導(dǎo)語：電子創(chuàng)新設(shè)計課程改革探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程的現(xiàn)狀分析

1.1教學(xué)模式僵化。西安電子科技大學(xué)黨委書記、校長鄭曉靜院士認(rèn)為，“要通過學(xué)校教育，激發(fā)全體學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識”，在教育信息化和大數(shù)據(jù)的背景下，如何靈活的采用先進(jìn)教學(xué)手段最大程度的激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識顯得尤為重要，但是目前學(xué)院《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)在很大程度上仍然局限于傳統(tǒng)的“理論講授”和“實訓(xùn)操作”相結(jié)合模式，尤其在傳統(tǒng)的枯燥課堂講授過程中，由于沒有充分合理利用信息化手段教學(xué)，使得不少學(xué)生逐漸失去了對電子創(chuàng)新技能學(xué)習(xí)的興趣，就會在課堂上出現(xiàn)學(xué)生上課不注意聽講、甚至玩手機、睡覺等現(xiàn)象，導(dǎo)致了教師覺得教學(xué)效果不理想[2]，學(xué)生也認(rèn)為自身的學(xué)習(xí)效果不盡人意的不良后果。那么如何改變這種僵化的《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、提升教學(xué)質(zhì)量，就成了深化該課程改革的重點。1.2學(xué)習(xí)資源不充分。學(xué)習(xí)《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程的大部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)校的教學(xué)資源除了課堂講解和教材之外，就只有圖書館的資料。然而，不少學(xué)生還希望在線下通過一個平臺也能得到教師的指導(dǎo)，與同學(xué)交流學(xué)習(xí)心得體會，或者通過視聽的方式進(jìn)行隨時隨地的學(xué)習(xí)。為適應(yīng)這種需求，選擇一種合適的教學(xué)平臺，借助信息技術(shù)手段，利用大數(shù)據(jù)時代下的龐大學(xué)習(xí)資源充實教學(xué)資源就顯得尤為重要。1.3實驗設(shè)備不足。在《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程的實驗環(huán)節(jié)中，若要保證每人能夠動手操作，則需要采購很多儀器儀表和電子元器件以及相應(yīng)的焊接工具等實驗器材。然而，不少高職院校的實驗設(shè)備資源不足，教育經(jīng)費投入不夠，針對這些問題，學(xué)院在《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程中采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行提前模擬實踐操作環(huán)節(jié)，利用虛擬儀器測試電路的可行性，避免了電路設(shè)計的錯誤，大大降低了焊接成本，提高教學(xué)質(zhì)量；此外，不少電子電路的設(shè)計晦澀抽象，計算復(fù)雜，如果充分利用虛擬仿真軟件中的虛擬儀器則便于觀察波形和計算數(shù)據(jù)，節(jié)省時間，使原來枯燥無味的理論知識變得生動有趣，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；同時，根據(jù)教學(xué)大綱的要求，《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程只有32課時，如何在有限的課時條件下讓學(xué)生習(xí)得更多的知識技能，也是該課程亟待解決的問題；最后，針對《電子創(chuàng)新設(shè)計》實驗教學(xué)中難度成本高、危險性大、學(xué)生參與度低的一些電路，如果進(jìn)行仿真模擬，就會更加形象具體地給學(xué)生演示分析電路的工作原理，增加了學(xué)生觀察、模仿和實踐的機會?？梢?，目前高職院校開設(shè)的《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程教學(xué)中依然存在教學(xué)模式僵化、學(xué)習(xí)資源和設(shè)備不充足、實驗場所有限、耗材和維修成本較高等諸多問題，制約了對學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提升。

