基于虚拟仿真的电路实验教学改革方案探索

基于虚拟仿真的电路实验教学改革方案探索背景

电路实验是电子信息类专业中重要的课程内容之一，具有极其重要

的理论和实践意义。在传统教学中，学生需前往实验室完成实验，但

是由于实验设备、场地等条件的限制，使得实验教学面临着许多问题，如学生实验机会少、设备老化导致故障频繁等。为了解决这些问题，

学者们开始在电路实验教学中尝试使用虚拟仿真技术，以期提高电路

实验教学的效果。

虚拟仿真技术在电路实验教学中的应用

1. 虚拟仿真技术的概念

虚拟仿真是一种利用计算机技术，根据实际情况模拟一个虚拟的现

实环境的技术。虚拟仿真技术的出现使得电路实验教学可以在虚拟环

境下进行，具有一定的优势。

2. 虚拟仿真技术在电路实验教学中的优势

虚拟仿真技术在电路实验教学中有着许多优势，如以下几点：•可以实时检测电路实验的可能错误，并给出相应的警告和解决方案；

•可以随时制定新的实验内容，并随时更新；

•能够模拟多种不同实验，且实验难度可随时调整；

•可以在计算机上进行模拟实验，不受时间、空间等限制，更具有便捷性和灵活性。

3. 虚拟仿真技术应用于电路实验教学的实践

虚拟仿真技术应用于电路实验教学的实践已经有很多成功案例。

举例来说，哈尔滨工业大学通过虚拟仿真技术建立了电路实验环境，利用 MATLAB/Simulink 做为仿真软件，在 PC 上仿真实验的过程，将

实验过程分为电路单元探究、实验器材使用、实验数据处理、电路性

质探究等几个步骤，使学生可以进行真实操作，获得较好的实验效果。

基于虚拟仿真的电路实验教学改革方案

1. 实验设计

虚拟仿真电路实验教学与传统的电路实验教学相比，其电路实验的设计初衷仍然是培养学生完成电路分析和设计的能力，但在具体实现上不再依赖实际物理电路。

2. 实验教学软件开发

虚拟仿真实验是需要计算机软件的支持，因此开发电路实验教学软件是虚拟仿真电路实验教学改革的最重要环节。此环节主要任务是由相关技术人员开发仿真软件，并将其安装到学生的电脑上，以便进行电路实验教学。

3. 实验教学流程设计

虚拟仿真电路实验教学应该有一个完善的教学流程，以便帮助学生准确率完成电路实验。实验流程可以有以下几个流程：

•实验前的课程讲解；

•实验内容的演示；

•学生学习软件操作，动手“实验”；

•结果展示和实验分析。

4. 实验考核评价

因为虚拟仿真电路实验教学不依赖于实际物理电路器材，因此在实验考核评价方面，需要的是学生分析电路的思维能力。实验考核评价可以在软件上实现，通过分析学生的仿真结果，用算法评估学生的分析能力。

总结

综上所述，虚拟仿真电路实验教学方法具有很好的教学效果，可以代替传统的实验教学方法，在电路实验教学中，虚拟仿真技术将会成为很重要的一种教学方式。