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电子实验网络化教学平台的建构

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一、网络化教学平台的结构

电工电子技术实验的网络化平台的建设将拓展实验教学的空间和时间,解决传统式实验教学方法出现的弊端,从而不断的提高教学的效率和质量。同时开放的网络平台建设可以减少贵重仪器的配备,实现实验设备的合理配置。目前,本中心网络化教学平台的总体结构如图1所示。电工电子实验网络化教学系统包括两大部分。首先是辅助学习系统,在该系统下,学生完成每次实验前的预习,包括实验的原理、内容,仪器仪表的使用说明等;实验后对进行问题的交流讨论以及实验报告的提交;同时可以查阅所有实验中用到的相关芯片、元件的手册。第二部分是网上实验平台,包括验证实验,即在虚拟环境下完成实验课中涉及的验证性实验,设计实验,在虚拟环境下提供学生仪表、元件等,学生可根据理论课内容,进行设计性实验。创新实验,提供学生创新性的设计题目,通过理论课学习和基础实验的锻炼,学生提出创新实验的思路和基本方法,经过验证后,预约实验室进行实践。

二、教学平台的功能特点

1.实验辅助学习平台

(1)实验预习模块。该模块下学生可以学习每个实验的基本原理,同时提供实际应用案例体现实验内容涉及的相关知识点在实际应用中的延伸,从而加强学生对实验意义的理解。提高学生对实验的兴趣。同时包括实验中必须注意的相关问题,例如电工测量仪表的原理、使用注意事项等,帮助学生在动手完成实验时脑海中有深刻的印象,一定程度上减少实验中的事故率。该预习模块,改变了传统枯燥的通过阅读书本进行预习的方式,使得学生能够主动预习实验。

(2)讨论答疑模块。学生在实验中遇到的问题以及常犯的错误在该模块下体现出来,促进教师不断的改进实验内容。同时规定的实验课时外,学生仍然能够与教师进行问题讨论,无形中摆脱了实验时间、空间对学生的束缚,通过讨论能够激励学生对实验和相关知识应用的研究和探索。(3)资料查询模块。该模块提供了所有实验涉及的电气元件的资料,部分内容采用flash的形式。例如动态展示接触器的动作原理,以及它在异步电机正反转控制中的应用,帮助学生认识理解元件,学会在实验、实践中使用。同时,实验中涉及的芯片手册、典型电路也都包含在内,促使学生养成在设计、研究电子电路前查阅手册的良好习惯。

2.网络实验平台

网络虚拟实验平台是网络教学的核心,也是近年来国实验室发展的一个趋势,本实验中心根据学校实验开设的实际情况,以及实验的性质进行了三个方面的建设。

(1)基础实验方面。平台中包含所有学生必做实验项目,分为验证性实验和综合性实验两部分。虚拟实验平台下,实验中可同时采用多个仪表,相比实践实验能够同时测量多组数据进行分析,也可方便地观察部分实验中实际操作难以观察的动态过程,帮助学生理解实验对应的知识点。学生在实验室进行实践操作前,先在计算机上进行模拟,提前熟悉实验步骤,而且每个学生可单独进行实验,锻炼了独立实验的能力。此外,如遇到虚拟实验与实际实验出现数据偏差时,学生通过分析找到理论与实际操作的区别,更深刻的理解知识点在实际中的应用。例如感性电路功率因数改善实验,通常实验是在日光灯电路中完成电压、电流以及功率因数的测量和相关分析,实验的前提是了解认识日光灯电路的组成,以及各器件的作用和电气性质。传统实验模式下,很少有学生通过实验很快理解电路原理,完成元件的搭接,也很难分析实验中各数据之间的关系,以及认识功率因数是如何改善的,更不能联系到实际中的应用。而在虚拟实验平台下,元件的种类相对实际实验台丰富,学生可以方便地进行反复选择、操作和测量比较,同时查看实验所涉及的内容在实际生产生活中的应用案例,帮助学生将电工学与其他专业课程相结合来理解。从后期实际实验的完成情况和实验报告可以看出,采用虚拟实验平台后,学生对此类实验的认识有了很大程度的提高,实验热情也有了大幅提升。

(2)设计及创新实验方面。该平台下没有固定的实验模块,主要采取学生根据自己的兴趣进行自主设计性实验的方式,该实验平台重点强调实验的分析和测试方法的重要性,促进学生培养科学的思维方式。近年来,各大高校对电子创新大赛都非常重视,将综合培养学生创新、设计的能力作为首要任务。创新性实验平台提供了大量的电子设计资料,方便学生进行知识的储备。同时,每学年伊始,公布2~3个设计性题目,学生可根据自己的能力在网上提交设计思路,在虚拟平台下进行必要的仿真等步骤,并预约创新实验室完成实物制作,教师根据学生提交的思路创新程度及完整程度进行筛选。该平台的应用,很大程度上提高了学校电工电子创新实验室的利用率,合理配置设备资源,同时更大程度上帮助学生在电子设计方面实现能力的培养和提高。

三、结束语

实践教学环节是培养学生创新、实践能力的重要途径和场所,针对电工电子技术实验传统实验平台教学中出现的各种弊端,建设了电工电子实验网络化教学平台,从辅助教学平台和网络实验平台两方面对学生进行实验和实践能力的培养。网络化教学平台的建设大大促进了学生的实验热情,帮助更多学习主动性高的学生成为具有扎实的理论基础、较强的工程概念和动手能力的学生,同时也很大程度上提升了高校电工电子技术实验实践环节的价值和意义。

作者:彭莉峻刘沛津杨婷单位:西安建筑科技大学机电学院

电力科技与环保杂志责任编辑:田老师    阅读:人次