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关键词:数字电路;交通灯控制器;电路仿真
前言:数字电路早在上世纪中后期就已经形成,其主要由组合逻辑电路以及时序逻辑电路所组成。就当前的实际情况来看,交通灯控制器的显示设计均采用单片机的原理,为了能够寻求一种更加简便的方法,设计者利用数字集成电路来完成交通灯控制器,并以此来实现十字路通信号灯的控制。通过一系列的仿真与修改,能够得知,和传统的设计方法相比,利用数字电路的技术,具有灵活性强、效率高以及成本低等特点。
1 交通灯控制器的设计要求
本次设计的交通灯控制器所工作的条件是由甲、乙两个交叉路口所构成,通过对交通灯控制器的设计,要求其控制的任务是:在甲路口绿灯亮的同时,要求乙路口红灯亮,这样的状态保持3s。在3s之后,甲路口绿灯停,黄灯亮,保持1s,1s之后甲路口的黄灯以及乙路口的红灯同时停止,甲路口红灯亮,乙路口绿灯亮,保持3s。3s之后乙路口的绿灯停,黄灯亮,保持1s,1s之后乙路口的黄灯灭,亮起红灯,同时甲路口绿灯亮起,并以此循环。
而这时的交通灯控制系统被分为控制器和受控电路两个部分,根据对交通灯控制器的具体设计要求,本次研究中需要设计出一个循环控制系统,并观察其控制的状态。在下文中,将重点介绍设计的具体方案。
2 交通灯控制器的具体设计方案
2.1主控制器的设计
根据实际情况来看,在十字路口,车辆通行主要有两种情况:一种是在交通事故条件下要求车辆禁行。在这种情况下,十字路口的两端均不通行,这是交通灯需要红灯亮,倒计时功能停止,并保持闪烁的状态;另一种就是无特殊情况的通行,主要包含四种情况:第一,最开始的时候,东西道路为通行状态,绿灯亮,南北道路为禁行状态,红灯亮;第二,十字路口的道路全部禁行东西道路黄灯亮,南北道路红灯闪烁;第三,东西道路禁行,红灯亮,南北道路通行,绿灯亮;最后,十字路口全部禁行,南北道路黄灯亮,且东西道路红灯闪烁。根据这种情况,主控制器要实现4种状态,并分别定义为S0、S1、S2、S3。要想实现这4种电路,可以应用到数字电路技术[1]。设计如下图所示:
在这个设计图当中,我们利用的是两块74LS192芯片,K0表示清零,由位置1切换到2,K1和K2是交通道路特殊状态的控制键,如果有特殊状态按K1,特殊状态处理后,再按K2,表示恢复了正常的通车控制。A、B、C三种信号均用于对信号灯的控制,同时C还兼做停止计时时的闪烁效果控制。
2.2状态译码器的设计
上文中提到,主控制器在实际应用中会产生四种状态,而状态译码器则要求分别控制十字路口上红、绿、黄灯的状态,而这3种灯的状态和主控制器的输出可以用R1来表示。与此同时,利用信号真值表能够设计出交通灯控制器状态译码器的电路。
在本次设计中的数字电路技术,共分为8个双向3态缓冲电路,在其输入和输出均为高阻态的状态。高阻态就是指在应用过程中相当于没有这个数字芯片。在本次研究的电路中,主要是实现红灯的闪烁,无论是在十字路口的主干道和支干道,都能够利用这个状态译码器来进行控制[2]。
2.3倒计时计数器的设计
在这次的研究中,交通灯控制器的倒计时电路主要是利用数字芯片74LS192来进行设计。具体设计如下图所示:
在倒计时电路的脉冲信号和交通道路特殊情况控制信号C经过与非门U5:A后,被送入到个位片U2的DN端口,而十位片则被连接到另外的Q3端口当中。通过预置数的方式来实现任意进制下倒计时电路的设计,并且十位和个位片U1和U2的预置数据要按照下表来进行设计:
