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【摘 要】作为西南地区的一所地方高校,在“新工科”背景下针对电气工程及其自动化专业实践教学模式的弊端,提出了建设电子技术实践教学平台以适应当前工科教学的新模式。以新工科人才能力培养为宗旨,创新性提出电子技术基础雷实验和虚拟仿真实践教学平台的构建。
【关键词】新工科;雷实验;虚拟仿真;电子技术基础实验;人才培养
【中图分类号】G642.423 【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089(2019)05-0016-01
引言
随着“中国制造”、“一带一路”、“互联网+”等重大战略的开启,以及工业4.0时代的到来,我国的工业自动化模式将发生重大变化,工业机器人、人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术将广泛应用于工业生产和社会经济的各个领域,我国经济将呈现出技术创新、知识创新、产业创新为特征的新经济形态。新经济的发展迫切需要新型的工科人才,在这样的时代背景下,国家提出了“新工科”的教育理念,大力推动人才培养模式的改革,升级和调整国家人力资源结构,为中国高等工科教育的改革和发展指明了前进的方向[1]。“新工科”的建设与我国高等学校的教育改革相结合,对高校工科专业的建设和发展提出了新的目标和要求,给高等学校工科教育增添了新的使命。
结合“新工科”背景和“卓越计划”培养目标,研究和探究电气工程实践教学模式是非常有必要的。在“新工科”背景下构建多元化立体化的实验教学体系,提高实验教学效果,培养符合“卓越计划”所要求的具有工程师素质的工程技术人才是长远规划,势在必行。
一、构建雷实验(Lab of Electronics Intelligence)平台
雷实验是“互联网+教育”在实践课程教学中的新的实验教学模式,将互联共享的教学实践理念融入电类专业课程改革教育中。在新工科的指导思想下,通过互联网技术优势,将学生从传统的实验室中解放出来,将老师从固化的教学环节中解放出来,在提倡工程教育的基础上,强化学生创新和行为互动,兼顾课堂监督、任务部署和设备管理的功能。
雷实验(Lab of Electronics Intelligence)的设计理念是微信+云端实现数据管理,模块化硬件设计实现多课程贯穿实现多课程贯穿,让理论和仿真实验无缝结合,在线电子实验报告,教师电子批阅存档,用面包板可以组合和拓展实验。
使用手机雷实验客户端,教师可以进行实验项目管理、实验进度查询、实验课程资源、学生数据分析、设备资源管理,学生可以进行实验准备、实验仿真、搭建实验、数据获取、数据编辑、报告整理。
雷实验的“A+D Lab 实验室”包含多种常用的仪器,包括示波器、信号源、电压表、静态数字I/O、数字模版信号生成器、程控可调电源、逻辑分析仪、网络分析仪、频谱分析仪、数字化万用表等。结合客户端实现数据报告的互联网共享功能,多种模块化组件,可以完成多种电学实验。
雷实验(Lab of Electronics Intelligence)平台的构建,开创了新工科互联网+学习趋势的教学模式,学生可随时随地动手,使理论课和实验课实现了无缝连接。
二、构建基于multisim的虚拟仿真实验平台
Multisim具有界面友好,元器件丰富、测试仪器仪表丰富、分析功能完备等特点。使用Multisim就像在实验的一样,根据需要随意调用类的元器件和仪器仪表,设定电源和信号源,学生可任意组建各种电路,观察电路波形并对电路进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、失真分析等,功能齐全,使用方便[3]。
Multisim的虚拟仿真实验平台的构建可提升电子技术实验教学水平,拓展空间。在电子技术实验教学中使用Multisim,学生可以方便地构建各种设计电路,并快速准确地对设计电路进行仿真分析,减少了使用实际元器件的操作,节省了时间,极大地提高了电子电路实验设计的质量。由于在Multisim软件中实验是使用各种虚拟元件搭建电路,元件和仪器仪表不会损坏,弥补了硬件环境下实验教学的不足,从而降低了实验成本,也可以避免安全事故的发生。
在Multisim仿真平台上可进行复杂的综合性设计性实验,学生可以主动去探索各类解决问题的方法,寻求各种设计思路,从而极大地发挥他们的主观能动性和创造性,激发学生的自主学习的积极性,增强学生的创新意识,培养他们运用自己所学知识进行分析问题和解决问题的实际能力。
三、结语
雷实验(Lab of Electronics Intelligence)和Multisim虛拟仿真实验平台是在人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术环境下的现代实验教学发展的一个新方向,该平台充分利用了移动网络技术,构建多重实验教学内容体系,在原有硬件平台实验内容基础上,增加了软件平台实验内容,为学生提供了丰富的学习资源和更大的学习平台,给学生实践能力的拓展创造了机会,同时培养了学生的应用能力和创新能力。实践证明,智慧实验平台的构建可以改进实验教学方式,拓展实验教学方法,提高实验教学质量,值得进一步推广和完善。
参考文献
[1]马云阔,罗瑶嘉.“新工科”背景下地方高水平大学工程类本科应用人才培养研究[J].佳木斯大学社会科学学报,2018(4):165-167.
[2]栾广宇,李爱传,汪东欣,李琳.地方院校新工科背景下电气工程专业教学模式初探[J].实践.探索,2018(9):61-62.
[3]黄颖,马丽梅,闵锐,石会,丁伟.Multisiml1.0 仿真软件在模拟电子电路教学中的应用[J].中国电子教育, 2018(1):47-51.
[4]王建华,刘勇,刘丹, 黄惠娴,杨意,徐海涛.Multisim 仿真软件对提高电路实验教学质量的影响探索[J].教育现代化,2018(7):171-172.
