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摘 要:现代科学技术水平的提升,仿真技术出现,并凭借其自身强大的渗透能力进入到各个领域当中。高等院校电类课程实践教学涉及到的理论因素较多,内容十分复杂,仿真技术的运用对电类课程实践教学实效性的提升效果显著。本次运用理论与实践相结合的方法,分析仿真技术运用的具体优势,通过应用实践,探索仿真技术在电类课程实践教学当中的发展方向。
关键词:仿真技术;电类课程;实践教学
一、前言
自20世纪50年代中期开始,仿真技术得以发展,并随着现代科学技术水平的提升,仿真技术逐渐渗透到各个领域当中。仿真技术的具体应用,涵盖软件与硬件两个基础方面。在全面探究电类课程实践的过程中,需要依据仿真目标,开展仿真实验。运用MATLAB自动控制仿真实例,实现对具体操作的全面分析。
二、仿真技术在电类课程实践教学中的应用优势
仿真技术在电类课程实践教学当中的具体应用,对推动高等教育体系的转型升级效用显著,具体表现在以下几个方面,即教学模式及资源得到融合、教学资源得到充实以及增强学生自主创新基本能力。
1.教学模式充分融合。仿真技术作为一种新型的技术形态,使得传统电类课程实践得到改革与创新。教学模式的融合,主要是仿真技术、虚拟实物、环境要求以及虚拟对象等多要素的充分融合,使得抽象的电类课程理论知识得以生动化[1]。
2.缓解教学资源紧缺。高等院校教学体制的改革,需要经费的投入以及支撑。如果教学设备缺乏,则将导致教学实效无法发挥,特别是针对电类教学课程。为全面协调与解决这一矛盾的出现,应该积极采取一种可行的方式方法,在充分完成电路调试,各个元件连接的基础之上,为学生提供仿真技术创造的资源。
3.培养学生自主创新。电子仿真软件能够提供多种原件库,包括电阻、电容、二极管、三极管等多种仪器的配合连接。学生自己可以采取不同的电子元件组合方式,对电路的准确性进行验证。
三、仿真技术在电类课程实践教学中的具体应用
MATLAB是矩阵实验室的简称,最初由美国MathWorks公司出品的用于算法开发、数据可视化及分析的教学商业数学软件。
(一)问题提出
要创建一个单位负反馈的二级连续系统,开环传递函数为,输入为单位阶跃信号,并将其输入到示波器当中进行显示。
(二)仿真步骤
1.启动及模块选择。运行MATLAB程序,在Simulink库浏览窗口新建模型窗口。同时,对模块进行选择,例如选择信号源模块库图标,将光标移动到阶跃信号模块图标上,按住鼠标左键选取,可拉动到空白模块编辑窗口当中。运用相同的方法,执行操作具体顺序为数学运算模块库→增益模块、连续系统模块库→零极点模块、接受模块库→示波器模块,等流程操作。
2.模块连接。依据整个仿真原理相关模块的前后顺序分析,通过单击一个模块的输出端口拖放到另一个模块的空白端口当中,实现模块与模块之间的相互连接。同时,在完成仿真实验模块连接之后,如果需要对支线进行操作,将鼠标移动到线段的任意一点当中,按住“Ctrl”键并按下鼠标左键,拖动到标的所需模块当中[2]。
3.参数设置。模块参数的有效调整,能够实现系统的具体设置要求。模型创建也需要对参数进行设置,并实现模型的存储。
4.仿真参数。对于仿真技术方面的参数设置,是仿真技术应用之前的主要手段,包括起始/终止时间和振幅等,对仿真命令进行处理,最终依据示波器模块观测仿真结果。
5.拓展练习。在保证仿真试验阻尼不变的状况下,对振幅频率或者阻尼比下分析二阶相应的特性分析。同时,对于构造过的阻尼,观察不同时间段的二阶系统相应特性,满足拓展练习的基本要求。
(三)仿真模型
在开展教学实践的过程中,得出仿真结果,具体如下图1所示:
图1二阶系统仿真模型
(四)结果分析
在该仿真实验当中,在Simulink模型窗口当中,选择菜单,并在选择菜单当中输入“Simulation”的命令,将模型当中的“Stoptime”设置为15,然后点击执行操作按钮,示波器显示时间为15秒的时间结束[3]。对示波器的系数进行显示,得出对话框,改变Y坐标的最小值设定为0,将Y坐标的最大值设定为2,进而改变模型窗口当中的标识,真实有效的显示二阶系统当中的响应系数。具体仿真实验结果如下图2所示:
图2二阶系统仿真结果
将仿真技术应用在电类课程实践教学当中,采用仿真软件将理论教学、实训以及课程的具体设计等因素进行有效融合,让学生得到良好的虚拟操作环境与操作空间,增强学生综合运用知识的能力以及动手操作能力。依据仿真结果以及近年来高等教育的教学实践探究,取得了突出的教学成绩。
四、结论
综上所述,在当前仿真技术应用在电类课程实践教学当中,能够成为高等教育实效性提升的辅助教学手段。确保教育概念更加清晰、技术原理更加形象,内容更加生动。通过这样的方式,对优化电类课程效用显著,对人才综合能力以及全面素质的提升作用明显。
参考文献:
[1]张文梅,黄晓红,崔楠.仿真技术在电类课程实践教学中的应用[J].广东农工商职业技术学院学报,2013,10(02):142-146.