通过上表能够得知所预置的具体数值,由于U1和U2的预置时间是倒计时电路到0s时根据U1和U2的TCD信号经过或门U6:A之后才形成的,考虑到数字芯片的延迟特点,因此选择03s时就对主控制器当中的U11产生出驱动脉冲,以此来实现U1和U2的预置数据最终能顺利送达。
3 交通灯控制器的仿真结果
在本次研究设计完成之后,需要利用到Proteus的软件来进行仿真检测,这个软件是英国一家公司专门的EDA的工具软件。本次设计当中的所有数字集成芯片都可以在这个软件的元件库里找到[3]。在仿真检测中,设计人员画好仿真电路并修订出元件的具体参数就能够实现仿真。通过仿真,数字电路对于交通的灯的基本控制功能就能实现,同时还具有倒计时及时间设置功能,能够被广泛运用。
结论:本次研究设计是通过将数字电路的分析设计和电子设计自动化相互结合,能够完成交通灯控制器中各个单元电路以及整体信号电路的设计。为了能够进一步验证该设计的准确性,本次研究还通过Proteus软件来进行仿真观察,通过仿真检测,可以看出仿真的结果符合设计的具体要求,并达到了所预期的目的。本次设计的交通灯控制器是在数字电路的基础上完成的,相比于传统的单片机设计交通灯控制器,这种设计方法更加简单便捷,不需要再次进行软件的编程和调试,并且成本低廉,适合在实际应用中广泛推广。
参考文献:
[1]宋朝君.基于数字电路的交通灯控制器的设计与仿真[J].电子技术与软件工程,2013,11(20):96-97.
[2]刘建华,龚校伟,崔雅君.交通灯控制器数字电路的设计及仿真[J].数字技术与应用,2012,10(01):1-2+4.
[3]黄鸿锋.交通灯控制器的设计与实现[J].中国集成电路,2010,12(07):65-67.
关键词 Proteus仿真软件;电工技术;中职
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)01-0032-02
1 引言
电工技术基础课程是中职院校中电气、机电类专业尤为重要的专业基础课程,该课程可为后续深入学习电子技术等课程打下坚实基础。由于电工技术基础课程具有较强的理论性和实践性,但中职学生通常素质较差,因此,该课程教学效果欠佳,不仅教师教得费劲,学生也不能良好地吸收知识,严重影响了后续课程的学习效果。中职院校教师需深入探究该课程,以提高教学质量[1]。为了使学生能更好地掌握电工技术基础课程的知识,增强教学效果,本文主要探讨Proteus仿真软件的课堂教学效果,以促使学生能更直观地进行仿真训练,从而有效理解难懂的理论教学,并融会贯通,以增强电工技术基础课程教学效果。
2 中职院校学生、就业现状分析
学生现状 电工技术基础课程涉及的知识面较广且难度较高,教学内容通常抽象、难懂,要求学生具有较高的逻辑思维以及抽象思维能力,因此,学生学习该课程较为困难,不易掌握,如何让中职学生更轻松地理解这门课程就成为现在教学的难题。传统的教学方法通常是以“教师主讲,学生听”的方式进行,让学生被动接受晦涩难懂的知识,学生在不能理解该课程时,仅学习皮毛,如定义、名称之类,不能将该课程在实践中运用自如。
就业现状 由于社会快速向信息化、科技化发展,因此大量需求各方面的高技能人才,这要求学生不仅具备扎实的理论基础,还需具备较强的创新、动手能力。电工技术基础同样是一门实践性较强的课程,学生在学习该课程时,不仅可以提高动手能力,也能培养创新能力,是一门尤为重要的基础课程。
3 Proteus仿真软件在中职电工技术基础教学中的应用价值
