虚实结合的层次化教学模式，为学生自主设计与实践创造良好的条件，有利于培养学生的创新思维，提高了学生的综合素质和技能。
2虚实结合的实验教学模式特点
虚拟仿真实验可以提供紧跟科技发展的新器件和新仪器，提供更多实验环境，扩充实验内容，开阔学生的视野，节约经费［1］。学生自己设计符合实验要求的实验方案，通过软件进行验证分析设计的结果，学生能更形象地获取知识，更高效地完成设计，激发学生的创新思维和兴趣。通过仿真为实际的硬件电路提供设计方向，缩短设计时间，降低实验成本，仪器设备损坏和耗材都会大幅下降［1，3，4］。虚拟仿真实验教学并不是完美的，也有其局限性［1，5］，如果学生单纯只用软件仿真，不用实际电子元器件搭建电路，那么学生对实物的外观、性能及指标参数就会缺乏认知，学生的实践动手能力以及对实验误差的分析能力都会有所降低［1］。虚拟仿真的元器件无论仿真度多高，它与实际器件还是有一定的差异。学生通过仿真软件仅能从原理上进行模拟，离真实电路还有差距。总有学生质疑:用软件仿真通过的理论上设计很完美的电路，实际接线调试过程中，也会出现接触不良、干扰等诸多问题，导致结果不尽如意。虽然在仿真过程中可以人为的加一些干扰信号，但是与实际系统干扰影响有一定的距离，虚拟仿真实验无法模拟真实实验中不可测的复杂性。学生掌握仪器使用的能力、测试的能力、排除故障的能力必须通过实际电路中进行训练和提高。要培养有创新精神的应用型人才，实体实验教学需加强而不能被替代。综上所述，建立虚实结合、优势互补、能实不需［1］的层次化实验教学模式是非常必要的。在虚拟仿真实验中，学生真正成为实验的主体，他们对实验方案进行设计，教师对其进行评价，指导其完善，提供所需的硬件条件和平台，学生在实物平台进行运行、调试。通过虚拟仿真实验手段，进行虚实结合的训练，可扩展学生的研究兴趣，逐步提高学生的科学研究水平［1］。而且某些实验由于环境、经济等因素的限制，在真实环境中无法完成的实验，虚拟仿真技术可以弥补其不足，学生可以最大限度的利用知识任意进行探索性操作。真正做到“虚”是“实”的补充，“实”是“虚”的延伸，以“虚”为辅，以“实”为主，以“虚”加强理论知识与实际操作的联系，以“实”来提高学生解决实际问题的能力［5］。
3虚实结合的层次化实验教学内容改革
以单管放大电路的测试实验为例，以前只安排了一个指定电路参数的共发射极单管放大电路测试，而且是在实验箱上进行搭建电路，即是这样也有一些对实验兴趣不浓厚的学生，不预习或者预习不充分，不按实验要求搭建电路、测试电路，导致实验不能在规定的时间内完成;对实验感兴趣、动手能力强的学生，实验准备充分，完成的速度快，由于实验内容的单一，提前完成实验的同学没有新的内容供其探究，造成实验时间的浪费，同时也不利于其探索兴趣的培养［2］。为此，提出让学生在仿真软件上设计共集电极、共基极单管放大电路，比较并分析这三种不同放大电路的区别。通过改变静态工作点、增大输入信号等方式，观察并分析放大电路的失真波形。由于仿真软件上设计、调整电路比较方便，学生如果实验时间允许的话，可以用面包板搭建实体电路。这种实验内容的调整:在实验箱上给学生提供了基础实验电路需要的元器件，使实验技能差的学生可以完成必作实验部分;中等实验技能的学生可以通过仿真软件继续完成三种不同组态电路的设计与分析;实验技能强的学生，在此基础上增加实际操作的环节，在面包板上继续搭建实体电路，解决实际电路中遇到的各种问题。这种实验内容多样性的层次化实验教学模式，既有利于人才的培养，又兼顾了一般学生的学习热情，有利于提高学生的实践技能［2］。为了更好地激发学生的学习热情，培养学生的设计能力，还提供了一些与实际应用接轨的设计性、综合性、研究创新性实验项目，如温度报警器设计、交通灯控制电路设计、波形发生器设计等，学生可以先用仿真软件根据实验要求自行设计实验方案、仿真、以各种形式输出结果、实时进行分析，技术指标符合要求后，再做成实际的硬件电路、调试，直到满足要求为止。这样使学生切身体会到将所学知识应用到实际中的满足感，更加激发他们的设计积极性，培养他们创新思维，为以后的电子设计竞赛和走上工作岗位，打下良好坚实的基础。
4结语
将虚拟仿真技术引入到电子技术实验教学中，做到了虚实结合、优势互补，较以往传统实验，灵活的增设更多新颖的设计性实验内容，丰富了实验教学内容，提高了学生分析问题解决问题的能力、设计电路的能力和电子产品的设计效率，激发了学生的创新思维和创新兴趣，使学生在各类电子设计竞赛中取得优异的成绩，为社会主义建设培养具有实践能力的人才。
参考文献:
［1］杜月林，黄刚，王峰，．建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式［J］．实验技术与管理，2015，32(12):26－29．
［2］程春雨，吴雅楠，马驰，等．模拟电子技术实验教学改革与实践［J］．实验科学与技术，2014，12(6):71－74．
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［4］程思宁，耿强，姜文波，等．虚拟仿真技术在电类实验教学中的应用与实践［J］．实验技术与管理，2013，30(7):94－97．
［5］朱静，陈新兵，谢斌盛，等．虚实结合的开放式电工电子实验教学模式的研究［J］．科教文汇，2012(33)63－64．
作者:俞志英 单位:大连海事大学