电子信息类课程实验教学的新思路虚拟技术论文
摘要：本文分析了当前电子信息类课程实验教学中存在的主要问题及现行的实验教学方式和手段，为提高学生的综合能力和素质，探讨了虚拟技术在电子信息类课程实验教学改革中的应用前景。
关键词：实验教学；EWB；虚拟仪器
电子信息类系列课程是电类专业学生极其重要的技术基础课和专业课,这些电类课程的实验能否有效和高效开展，对电类专业学生的高质量培养起至关重要的作用。在电子信息类系列课的实验教学中处理好传授知识与培养能力的关系，把重点放在培养学生能力和提高学生科学素质上。
一、电子信息类专业基础实验课教学中存在的主要问题及现有的手段
（一）电子信息类专业基础实验课教学中存在的主要问题
1、教学内容多，教学时数少
教学改革后大纲规定的学时数比较少。但为了学生后续课的学习及能力的培养其内容不应减少。由于教学时数的减少，电子线路实验只能做以下几个内容：“模电”实验开设12个验证性实验，另外开设有设计性小制作实验，设计制作的内容不限，学生可以根据自己的兴趣爱好，自选内容。数字电路实验开设2个验证性实验和6个设计性实验，但在通常情况下，专业基础课教学在实验课教学的比例应为3 ：1 左右，而目前我们的实际情况离这一要求相差甚远。这必将对学生在素质的提高，能力的培养上产生严重的影响。
2、重知识传授，轻能力培养
传统的教学方法一般是以传授知识为主，教师按照教学大纲一课课地讲，学生被动地一课一课地听，教师讲到哪里学生就听到哪里。学生反应：“教师讲课时我都能听明白，但是让我自己做就不知道如何下手。”这就是典型的能力不够的问题。
3、传统教学思想阻碍实验室功能发挥
高等院校要培养学生创新意识、创新精神和创新能力。应当说：高等院校的实验和实践环节是培养学生创新精神和创新能力最生动、最活泼的场所。但这一方面往往被忽视了，传统的教学思想、教学方法、教学手段，阻碍了实验室功能的发挥。诺贝尔奖获得者丁肇中教授说过，他是第一个通过自己实验得到诺贝尔奖的中国人，希望能提高中国人对实验的认识，摆脱轻实验，过分重视理论的旧传统。由此可见，不重视实验课的教学，培养高素质的人才就是一句空话。
（二）电子信息类专业基础实验课教学中的现有手段
这是一种传统的实验方式，学生根据实验电路在面包板上插装元器件和连接导线，然后接入信号源进行性能指标的'测试。对于大型设计型试验，在对所设计的电路进行实验和调试时，需要根据实验结果不断更换元器件或修改参数，直至达到设计要求。这种试验方式受仪器设备和元器件品种、数量的限制，而且实验课时有限，有些实验往往无法及时完成。学生分析、解决电子技术小型综合系统的能力差，动手操作能力弱，离素质教育、综合能力的培养目标还有很大的距离。总之，在现行教学方式和手段下，保证学生学习好、掌握好电子技术系列课程的措施尚不够充分。
二、虚拟技术在电子信息类课程实验中的应用前景
（一）“电子工作台”——EWB在电子信息类课程实验中的应用
随着计算机技术的发展，电子电路的模拟或仿真，已成为电子电路系统设计的必要手段。在仿真过程中，仅需操作鼠标即可设计电路、更换元器件、修改参数、测量数据和观察波形，直至电路性能最优。虚拟“电子工作台”WB)。它可以仿真模拟电路、数字电路和混合电路。目前，己在现代电子工程设计和电子类课程教学领域得到了广泛应用。
电子技术发展特点是：电子系统数字化，电子器件高度集成化，电子系统设计智能化，电子技术普及化。因此调整与改革电子技术系列课程实验教学内容、方法与手段势在必行。采用先进的电子技术虚拟仿真实验手段，它不仅可以弥补实验仪器、元器件缺乏带来的不足，而且排除了原材料消耗和仪器损坏等因素，弥补课堂理论教学的不足，熟悉常用电子仪器的测量方法，进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力。在虚拟“电子工作台”上制作电子技术系列实验课程虚拟仿真实验电路，并用于学生训练和操作。
EWB的使用对实验教学是很有帮助的。学生既可以在做实验前，首先使用EWB软件工具将实验内容仿真，以便使实验做的又快又准确。又可以用EWB作实验室中不易进行的实验，例如温度特性、频率特性等实验室不能或不易完成的实验，我们可以用EWB进行仿真。使学生认识温度、频率等参数对电路的影响。。
（二） 电子信息类课程实验教学的新思路——虚拟仪器技术
1、虚拟仪器技术
虚拟仪器（Virtual Instruments 简称VI ）即利用计算机、嵌入式硬件、软件完成“测量—存储—处理—控制”功能合二为一的新型仪器。是基于计算机的数字化测量测试仪器。虚拟仪器技术的实质是充分利用计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。虚拟仪器不仅可以用于测量、分析等领域，而且还广泛的应用于设备的监控、工业过程的自动化，它代表了国际上测控领域的最前沿技术。它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的功能面板和库函数大大增强了C 语言的功能。应用CVI ，引入虚拟技术，是当前测试界的发展趋势。
传统的测量测试仪器的主要功能可由数据采集、数据测试和分析、结果输出显示等三大部分组成，如果数据分析和结果输出由基于计算机的软件系统来完成，只要另外提供一定的数据采集硬件，就可构成基于计算机组成的测量测试仪器——虚拟仪器技术。虚拟仪器和诸如EWB 、Multisim 、EDA 等仿真软件中的虚拟仪器概念完全不同，它可以完全替代传统台式测量测试仪器，而仿真软件中的虚拟仪器是纯软件的、仿真的，不具备数据采集、信号的输入与输出功能,不能应用于测试、计量等科学研究领域。虚拟仪器通过在普通计算机上加上相应的软件和硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户可以根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。
2、虚拟仪器引入实验室
实验是教学活动中一个必不可少的过程，对于电子信息类专业，诸如电子线路等课程是实践性很强的的技术基础课，实验教学环节对学好这些课程至关重要。学生通过足够的验证性实验和一定数量的综合性实验，才能加深理解和掌握该学科的理论知识，提高综合测试技能和实验能力。因此，充实实验内容，增开综合性实验项目，进一步加强实验室建设，不断改革实验教学是十分必要的。随着测试仪器的数字化、计算机化的发展趋势，传统测试仪器渐浙有被取代的趋势。如果运用虚拟仪器技术，以微机为基础，构建集成化测试平台，代替常规仪器、仪表，不但满足电子基础课实验教学的需要，而且将这批微机可做为其他有关计算机课程教学用机，大大提高了设备利用率，降低了实验室建设的成本。
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