目前常用的电路仿真软件较多,如早期的EWB系列、Multisim系列以及Proteus系列等。EWB系列具有占用系统资源较小、简单方便的优点,在此基础上进行升级后就是Multisim系列。EWB系列、Multisim系列在目前的电路、电工技术课程教学中的应用较广,但也存在一些缺点,如仿真功能弱、互动性差等。Proteus系列在教学中通常用以实现微控制器系统软件及硬件仿真,虽然功能更强大,但初学者较难上手,不过在初学者加强对Proteus的练习后,自然可以得到解决。
Proteus系列具有实现电子电路交互式仿真的巨大优点,且交互性更强,电路的运行也可更直观、形象地展示于学生面前[2]。在教学时,教师可带领学生进入Proteus实验室,每位学生平均分配一台电脑。教师可在课堂上对学生使用Proteus仿真软件的连接、调试等进行指导,并激发学生利用该软件学习电工技术基础课程的兴趣,加深对课程的理解。
4 Proteus仿真软件概述
Proteus仿真软件是一个将实物仿真与电路分析相结合的平台,具有强大的仿真、分析功能,将多种功能集于一身。该软件具有较多的性能特点,主要有:
1)具备>27 000个仿真元器件;
2)不仅具备多样激励源,还支持信号以文件形式输入其中;
3)具备多种虚拟仪器,且软件的面板操作更加逼真;
4)具备更加生动的仿真显示;
5)具备高级图形仿真功能;
6)具备单片机协同仿真功能。
5 Proteus仿真软件在中职电工技术基础教学中的应用
在对学生进行电工技术基础教学过程中会用到较多基础元器件知识,如电阻器、电容器、电感器等,也会用到较多基础理论知识,如直流电路、单相交流电路、三相交流电路等。仅靠教师进行枯燥乏味的讲解,学生很难对这些知识进行深刻理解,但通过使用Proteus仿真软件则可较好地解决这些问题[3]。下面将举部分实例来说明在中职电工技术基础教学中应用Proteus仿真软件的情况。
在基尔霍夫定律教学中的应用 上课时先指导学生学会对Proteus仿真软件的基本操作,然后让学生根据教材上的电路图开始操作:将基尔霍夫定律的验证电路绘制于Proteus仿真软件的原理图编辑窗口上,并显示出各支路中的电流值,通过在Proteus仿真软件电路图中三个支路上的电流,使每个元器件上的电压能一目了然地呈现于学生面前,再指导学生对电路图进行分析。
首先计算电流,可根据电流流入为正、流出为负来计算,也可以电流流入为负、流出为正计算,得出电流的代数和为0;然后对右回路各元器件的电压代数进行计算,计算结果显示其和依然为0。因此,通过运用Proteus仿真软件可得出结论:流入流出一个节点的电流代数和在任意时刻均等于0,将回路内各段电压闭合的代数和也恒等于0。
为巩固该结果的可信度,可让学生再次使用Proteus仿真软件对电阻、电压源的数值进行改变,并再次观察,得出同样的结果。当学生基本理解定理后,可在电路图上人为设置障碍,如阻值增大、短路、开路等,并让学生采用Proteus仿真软件对其数据进行分析、计算,自行找出故障原因,以对该课程进一步理解。
电容的充放电及电感的电磁效应电路仿真
1)电容的充放电电路仿真。与课本上的电容充放电仿真电路图像对照,运行Proteus仿真软件,闭合课本图中的SW2,保持断开SW1,可看到正在对电容充电的电池,AM1上出现逐渐减小的电流读数,而VM1上则出现逐渐增大的电压读数,同时可于C1上查看到正负端电荷累积。将SW2断开,并闭合SW1,可观察到电容的放电情况,发现AM2上流过的电流以及被点亮的灯泡,且AM2的x数在逐步减小,灯泡也逐渐变暗,直至放完电荷,灯泡完全熄灭。通过在Proteus仿真软件中观察这一充放电过程,可更灵活、深刻地理解该知识点。
