虚拟实验项目在模拟电子技术教学中的应用

隋晓梅 陈文卓 赵章荣

摘要：随着教育的不断进步，项目教学法得到广泛的应用，其中虚拟项目教学法是现代与时俱进的一种教学方式，其是通过计算机对项目进行模拟仿真式教学。本文简单地介绍了虚拟项目在教模拟电子技术教学中的应用，在不受实际实验环境制约的情况下帮助学生更加直观和深刻的理解和掌握理论知识。

关键词：虚拟实验；模拟电子；教学法

模拟电子技术是电类专业学生的重要专业基础课之一。长期以来，模拟电子技术理论教学并不理想，因其理论性和实践性都非常强，最理想的授课方式是边讲授理论边实验演示，打破理论课与实验课的界限，但由于授课条件的限制，不可能将实验设备搬到课堂上，因此传统的模拟电子技术的理论教学与实践教学是分开进行的，在讲授理论课时，老师画出电路图或通过电子教案给出电路、分析工作原理、推导公式、得出结论，对于电路的特性，尤其对于参数发生变化对系统产生的影响效果只能给予语言描述，无法演示，授课缺乏生动性。学生由于实际经验少，难以理解电路的原理和实际功能。课程枯燥乏味，难以激发学生的学习兴趣，教学效果下降。在此利用LabVIEW[1]对模拟电子技术教学中采用虚拟项目教学法，根据教学内容及难度，利用软件仿真和评价进行教学，在减低教学成本的同时，还加大了学生亲身对项目的实际参与度，以此提高学生在学习过程中的兴趣与积极性，提高教学效率。

1虚拟项目教学法

项目教学法是在老师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价，都由学生自己负责，学生通过该项目的进行，了解并把握整个过程及每一个环节中的基本

要求。项目教学法是师生共同完成项

目，共同取得进步的教学方法。项目教学法最显著的特点是“以項目为主线、教师为引导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式[2]。在项目教学法中引入虚拟实验教学，学生采用仿真软件根据项目的要求进行一个实践性项目。通过教师的指导，将学生分成小组对项目进行计划，并分工合作来完成项目。在现代的模拟电子技术教学中取得了很好的效果[3]。

2虚拟项目教学法的设计

模拟电路环节中，最重要的内容就是放大电路，在进行理论教学之后，学生对于各种放大器电路以及工作原理也有了一定的了解与掌握，比如：共射极放大电路、射极输出器、加法运算路等等。但模拟电子技术教学的难点主要集中在放大电路中元器件工作的特性、元器件的增减，以及参数变化后的工作状态、电路模型近似处理等方面[4]。

为了帮助学生更好的掌握模拟电子电路的基本理论和实践技术，掌握各种放大电路原理功能以及分析和设计模拟电路基本方法和步骤等。培养学生利用LabVIEW虚拟仪表仿真软件搭建模拟电路虚拟系统平台，利用交互功能实现虚拟环境下的系统操作和参数设置，同时得到相应的仿真结果。

平台包含七大部分，分别是信号发生器、共射极放大电路、射极输出器、加法运算电路、减法运算电路、积分运算电路和微分运算电路。分成七个小组对每个部分进行设计，最终整合到同一平台。在此项目开发和学习新工具的过程中，学生不仅可以学到很多新知识，而且还可以更好地实践部分实验训练的内容，而当理论和实践完美融合在一起以后，学生也将感受到学习新知识的成功和兴趣所在。

3虚拟项目教学成果的应用

利用LabVIEW软件对模拟电子电路进行虚拟设计最大的优势在于其更为便捷和可视化的开发环境可以增强仪器的可读性和可用性。其内置的函数库和简易的用户界面可以帮助实现利用文本、图形或者动画等形式组成模拟电路，用虚拟的仪器技术将教学内容和实验内容形象的展示出来。使用LabVIEW虚拟试验系统进行实验已经逐渐成为高等院校模拟电路实验教学的发展趋势[5]。

无论是在模拟电子技术理论授课还是实验操作过程中，总有一些现象和输出结果无法看到甚至很难理解，这时运用虚拟项目教学法就可以完全看到操作结果，分析结果，深化理解知识。如，在共射极放大电路的实验仿真中，利用LabVIEW软件可以方便的更改某一电位器的阻值，然后观察输入和输出信号波形，通过对比不同结果使学生更为深刻的理解共射极放大电路的理论知识，加深学生对该电路中的不同电位器的作用的印象。

4 结束语

教育部发布《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知（教高函〔2018〕8号）》中明确指出加强学习过程管理。各高校要合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量。要切实加强学习过程考核，加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重。项目教学法的实施在一定程度上增加了学生的学习难度、拓展了学生学习的深度，对于提高教师课程教学质量起到积极作用。同时项目教学的成果可以作为学生学习过程考核的重要依据，这将有助于提高学生对课程学习的兴趣和重视，达到学习效率和教学质量双提高的良性循环。

参考文献：

[1] 解璞，李瑞.LabVIEW2014基础实例教程.第1版.北京：人民邮电出版社，2017.

[2] 胡庆芳著.优化课堂教学：方法与实践：中国人民大学出版社，2014.

[3] 李渊洋.在模拟电子技术教学中虚拟项目教学法的应用[J].时代教育，2012（12）：21.

[4] 梁旭.项目教学法在模拟电子技术课程教学中的应用[J].电子制作，2016（9）：63.

[5] 孙俊卿.基于虚拟实验的模拟电子技术教学方法研究[J].中国现代教育装备，2008（10）：106.

通讯作者：赵章荣。

基金项目：

华北科技学院校内教研项目（HKJYZD201517、HKJYZD201516、HKJY201411）