电气工程基础课程实验教学模式探究和实践

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1、电气工程基础课程实验教学模式探究和实践　　摘要：针对安徽大学电气工程基础课程实验教学中出现的诸多问题，提出建立开放式的“虚拟实验室”互动平台，探索“虚实结合”的递进型实验教学模式。引入团队理念和科研项目，培养学生的创新能力。实践证明，学生的动手能力、创新精神和综合素质均有明显提高。同时，该模式对于其他专业实验室的建设，也具有一定的借鉴价值和示范作用。关键词：虚实结合；开放式；递进型；实验教学模式作者简介：过希文（1983-），男，浙江嵊州人，安徽大学电气工程与自动化学院，讲师；李国丽（1961-），女，黑龙江林口人，安徽大学电气工程与自动化学院，教授。（安徽合肥230601）中

2、图分类号：G642.423文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）29-0087-0210高校实验教学改革旨在贯彻落实教育部“关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”（教高[2007]1号）和“关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”（教高[2007]2号）文件精神。电气工程基础课程的实验教学不仅是对理论教学的深化和补充，而且对于培养学生分析问题、解决问题的能力具有十分重要的作用，是当前提高学生动手能力、创新精神和综合素质的主要手段。[1]一、封闭式实验教学模式的缺陷通常，电气工程基础课程的实验教学主要依靠实验中心的硬件设备，由专门的实验室

3、工作人员承担，并采用传统的“按学时、内容、空间进行实验”的封闭式实验教学模式单独设课，譬如“电路”、“模电”、“数电”等实验室。通过近几年的教学实践发现该教学模式存在诸多缺陷。一是理论教学与实践教学分别由不同的教师任教，相互之间衔接较差。同时由于大部分实验人员长期脱离教学一线，对先进技术的发展把握不够，因此在教学效果和新实验开发等方面都显得不足。二是实验中心的建立，大量实验设备的投入，使得基础课程的实验内容越来越向模块化方向发展，学生在实验过程中鲜有动手搭建实验电路的过程，在模块上直接测试参数的实验使学生失去了大部分动手的机会。三是传统的封闭式教学模式不但受到实验课时数、环境以

4、及实验室开放程度的限制，而且每门课程开设的仅为理论教学服务的验证性实验，使学生在整个实验过程中被动地适应了实验指导书的要求，只起到一个“装配”实验的作用，根本无法满足学生个性化的教学要求。同时缺乏对学生综合实验能力的培养，创新更无从谈起。10上述问题与安徽大学培养工程应用型高级人才的教学理念相悖，同时也不利于学生综合素质的协调发展。因此，对现有电气工程专业基础课程的实验教学模式进行探索和改革迫在眉睫。二、“虚实结合”的开放式递进型实验教学模式国家教委指导委员会提议：“EDA技术是电气类教学改革的重要方向”。针对上述问题，在教学中引入EDA技术是必然趋势。[2]为此，提出建立和应

5、用基于EDA技术的“虚拟实验室”互动平台，把“虚拟实验室”作为传统实验的一个有益的补充和完善。“虚拟实验室”的概念最早是由美国维吉尼亚大学的William10Wulf教授提出的，即利用互联网技术将所提供的虚拟仪器、实验题目以及内容放入网站上，远程用户只需利用网络浏览器，而不需要其他的特殊软件，就可以登录到远程实验室的网络教学服务器上。[3]相对于传统的实物实验，“虚拟实验室”主要具有以下三大特点：一是开放性。真正实现实验室的全方位开放，即实验内容开放（学生可选择）、时间开放、空间开放。另外，学生也并不需要来实验室做实验，自己可以随时在宿舍电脑上进行，可预约时间向教师咨询。二是资

6、源共享和辐射示范性。“虚拟实验室”对全社会的开放可以加强电气工程基础课程实验中心的辐射示范作用，推动学校远程教育的发展。三是高效性。在实验形式、内容上融入先进的EDA技术，建立一个有生机的、有活力的、可持续发展的、新的实验教学模式。既注重学生的基础训练，又注重电子系统的设计与实践，可以有效提高电气工程专业基础课程的实验教学效果。但是由于“虚拟实验室”本质上不可能替代实物实验，只能作为一种补充和完善。[4]因此，在实验教学中应充分利用“虚拟实验室”和真实实验的优势研究“以虚为辅、以实为主、虚实结合、优势互补”的开放式递进型实验教学模式。具体包括以下三个方面的内容：1.建立开放式的

7、“虚拟实验室”互动平台，提升教学效率面对目前在校学生人数多、资源少、掌握新技术的成本高、经费少的矛盾，利用基于互联网的强大的通信功能建立一个网上“虚拟实验室”，实现电气工程基础课程实验中心在时间和空间上的拓展，提高实验教学效果。10首先，教师在讲授模电、数电等专业基础课时向学生介绍EDA等相关仿真软件，并且通过较多实例的仿真讲解，调动学生的学习兴趣，使学生对该课有更深入地理解和应用。然后，要求学生课后通过该“虚拟实验室”平台下载相关软件及实验教程等内容，这样学生就可以在自己的计算机上完成相关