2)电感的电磁效应电路仿真。与课本上的电感的电磁效应仿真电路图相对应,并运行Proteus仿真软件,可发现电流变的读数快速增加,增加至某一值后点亮灯泡,同时电流表的读数继续增加。随后读数的增加幅度逐渐变缓,直至稳定下来,灯泡则被持续点亮。如电感值为1000 H时,则可长时间达到稳定值,且稳定值与灯泡的电池内阻、电阻均存在一定关联。Proteus仿真软件可帮助学生更好地理解电感器的特性。
作业巩固 当学生对课堂上所学的电工技术基础知识有初步理解后,则可给予他们作业习题对其基础知识进行巩固。但既往学生完成习题后,不能自行检查对错,仅能在交给教师后由教师来检查。有Proteus仿真软件后,学生可将题目在Proteus仿真软件中进行检测,自行检查,这种方法比让教师来检查更能巩固知识,并进一步提高动手能力。
教学效果评价 教师可在学生进行仿真操作时观察其熟练度以及对知识点的理解度,根据学生在课堂上的表现进行量化评分。同时,教师可根据学生对Proteus仿真软件的\用熟练程度进行评价。Proteus仿真软件使抽象的概念、理论知识变得形象、具体,学生也更易接受,理解难点。当学生能够顺利理解难点后,会更愿意去主动学习,把学习过程当作有趣的游戏,从而显著提高教学质量。另外,学生通过Proteus仿真软件获得更加扎实的理论基础与动手能力,也进一步提高了自身创新能力,成长为符合社会发展需求的技术型人才。
6 结语
Proteus仿真软件能对电工技术基础的理论环节进行仿真,将难以理解的知识通过实践变得更易吸收,同时也缩短了从理论到实践的过程,有效提高了教学质量以及学生的学习兴趣,使学生能从学习实践中体验到学习的乐趣,增强学习自信心。另外,在电工技术基础教学中应用Proteus仿真软件时需注意以下几点。
1)教师需在进行演示教学前就画好相关电路,并进行完整演示,使学生在课堂中能看到教师熟练讲解、操作,并以教师为榜样进行实践操作,避免让学生看到不完美的操作效果,打击其学习积极性。
2)在Proteus仿真软件的电路仿真实验中,需注意指导学生首先学会如何在软件中快速查找实验电路图所需元器件,以加快学生绘制实验电路图的速度,节省学习时间,并快速连接虚拟仪器,进入仿真实验,体会由仿真实验带给学生的成就感、自信心,从而进一步激发学习积极性。
综上所述,在中职电工技术基础教学中应用Proteus仿真软件,具有较大的教学意义,其教学效果较传统教学方法更好,并能克服传统教学带来的课堂枯燥无味、难于理解的弊端,让学生亲自实践,激发其学习兴趣,开拓思路,提高学习分析能力及动手能力。
参考文献
[1]黄山,吴飞青.Proteus软件在《电工电子学》实验中的应用[J].电子制作,2012(8):99-100.
【关键词】模拟电子技术;Proteus; 静态工作点;交越失真
1、引言
模拟电子技术课程是电子、通信、电气相关专业的一门重要的专业基础课,该课程与实践结合紧密,是培养学生创新能力和实践创新教育的一门重要课程,在教学中,学生普遍反映模拟电子技术这门课程难度大,掌握困难,学习起来很吃力。究其原因有多方面的,其中一下几点尤为主要:第一,该课程涉及面广、概念多,模型多,内容杂、课程中无清晰的脉络主线,学生学习过程中很难从系统的思想把握每个单元知识;第二,该课程理论与工程实践联系紧密,有很多工程近似计算和经验性内容,如二极管模型,理想模型、恒压降模型、折现模型,三极管小信号模型等,这些近似对与初学者来说很难把握在什么情况下使用何种模型,往往还容易用错模型;第三,课程理论教学和实验教学学时少,如果学生的理论知识不够扎实,势必会影响到实验效果,实验做不好也会影响理论掌握;第四,模拟电子技术研究的是具体分立原件,是集成电路的内部结构,理论复杂,现在教材内容删减多,很多问题没有交代清楚,内容衔接不连贯,仅仅拿来结论直接应用,学生难以融会贯通;第五,模拟电子技术实验调试困难,针对学生人数多,指导老师很难照顾到每一个学生,实验多是非线性,前后级关联性强等特点,学生很难在短时间内掌握,从而使实验效果不理想。