[2]程思宁,耿强,姜文波,等.虚拟仿真技术在电类实验教学中的应用与实践[J].实验技术与管理,2013,10(07):194-197.
(作者单位:湖北第二师范学院物理与机电工程学院)
关键词:仿真技术;电类课程;实践教学
一、前言
自20世纪50年代中期开始,仿真技术得以发展,并随着现代科学技术水平的提升,仿真技术逐渐渗透到各个领域当中。仿真技术的具体应用,涵盖软件与硬件两个基础方面。在全面探究电类课程实践的过程中,需要依据仿真目标,开展仿真实验。运用MATLAB自动控制仿真实例,实现对具体操作的全面分析。
二、仿真技术在电类课程实践教学中的应用优势
仿真技术在电类课程实践教学当中的具体应用,对推动高等教育体系的转型升级效用显著,具体表现在以下几个方面,即教学模式及资源得到融合、教学资源得到充实以及增强学生自主创新基本能力。
1.教学模式充分融合。仿真技术作为一种新型的技术形态,使得传统电类课程实践得到改革与创新。教学模式的融合,主要是仿真技术、虚拟实物、环境要求以及虚拟对象等多要素的充分融合,使得抽象的电类课程理论知识得以生动化[1]。
2.缓解教学资源紧缺。高等院校教学体制的改革,需要经费的投入以及支撑。如果教学设备缺乏,则将导致教学实效无法发挥,特别是针对电类教学课程。为全面协调与解决这一矛盾的出现,应该积极采取一种可行的方式方法,在充分完成电路调试,各个元件连接的基础之上,为学生提供仿真技术创造的资源。
3.培养学生自主创新。电子仿真软件能够提供多种原件库,包括电阻、电容、二极管、三极管等多种仪器的配合连接。学生自己可以采取不同的电子元件组合方式,对电路的准确性进行验证。
三、仿真技术在电类课程实践教学中的具体应用
MATLAB是矩阵实验室的简称,最初由美国MathWorks公司出品的用于算法开发、数据可视化及分析的教学商业数学软件。
(一)问题提出
要创建一个单位负反馈的二级连续系统,开环传递函数为,输入为单位阶跃信号,并将其输入到示波器当中进行显示。
(二)仿真步骤
1.启动及模块选择。运行MATLAB程序,在Simulink库浏览窗口新建模型窗口。同时,对模块进行选择,例如选择信号源模块库图标,将光标移动到阶跃信号模块图标上,按住鼠标左键选取,可拉动到空白模块编辑窗口当中。运用相同的方法,执行操作具体顺序为数学运算模块库→增益模块、连续系统模块库→零极点模块、接受模块库→示波器模块,等流程操作。
2.模块连接。依据整个仿真原理相关模块的前后顺序分析,通过单击一个模块的输出端口拖放到另一个模块的空白端口当中,实现模块与模块之间的相互连接。同时,在完成仿真实验模块连接之后,如果需要对支线进行操作,将鼠标移动到线段的任意一点当中,按住“Ctrl”键并按下鼠标左键,拖动到标的所需模块当中[2]。
3.参数设置。模块参数的有效调整,能够实现系统的具体设置要求。模型创建也需要对参数进行设置,并实现模型的存储。
4.仿真参数。对于仿真技术方面的参数设置,是仿真技术应用之前的主要手段,包括起始/终止时间和振幅等,对仿真命令进行处理,最终依据示波器模块观测仿真结果。
5.拓展练习。在保证仿真试验阻尼不变的状况下,对振幅频率或者阻尼比下分析二阶相应的特性分析。同时,对于构造过的阻尼,观察不同时间段的二阶系统相应特性,满足拓展练习的基本要求。
(三)仿真模型
在开展教学实践的过程中,得出仿真结果,具体如下图1所示:
图1二阶系统仿真模型
(四)结果分析
在该仿真实验当中,在Simulink模型窗口当中,选择菜单,并在选择菜单当中输入“Simulation”的命令,将模型当中的“Stoptime”设置为15,然后点击执行操作按钮,示波器显示时间为15秒的时间结束[3]。对示波器的系数进行显示,得出对话框,改变Y坐标的最小值设定为0,将Y坐标的最大值设定为2,进而改变模型窗口当中的标识,真实有效的显示二阶系统当中的响应系数。具体仿真实验结果如下图2所示:
图2二阶系统仿真结果
将仿真技术应用在电类课程实践教学当中,采用仿真软件将理论教学、实训以及课程的具体设计等因素进行有效融合,让学生得到良好的虚拟操作环境与操作空间,增强学生综合运用知识的能力以及动手操作能力。依据仿真结果以及近年来高等教育的教学实践探究,取得了突出的教学成绩。
四、结论
综上所述,在当前仿真技术应用在电类课程实践教学当中,能够成为高等教育实效性提升的辅助教学手段。确保教育概念更加清晰、技术原理更加形象,内容更加生动。通过这样的方式,对优化电类课程效用显著,对人才综合能力以及全面素质的提升作用明显。
参考文献:
[1]张文梅,黄晓红,崔楠.仿真技术在电类课程实践教学中的应用[J].广东农工商职业技术学院学报,2013,10(02):142-146.
[2]程思宁,耿强,姜文波,等.虚拟仿真技术在电类实验教学中的应用与实践[J].实验技术与管理,2013,10(07):194-197.
(作者单位:湖北第二师范学院物理与机电工程学院)