作者简介:彭建荣(1965—),男,云南省大理人,硕士,副教授,研究方向为电子技术、计算机辅助设计、电气工程及其自动化。
【关键词】新工科;雷实验;虚拟仿真;电子技术基础实验;人才培养
【中图分类号】G642.423 【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089(2019)05-0016-01
引言
随着“中国制造”、“一带一路”、“互联网+”等重大战略的开启,以及工业4.0时代的到来,我国的工业自动化模式将发生重大变化,工业机器人、人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术将广泛应用于工业生产和社会经济的各个领域,我国经济将呈现出技术创新、知识创新、产业创新为特征的新经济形态。新经济的发展迫切需要新型的工科人才,在这样的时代背景下,国家提出了“新工科”的教育理念,大力推动人才培养模式的改革,升级和调整国家人力资源结构,为中国高等工科教育的改革和发展指明了前进的方向[1]。“新工科”的建设与我国高等学校的教育改革相结合,对高校工科专业的建设和发展提出了新的目标和要求,给高等学校工科教育增添了新的使命。
结合“新工科”背景和“卓越计划”培养目标,研究和探究电气工程实践教学模式是非常有必要的。在“新工科”背景下构建多元化立体化的实验教学体系,提高实验教学效果,培养符合“卓越计划”所要求的具有工程师素质的工程技术人才是长远规划,势在必行。
一、构建雷实验(Lab of Electronics Intelligence)平台
雷实验是“互联网+教育”在实践课程教学中的新的实验教学模式,将互联共享的教学实践理念融入电类专业课程改革教育中。在新工科的指导思想下,通过互联网技术优势,将学生从传统的实验室中解放出来,将老师从固化的教学环节中解放出来,在提倡工程教育的基础上,强化学生创新和行为互动,兼顾课堂监督、任务部署和设备管理的功能。
雷实验(Lab of Electronics Intelligence)的设计理念是微信+云端实现数据管理,模块化硬件设计实现多课程贯穿实现多课程贯穿,让理论和仿真实验无缝结合,在线电子实验报告,教师电子批阅存档,用面包板可以组合和拓展实验。
使用手机雷实验客户端,教师可以进行实验项目管理、实验进度查询、实验课程资源、学生数据分析、设备资源管理,学生可以进行实验准备、实验仿真、搭建实验、数据获取、数据编辑、报告整理。
雷实验的“A+D Lab 实验室”包含多种常用的仪器,包括示波器、信号源、电压表、静态数字I/O、数字模版信号生成器、程控可调电源、逻辑分析仪、网络分析仪、频谱分析仪、数字化万用表等。结合客户端实现数据报告的互联网共享功能,多种模块化组件,可以完成多种电学实验。
雷实验(Lab of Electronics Intelligence)平台的构建,开创了新工科互联网+学习趋势的教学模式,学生可随时随地动手,使理论课和实验课实现了无缝连接。
二、构建基于multisim的虚拟仿真实验平台
Multisim具有界面友好,元器件丰富、测试仪器仪表丰富、分析功能完备等特点。使用Multisim就像在实验的一样,根据需要随意调用类的元器件和仪器仪表,设定电源和信号源,学生可任意组建各种电路,观察电路波形并对电路进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、失真分析等,功能齐全,使用方便[3]。
Multisim的虚拟仿真实验平台的构建可提升电子技术实验教学水平,拓展空间。在电子技术实验教学中使用Multisim,学生可以方便地构建各种设计电路,并快速准确地对设计电路进行仿真分析,减少了使用实际元器件的操作,节省了时间,极大地提高了电子电路实验设计的质量。由于在Multisim软件中实验是使用各种虚拟元件搭建电路,元件和仪器仪表不会损坏,弥补了硬件环境下实验教学的不足,从而降低了实验成本,也可以避免安全事故的发生。
在Multisim仿真平台上可进行复杂的综合性设计性实验,学生可以主动去探索各类解决问题的方法,寻求各种设计思路,从而极大地发挥他们的主观能动性和创造性,激发学生的自主学习的积极性,增强学生的创新意识,培养他们运用自己所学知识进行分析问题和解决问题的实际能力。
三、结语
雷实验(Lab of Electronics Intelligence)和Multisim虛拟仿真实验平台是在人工智能、大数据、云计算、物联网等新技术环境下的现代实验教学发展的一个新方向,该平台充分利用了移动网络技术,构建多重实验教学内容体系,在原有硬件平台实验内容基础上,增加了软件平台实验内容,为学生提供了丰富的学习资源和更大的学习平台,给学生实践能力的拓展创造了机会,同时培养了学生的应用能力和创新能力。实践证明,智慧实验平台的构建可以改进实验教学方式,拓展实验教学方法,提高实验教学质量,值得进一步推广和完善。
参考文献
[1]马云阔,罗瑶嘉.“新工科”背景下地方高水平大学工程类本科应用人才培养研究[J].佳木斯大学社会科学学报,2018(4):165-167.
[2]栾广宇,李爱传,汪东欣,李琳.地方院校新工科背景下电气工程专业教学模式初探[J].实践.探索,2018(9):61-62.
[3]黄颖,马丽梅,闵锐,石会,丁伟.Multisiml1.0 仿真软件在模拟电子电路教学中的应用[J].中国电子教育, 2018(1):47-51.
[4]王建华,刘勇,刘丹, 黄惠娴,杨意,徐海涛.Multisim 仿真软件对提高电路实验教学质量的影响探索[J].教育现代化,2018(7):171-172.
作者简介:彭建荣(1965—),男,云南省大理人,硕士,副教授,研究方向为电子技术、计算机辅助设计、电气工程及其自动化。