2、Proteus相关设计实例
本文从EDA辅助教学出发,讨论如何利用EDA技术提高模拟电子技术课堂教学的效果。通过Proteus软件构建一些形象、直观的电子电路,演示仿真实例,“虚实”结合,让学生在有限的课堂教学时间内,对理论知识建立一个直观、初步的印象,看到有关知识点的仿真,这样能使得学生在很短的时间内掌握理论知识,同事激发他们的学习热情,实践动手能力等。
2.1射极跟随器的演示
三极管放大电路有三种基本组态方式,即共发射极、共集电极、共基极。这里以共集电极即射极跟随器为例,经过学习知道,射极跟随器的发射极输出电压与输入电压相位相同,电压大小基本等于输入电压,略小于输入电压。故而称为跟随器。在Proteus中建立输入文件,设计电路,选取器件,连接电路。运行仿真即可看到相应波形如图1。通过波形可以很直观的理解电压跟随器,激发学生探索建立共射极,和共基极的电路模型并进行仿真分析,从而更好的理解放大电路三种基本组态方式。
2.2运算放大器演示
集成运算放大器是模拟集成电路中应用极为广泛的一种器件,它不仅可以用于信号的运算、处理、变换、还可以用于开关电路中。运算放大器作为基本的电子器件,很容易用来设计各种应用电路。因此对运放的掌握尤为重要。这里以反向放大电路为例,建立仿真文件,观察输出波形如图2。通过输出波形可以很直观看出,经过运放LM324使输入波形反向得到放大,激发学生探索建立同向运算放大电路,积分、微分运算放大路电路模型并进行仿真分析,从而更好的各种类型的运放电路。
辽宁建筑职业学院辽宁辽阳111000
摘要院近年来,虚拟仿真技术在高职实践教学中发挥着非常重要的作用。随着虚拟仿真技术的迅速发展,高职实践教学正向着校内虚拟仿真实践和校外顶岗实习相结合的教学模式转变,必将通过推动高职实践教学的改革发展来促进职业教育的发展。本文介绍了高职实践教学中应用虚拟仿真技术的原则及应注意问题。
关键词 院虚拟仿真技术;高职实践教学;原则;问题
高职院校的实践教学是实现其培养目标的重要途径,对提高毕业生的创新创业能力非常重要,也反应出院校的办学特色。近几年,全国高职院校正在进行着一场如火如荼的实践教学改革,虚拟仿真技术的发展又推动了将仿真技术应用到高职实践教学的发展进程。但是其发展的速度不是很快,由于虚拟仿真软件的有效性及先进程度严重制约着其发展的速度。怎样才能将虚拟仿真技术科学地、有效地应用到高职实践教学中去,充分发挥并优化实践教学在高职人才培养工作中的重要作用,全面提升高职毕业生的职业能力、就业创业能力及创新能力是摆在所有高职院校面前的新挑战。
1 实践教学中应用虚拟仿真技术的原则
虚拟仿真技术是应用计算机技术模拟出逼真的虚拟现实的场景,使用者通过应用设备与虚拟环境进行相互作用及影响来体验到一种身临其境的感觉。虚拟仿真技术能使人不受时间和空间的限制去接触非现实的环境,这样在不受条件和环境的限制下去探索和发现现象的本质。虚拟仿真技术给高职实践教学的改革提供了更广阔的空间,将虚拟仿真技术应用到高职实践教学中还要注意以下几个方面。
1.1 高职实践教学的目标是提高学生的岗位职业能力,这就要求学生在实践教学的过程中要深入到实际岗位,在一线进行实践操作学习。从而,实践教学中应用虚拟仿真技术的第一步就是要认真分析和调查学生的实践岗位的职业特点和要求,以实际工作过程和真实的工作任务为基础去设计和整合实践教学内容及任务,做到充分利用虚拟仿真技术去构造不受时间及空间限制的符合教学目标要求的立体化实践教学环境,实现对真实职业场景的模拟再现,使学生在具体的场景中完成学习任务,做到传授、学习、操作融为一体,能够在不同的场景中学习自如,做到职业性与场景性相结合。