2虛擬仿真技術(shù)在《電子創(chuàng)新設(shè)計》中的應(yīng)用

2.1優(yōu)化教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量?？偫碓?016年的第二屆中國質(zhì)量獎頒獎大會上做出重要批示，強調(diào)要“弘揚工匠精神，勇攀質(zhì)量高峰”。在“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”時代主旋律的背景下，如何走以質(zhì)量提升為核心的內(nèi)涵式發(fā)展道路，圍繞“育人是根本，學(xué)生是主體，質(zhì)量是生命”的中心繼續(xù)深化教育改革[3]，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，實現(xiàn)由被動靜聽的機械學(xué)習(xí)到主動探索式的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，是當(dāng)今教學(xué)改革的方向和客觀要求，也是提高教學(xué)質(zhì)量的根本途徑，逐步成了我國教育改革發(fā)展最為緊迫的任務(wù)之一。《電子創(chuàng)新設(shè)計》是理論和實踐結(jié)合緊密的一門課程，著重培養(yǎng)電子類專業(yè)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。虛擬仿真技術(shù)也適用于“成本高”、“復(fù)雜度高”、“綜合性強”、“危險程度大”的實驗過程[4]，尤其對于《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程中部分綜合性項目的設(shè)計可以利用軟件進(jìn)行仿真，在實物制作之前直觀的看到電路實現(xiàn)的功能。通過引入虛擬仿真技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)形象化教學(xué)，并采用MOOC的教學(xué)方法，將重要的知識點“微視頻”進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)授課，給學(xué)生呈現(xiàn)出多方位的視聽效果，達(dá)到豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生知、情、意、技相統(tǒng)一的綜合能力的目的；同時，這種較短時間的“體驗式”學(xué)習(xí)方式，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開拓視野，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入更高的境88界，讓學(xué)生習(xí)得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基本能力。2.2引入仿真教學(xué)，構(gòu)建虛擬實驗室平臺。采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實例演示，有助于明確概念，解決難點，增強教學(xué)生動性和直觀性，彌補實踐教學(xué)中硬件資源不足的缺陷，使學(xué)生加深對復(fù)雜抽象電路的理解，進(jìn)一步優(yōu)化了電子創(chuàng)新設(shè)計課程的教學(xué)設(shè)計。首先，虛擬仿真軟件不但提供了各種豐富的分立元件、集成電路、傳感器等元件庫，還提供了大量的調(diào)試測量工具，滿足了實驗仿真的要求；其次，仿真軟件能方便地調(diào)整電路參數(shù)，實時觀察到電路性能隨參數(shù)變化的過程，利于感性地理解電路的原理，使原來枯燥無味的理論知識變得生動有趣，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；最后，采用仿真技術(shù)可以增加學(xué)習(xí)主觀能動性，提升自信心，尤其對于那些實踐經(jīng)驗不足的學(xué)生而言，他們的主動性較差、信心不足、電路設(shè)計成功率低、焊接電路元器件損壞較多，但采用虛擬仿真軟件后，學(xué)生可先用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行自主設(shè)計與仿真[5]。例如，可在Pro-teusISIS窗口中大膽進(jìn)行電路設(shè)計、測量、調(diào)試和修改，在安裝焊接實物前就可以看到仿真結(jié)果，仿真調(diào)試成功后再焊接硬件電路，只要元器件安裝正確，焊接可靠，布線合理，實物電路就會呈現(xiàn)與仿真設(shè)計基本一致的效果。再利用云平臺將《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程建設(shè)成為在線課程，方便線下教師的指導(dǎo)和學(xué)生之間的交流，凸顯課堂特色，豐富教學(xué)資源。如此，每個學(xué)生都將擁有一個幾乎完整的可移動的虛擬實驗室，使學(xué)生獨立操作能力和創(chuàng)造能力都得到充分發(fā)揮，有助于提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。2.3開發(fā)虛擬實驗環(huán)境，節(jié)約實驗室資源。電子創(chuàng)新設(shè)計所涉及的實踐環(huán)節(jié)較多，且硬件投入較大，如果因為控制方案有誤而進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)設(shè)計，會浪費較多的時間和經(jīng)費，在有限課時的條件下，會減少項目設(shè)計數(shù)目和內(nèi)容，設(shè)計過程中也容易造成元器件和儀器儀表的損壞，增加實踐操作費用的開支[6]。為了縮短時間、降低成本、減少實物焊接調(diào)試的錯誤率，節(jié)約實驗室資源，引入虛擬仿真技術(shù)——Proteus軟件來解決這些問題，它可以像Protel一樣繪制硬件原理圖并進(jìn)行電路調(diào)試，根據(jù)項目需求還可與Keil編程軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)對控制方案的驗證，再通過STC燒寫軟件下載到單片機開發(fā)板，最后進(jìn)行較為復(fù)雜的實物制作。所以，通過聯(lián)合仿真平臺制作一個虛擬的綜合仿真實驗系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括電路分析、模電、數(shù)電、電子測量和單片機等專業(yè)課程知識融合的仿真與設(shè)計，能夠有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，為電子創(chuàng)新設(shè)計的學(xué)習(xí)和開發(fā)提供了完整的虛擬實驗環(huán)境和開發(fā)平臺，可節(jié)省因方案不正確所造成硬件投入的浪費，有效解決實驗過程中元器件的損耗問題。

