前頭電工電子虛擬實(shí)驗室功能探究

　　論文關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗室　電工電子

　　論文摘 要：隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步和信息化時(shí)代的到來(lái)，我國的網(wǎng)絡(luò )虛擬技術(shù)得到了跨越式的發(fā)展。傳統的教學(xué)實(shí)驗室已不能滿(mǎn)足當代教育發(fā)展的需要，被虛擬實(shí)驗室所替代已逐步成為發(fā)展潮流。本文通過(guò)對電工電子虛擬實(shí)驗室的概述和思考，分析電工電子虛擬實(shí)驗室的重要功能，旨在與同行交流，以適應新時(shí)代下的教學(xué)實(shí)驗需求。 
　　
　　我國中職學(xué)校在電工電子教學(xué)過(guò)程中，不僅應注重中職學(xué)生基本知識、基本技能和基本方法的培訓，也注重中職學(xué)生自主實(shí)驗的要求。這就要求必須配備相應的實(shí)驗室，因為它是用于培養中職學(xué)生的創(chuàng )新能力和發(fā)展復合型人才的基本教學(xué)和科研場(chǎng)所。而傳統的電工電子實(shí)驗的投資相對較大、硬件設施依賴(lài)性強、運行與維護成本過(guò)高且效率不高，又由于受到實(shí)驗課數、實(shí)驗室的開(kāi)放和環(huán)境等因素的影響，導致我國中職學(xué)校的電工電子教學(xué)效果不理想。因此，加強對電工電子虛擬實(shí)驗室的功能探究，對虛擬實(shí)驗室建設的認識具有十分重要的意義。
　　一、概述
　　隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )的普及與虛擬現實(shí)技術(shù)的不斷完善，我國中職學(xué)校在虛擬實(shí)驗室的建設方面得到了一定的普及。虛擬實(shí)驗室的本質(zhì)意義就是泛指計算機系統中，集虛擬現實(shí)、數據庫、虛擬儀器、計算機網(wǎng)絡(luò )與計算機實(shí)時(shí)監控等技術(shù)為一體的虛擬實(shí)驗環(huán)境，用戶(hù)通過(guò)一些渠道把控制信號和參數指令發(fā)送至仿真對象或物理設備，然后把實(shí)驗結果通過(guò)文檔、圖片、視頻和動(dòng)畫(huà)等形式發(fā)給用戶(hù)，滿(mǎn)足用戶(hù)通過(guò)遠程服務(wù)進(jìn)行實(shí)驗。虛擬實(shí)驗室是集Internet網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、儀器控制技術(shù)和通信技術(shù)于一體的虛擬實(shí)驗教學(xué)系統，用戶(hù)只需擁有一臺電腦，通過(guò)因特網(wǎng)就能訪(fǎng)問(wèn)這一虛擬實(shí)驗教學(xué)系統，在Web頁(yè)面上挑選有關(guān)實(shí)驗實(shí)現遠程操縱實(shí)驗所需的儀器設備，并進(jìn)行實(shí)驗操作，另外用戶(hù)還可以直接從網(wǎng)上獲取實(shí)驗數據，動(dòng)態(tài)監控實(shí)驗結果。目前很多中職學(xué)校的虛擬實(shí)驗室的構造都是客戶(hù)端在web的基礎之上，運行在瀏覽器之中，由Web服務(wù)器自動(dòng)下載用戶(hù)系統所需的客戶(hù)端程序；隨后客戶(hù)端程序與現實(shí)意義的服務(wù)器端的應用程序建立一個(gè)即時(shí)通信平臺并進(jìn)行實(shí)驗。這個(gè)虛擬實(shí)驗教學(xué)系統是由實(shí)驗設備、客戶(hù)端和服務(wù)器端組合而成。
　　二、關(guān)于電工電子虛擬實(shí)驗室的思考
　　隨著(zhù)教學(xué)體制的改革，實(shí)踐環(huán)節成為中職學(xué)生深刻理解理論知識的一個(gè)重要環(huán)節，實(shí)驗成為教學(xué)環(huán)節中不可缺少的重要組成部分。許多中職學(xué)校的實(shí)驗室存在教學(xué)設備陳舊、教育資金不足，難以滿(mǎn)足日益增長(cháng)中職學(xué)生的需求和跟上技術(shù)日新月異發(fā)展的步伐。并且有些實(shí)驗危險性大，在實(shí)驗室難以開(kāi)展，使中職學(xué)生難以親眼觀(guān)察實(shí)驗現象及結果。隨著(zhù)計算機的性?xún)r(jià)比和易用性的提高，使得虛擬實(shí)驗室在教學(xué)、科普教育和技術(shù)研究領(lǐng)域應用將越來(lái)越廣泛。在虛擬實(shí)驗室中，實(shí)驗者有逼真的感覺(jué)，他似乎是在真正的現實(shí)實(shí)驗室里近距離進(jìn)行現場(chǎng)操作。多媒體計算機技術(shù)與儀器技術(shù)的結合構成了虛擬實(shí)驗室實(shí)現的基礎，中職學(xué)生可以在計算機屏幕上通過(guò)場(chǎng)景式圖形界面擁有自己的實(shí)驗室。虛擬儀器技術(shù)與認知模擬方法的結合也賦予虛擬實(shí)驗室智能化特征，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )中職學(xué)生可以身臨其境地觀(guān)察實(shí)驗現象，并可以觀(guān)察各實(shí)驗儀器的詳盡情況，不受時(shí)間和空間的限制。