1.2 当今随着市场经济的发展和科技的进步,高职院校越来越重视培养毕业生的职业岗位技能,高职院校不断进行教育教学方面的改革,更加注重提升毕业生的就业能力和适应整个职业生涯发展的要求。所以,高职院校设计的实践教学任务就要和企业生产一线的实际工作和学生参加工作后的实际岗位相适应,培养学生的职业岗位能力。在设计虚拟仿真的实践教学体系的过程里,要挑选具有代表性的,技术先进的设备及工艺技术等,应该注重体现与情境相关的基于工作过程的知识与技能的学习,使学生在完成一个学习任务之后能够对完整的工作流程、操作模式和岗位具体情况得以学习和掌握,从而能够与相关的职业实践活动联系起来,掌握完成工作任务的方法及解决相对复杂的综合问题的技巧,能够适应未来岗位对高职毕业生提出更高的职业能力要求。除此之外,应该重点开发设计那些以培养核心与关键技能为目标的实践教学项目,做到先进性与典型性相结合。
1.3 把虚拟仿真技术应用到高职实践教学的过程中,要充分抓住虚拟仿真技术构想性的特点,按照学生心理和认知方面的水平,根据教学内容来设计构思实践的教学场景,培养学生的学习兴趣,拓展学生的想象空间,使学生学习到知识,充分理解概念的含义,领会实践教学所传授的知识点,提高学生的创新创造能力。运用虚拟仿真技术选择适量的教学内容,把抽象的内容具体化,复杂的问题简单化,微观的内容宏观化,这样能够有助于学生理解和掌握操作方法,并达到熟练操作的程度,使得实践教学的效果达到预期的目标。
1.4 利用虚拟仿真技术来进行实践教学系统的设计过程中,应该抓住仿真技术交互性强的特点,设计出互动性强、协作性高的实践教学任务,使学生在虚拟现实的实践场景中完成自己的实践操作工作,在整个过程中要注重培训学生们共同解决实际问题的能力。并且,利用虚拟仿真技术设计的实践教学系统要突出其智能性的特点,该系统能够对学生的实践操作成果进行及时的跟踪与反馈,并且可以依据学生的操作情况给予合理的评价,还能够及时给予有针对性、个别化的指导,做到交互性与智能性相结合。
2 虚拟仿真技术在应用中应该注意的问题
2.1 虚拟实训不能替代实操实训。高职实践教学中利用虚拟仿真技术,实现了实训环境的改善,教学过程的优化,还解决了很多实训教学方面的难题。不过利用虚拟仿真技术来设计高职实践教学内容,不代表虚拟实训可以完全替代实操实训,两者存在着本质的区别。虚拟仿真技术只是通过去模仿一些实际的生产和工作实践过程,让学生在过程中学到一种间接的经验,而不能完全替代真实的现场操作。所以,在应用虚拟仿真技术的实践过程中,必须认清虚拟实训和实操实训的本质区别。设计虚拟实训的思路是:首先是把实操实训无法实现任务利用虚拟仿真技术来设计虚拟实训教学来实现;其次是要依据现代教育理论来设计实践教学任务,把虚拟仿真技术设计的虚拟实训教学内容放在前面进行,而把实操实训安排在后面,并将二者完美的结合在一起,获得最好的教学效果。
1.1充分利用仿真技术,合理组织教学内容
教学内容的组织充分考虑到安全技术管理专业的岗位要求和高职高专学生的特点。在对水建、民建、路桥等多家施工企业和施工现场各项目部走访,调研的基础上,根据安全技术管理专业的岗位要求组织编排土木工程施工技术课程内容,课程内容分为基础知识(包括地基处理、爆破工程等工种施工)、水利水电工程典型建筑物施工(包括土石坝施工、混凝土重力坝施工等)、民建典型建筑物施工、路桥典型建筑物施工四大部分,故本专业土木工程施工技术课程的内容呈现出面大、量广,独立性很强。