3采用虛擬仿真技術(shù)的課程改革成效

3.1提高了教師的信息化教學(xué)水平。只有教師具備相當(dāng)?shù)男畔⒒瘧?yīng)用能力，才能在《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程和其他課程中游刃有余的開發(fā)虛擬實驗室平臺。學(xué)校電子工程學(xué)院為了提高教師在課程中應(yīng)用信息技術(shù)的能力，也出臺了相應(yīng)的系列措施鼓勵教師開發(fā)和應(yīng)用仿真軟件以及職教云教學(xué)平臺，并將信息技術(shù)應(yīng)用能力作為評價考核教師的重要依據(jù)，推薦經(jīng)驗豐富的教師參加全國職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽，并取得了優(yōu)異的成績，提升了教師應(yīng)用信息化教學(xué)的水平，深化了虛擬仿真技術(shù)在《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程改革中的應(yīng)用化。3.2提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。教育部編制的《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2015-2018年）》明確提出，要“應(yīng)用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)教學(xué)，促進(jìn)泛在、移動、個性化學(xué)習(xí)方式的形成。在現(xiàn)場實習(xí)安排困難或危險性高的專業(yè)領(lǐng)域，開發(fā)替代性虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)；針對教學(xué)中難以理解的復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜運動等，開發(fā)仿真教學(xué)軟件”。學(xué)院利用云平臺技術(shù)進(jìn)行線上線下教學(xué)，學(xué)生在線上聽老師講授，分組討論問題；線下可以隨時隨地鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，提交作業(yè)，教師根據(jù)學(xué)生情況在課下對學(xué)生有針對性的指導(dǎo)，共性的疑點再拿到課堂中解決。這樣，對每個學(xué)生達(dá)到真正的因材施教，總結(jié)教學(xué)規(guī)律不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，使教學(xué)方式和內(nèi)容更好的滿足學(xué)生的需求。同時，教師可根據(jù)每個學(xué)生線下對課程資源的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生進(jìn)行綜合評價，如此，可以將有限的課時進(jìn)行線下衍生，學(xué)生將有機會利用平臺的虛擬實驗室資源深入學(xué)習(xí)創(chuàng)新性項目，構(gòu)建出了教師指導(dǎo)性教授與學(xué)生主動性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，從而達(dá)到創(chuàng)新能力的提升[7]。通過對學(xué)院學(xué)生在《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程中有無采用虛擬仿真技術(shù)的平行班級調(diào)研發(fā)現(xiàn)，采用虛擬仿真技術(shù)的班級學(xué)生對知識理解更透徹，學(xué)習(xí)興趣較傳統(tǒng)教學(xué)模式班級濃厚，而且在同等學(xué)時內(nèi)進(jìn)行的實驗項目有所增加，實物制作的成功率高，也有信心積極參加各類電子競賽并取得了優(yōu)異的成績，例如在大學(xué)生電子競賽中獲得省一等獎，在“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽中獲得院級一等獎等，為將來的就業(yè)創(chuàng)業(yè)積累了資本。3.3節(jié)約了實驗室的硬件成本。采用虛擬仿真實驗后，結(jié)合Proteus仿真軟件，對課程中難度較大的項目，特別是對于一些高消耗的電子類實驗室，例如“萬年歷”、“波形發(fā)生器”和“計算器”等項目采用仿真教學(xué)模式，將程序下載到仿真電路中進(jìn)行調(diào)試，由于這些內(nèi)容復(fù)雜，焊接操作難度較大，學(xué)生可以利用教師在云平臺上傳的資源進(jìn)行線下學(xué)習(xí)，這樣，儀器設(shè)備損壞和耗材都會大幅度下降，有利于實驗室的維護(hù)，降低實驗和設(shè)計成本。同時，還能提高實驗的安全性，使學(xué)生能夠在人身安全和設(shè)備安全的前提下，根據(jù)設(shè)計要求最大程度地利用自己的知識去進(jìn)行設(shè)計和擴展，有利于實行項目化教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，推進(jìn)課程內(nèi)容的改革。

4結(jié)語

通過在《電子創(chuàng)新設(shè)計》課程中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，結(jié)合云平臺信息化教學(xué)手段，可以實現(xiàn)形象化教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，拓寬實驗教學(xué)模式，改善了由于硬件條件所限的教學(xué)環(huán)境，從課堂改變開始，幫助學(xué)生主動建構(gòu)科學(xué)的知識體系，注重手腦并用，促進(jìn)理實結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力，達(dá)到知識創(chuàng)新的目的，從而提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生習(xí)得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基本能力。

參考文獻(xiàn)：

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[4]楊東海．虛擬仿真技術(shù)在高職《電子技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]．職業(yè)時空，2015，(11)：50-55．

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作者:郭占苗 單位:西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院