　　近年來(lái)，隨著(zhù)電工電子虛擬實(shí)驗室的不斷發(fā)展。虛擬實(shí)驗室表現在人們可以自主地、靈活地模擬操作各種實(shí)驗儀器，完成各種分析測試任務(wù)，評價(jià)實(shí)驗者的操作水平與實(shí)際能力。但是現在很多中職學(xué)校的電工電子虛擬實(shí)驗室的實(shí)現和播放課件方式相似，中職學(xué)生只能通過(guò)虛擬實(shí)驗室進(jìn)行簡(jiǎn)單的瀏覽及實(shí)驗結果曲線(xiàn)的動(dòng)畫(huà)顯示。中職學(xué)生沒(méi)有身臨其境的感覺(jué)，沒(méi)有真正動(dòng)手通過(guò)實(shí)驗儀器的操作而顯示實(shí)驗結果，而只是簡(jiǎn)單對實(shí)驗數據的輸入產(chǎn)生實(shí)驗結果。
　　三、電工電子虛擬實(shí)驗室的重要功能
　　我國中職學(xué)校的傳統電工電子實(shí)驗室一般有電工電子技術(shù)實(shí)驗室、電路實(shí)驗室和高頻電路實(shí)驗室等實(shí)驗室。它們的主要功能是用于開(kāi)設基礎訓練課目，培養中職學(xué)生了解和使用常用實(shí)驗儀器設備的使用方法和技術(shù)，使中職學(xué)生具備最基本的實(shí)驗能力，加以鞏固理論課中的所學(xué)的電路工作原理，進(jìn)一步證明理論的準確性。中職學(xué)�？梢岳�用多媒體軟件、電路仿真軟件和虛擬儀器軟件組建電工電子虛擬實(shí)驗室，不僅可以解除實(shí)驗教學(xué)的空間限制，還能使實(shí)驗教學(xué)的實(shí)際內容和形式變得豐富多彩，從而提高實(shí)驗教學(xué)的效果、培養中職學(xué)生的學(xué)習興趣，使他們學(xué)會(huì )利用計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習，通過(guò)不斷實(shí)踐和學(xué)習，逐步擺脫傳統實(shí)驗室帶來(lái)的時(shí)間、地點(diǎn)、設備和內容等方面的束縛。所以，中職學(xué)校應注意電工電子虛擬實(shí)驗室在基礎性實(shí)驗、綜合型設計實(shí)驗和演示型實(shí)驗教學(xué)中的重要作用。
　�。ㄒ唬┗�礎性實(shí)驗
　　基礎性實(shí)驗的重要意義就在于能夠培養中職學(xué)生了解和使用常規的儀器設備，并對理論課中的所學(xué)的電路工作原理進(jìn)一步驗證和鞏固。借助電工電子虛擬實(shí)驗室，中職學(xué)生通過(guò)一臺計算機就可以熟悉常用儀器設備的性能及使用注意事項，分析電路的性質(zhì)，從而提高中職學(xué)生的自學(xué)能力，減輕教師的教學(xué)負擔，考驗中職學(xué)生獨立思考能力、分析問(wèn)題能力和解決問(wèn)題的能力。
　�。ǘ�）綜合型設計實(shí)驗
　　借助電工電子虛擬實(shí)驗室進(jìn)行課程設計。例如，在設計電路時(shí)，可以讓中職學(xué)生先檢驗自己設計的電路能否符合仿真檢驗電路的性能要求，只有符合仿真檢驗電路的性能要求，才能輸到protel進(jìn)行電路板繪制工作，完成電路板制作、焊接與測試。從而大大節省設計時(shí)間、節約設計成本。
　�。ㄈ�）演示性實(shí)驗
　　對于一些開(kāi)設成本高、儀器設備復雜的教學(xué)實(shí)驗只能進(jìn)行演示性實(shí)驗。比如調頻、調幅收發(fā)機的實(shí)驗就十分復雜，不僅有高頻電路，也有低頻電路；不僅有時(shí)域分析，也有頻域分析，在傳統的實(shí)驗室內是難以完成綜合性強的實(shí)驗。因此，只有借助于電工電子虛擬實(shí)驗室進(jìn)行實(shí)驗演示，才能使中職學(xué)生掌握綜合性復雜實(shí)驗，逐步意識到虛擬實(shí)驗室的重要作用。
　　總之，在中職學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐工作中，所構建的電工電子虛擬實(shí)驗室應具備為實(shí)驗教學(xué)提供重要的技術(shù)支持和服務(wù)，從而推動(dòng)實(shí)驗教改，替代傳統的教學(xué)實(shí)驗儀器設備，降低辦學(xué)成本，助推學(xué)校健康和諧的飛速發(fā)展。
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