在学习中高职学生呈现出的基本特点是性格开朗,但自信心不足;动手能力强,但主动性不足;求知欲强,但底子薄,学习方法不当。基于高职学生的这一特点,利用网络技术、计算机技术、图形图像技术等仿真技术收集、整理、组织课程教学内容。在教学过程中,通过动画、施工视频等仿真技术进行施工工艺流程、施工机械等的演示,如讲到隧洞钻爆施工时,采用动画模拟了隧洞光面爆破实施的整个过程;讲到土石坝反滤层部位施工时,采用现场施工视频和动画模拟相结合;讲到塔机时,采用动画模拟了塔机安装,自升的整个过程。学生在对实物缺乏认识的情况下,仿真技术使的土木工程施工技术课程的教学更加形象、生动、直观、简单,使学生对于施工技术更容易理解、掌握。课程教学
1.2充分利用仿真模型,加强实践教学环节
教育部、财政部联合的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》指出:“加强实训、实习基地建设是高等职业院校改善办学条件、彰显办学特色、提高教学质量的重点。”在这一思想指导下,我校非常重视实训、实习基地建设,已经建成并使用的有水工大厅(如水利枢纽工程模型等)、施工工种实训中心(如粘土心墙土石坝、面板堆石坝、混凝土重力坝、隧洞半实物仿真模型、民建房屋半实物仿真模型等)和土木工程施工中常用的各种类型的施工机械(如混凝土搅拌机、灌浆机、塔机、自卸汽车等)。根据土木工程施工技术课程教学特点和需要,将仿真技术与工程实际问题相结合,充分利用实训基地的半实物仿真模型,进行现场教学并积极开发课程实训项目,模拟工程实际情况,要求学生能够自己根据所给出的工程资料,整理编写施工方案并进行现场模拟操作。如楼梯模板的安装与拆除,手脚架工程、钢筋配料单的编制、钢筋加工、砌筑工程、大坝、隧洞等典型建筑物施工方案的编制等。
1.3利用仿真技术教学,激发、提高学生的学习兴趣
心理学家认为:动态刺激远大于静态刺激,给人留下的印象也最深刻。教学中,以静态方式存在的教学材料,通过仿真技术可恢复其鲜活的面目,使之变得有声有色。仿真技术为学生提供生动逼真的教学情境、丰富多彩的教学资源、为学生营造一个色彩缤纷、声像同步、能动能静的教学情景,从而激发学生学习土木工程施工技术的好奇心、兴趣点。“兴趣是最好的老师”,兴趣对学习产生的影响,远远超过教师的督促和简单的说教。仿真技术教学能使学生的注意力很快集中到课堂教学的内容上去,达到预期的教学目的。
2仿真技术在教学应用中的体会
2.1授课内容须进一步完善
在土木工程施工中不断有新技术、新工艺、新材料、新机械等的出现,为了实现学生零距离上岗,在教学中,教师要随时关注学科发展新动向,积极收集、整理资料,根据社会、工作岗位及学生学习需求进一步完善授课内容,并用适合授课内容特点的仿真技术教学辅助工具进行相应的教学内容编排。
2.2掌握仿真技术教学方法的使用技巧
仿真教学方法的最大特点就是在教师的引导下提供逼真的教学情境,让学生在接近真实的环境中完成课程的学习,从而实现提高学生知识、技能和能力的目的。仿真技术是计算机技术、网络技术、图形图像技术、多媒体技术等相关技术的融合,但不是所有的技术都要在同一时段一起使用,也不是每一种技术和所有的内容都适合。这就要求教师必须根据每一种技术的特点和适用要求,再根据不同的课程内容、不同的授课对象、不同的施教场所等进行优化组合才能达到良好的教学效果。
2.3注重学生学习效果的反馈
教与学不是一对矛盾体,而是一对有机的契合体。教的目的是为了更好的学,因此教学的效果如何要及时听取学生的意见,通过走访,座谈,问卷调查等方式清楚地了解学生的学习状态,及时调整授课内容和仿真教学方法,调动学生的学习积极性和主动性,从而顺利实现教学目的。
3结束语