電工電子虛擬實驗室規劃與設計研究范文

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【摘要】隨著我國制造業的發展，電工電子產業迎來了黃金發展時期，再加上互聯網和人工智能技術的發展，電工電子虛擬實驗室開始出現。電工電子專業研究的主要是自動化控制、電路設計、檢修與維護、單片機的維護、電氣工程規劃等領域，在這些研究領域中都離不開實驗室的支持。中職學校電工電子專業對于實驗室的依賴更加明顯，這是由中職學校的辦學特色、中職學生文化水平、企業用人要求來決定的。

【關鍵詞】中職學校；電工電子專業

虛擬實驗室電工電子專業一直屬于中職學校的熱門專業，很多學校都建立了校內電工電子實訓室，但是卻忽略了虛擬實驗室的建設，這對于職業教育來說是一大損失。筆者認為電工電子專業虛擬實驗室設計和構建可以從以下幾個方面入手：設計專業化電工電路模擬實驗臺，電路是電工電子專業的基礎，這一虛擬實驗室可以學生體驗電路設計、虛擬示波器、信號器的電路設計與組裝；建立專業拓展虛擬實驗室，例如單片機、傳感器、電子測量儀器；配備LabVIEW虛擬實驗室開發軟件，讓學生在軟件平臺上操作電路、設備檢測、維修等，提升學生的實踐操作水準。

一、立足中職電工電子專業特色，設計專業虛擬實驗室

中職學校首先要選定計算機設備完善的實驗室，在每臺電腦上安裝虛擬實驗室系統，學生通過賬號可以登錄系統，自主選擇想要模擬的課程。例如學?？梢愿鶕姽る娮訉I的主干課程來設計虛擬實驗室，例如設計模擬和數字電子技術、微電子元件組裝、電路圖設計等虛擬教學板塊，準備示波器、信號發生器，教師通過虛擬軟件平臺來虛擬示波器、發生器、電路等，學生在計算機虛擬平臺上進行線路設計的練習。此外，教師還可以利用虛擬實驗室讓學生模擬電子控制技術，例如學生在虛擬平臺上把電子元件、傳感器、電線、開關、電阻器等專業電子元件連接成相應的電路，如果學生設計的電路是正確的，系統會判定成功，學生連接的電路開始運轉；反之如果學生設計和連接的電路不準確，系統會發出警報，學生需要再次進行檢查，指導設計出正確的電路。虛擬實驗室提供的數字電路虛擬操作，可以讓學生認識各種類型的電子元件、常見電路圖，在最短時間內進行電路設計，這大大節省了反復拆裝電子元件的時間，為學生爭取了更多的訓練時間，虛擬實驗室平臺就像是一位“一對一”名師，針對學生的聯系情況進行針對性指導，這對于培養中職學生的電工電子操作技術是大有裨益的。

二、構建芯片式模擬實驗室，分流數字信號器和單片機課程

單片機是電工電子課程中必不可少的一環，也是眾多電子設備重要元件之一。存在傳統實驗教學中，學?；ㄙM巨額資金購買單片機，學生在通過反復拆裝來學習單片機的構造和維修。虛擬實驗室可以降低學校的支出，減少反復拆裝給單片機設備帶來的損害。例如教師在虛擬實驗室可以建立單片機控制系統程序模擬實驗，單片機是電子設備的“中樞神經”，可以向電子設備下達命令，進行電氣控制，學生要熟練掌握單片機控制程序的編程和組合，演練32位單片機的程序編程。例如教師可以在虛擬實驗室下發任務，例如家用電器、智能機器人、汽車自動控制系統等設備上單片機的設計。虛擬實驗室可以先對不同設備的單片機進行拆解，演示不同單片機程序控制的動作，例如汽車中最常見的車鑰匙，可以鎖車門的命令，演示這一命令的程序組成；掃地機器人是當下最流行的家電之一，可以自動清掃屋內衛生，單片機負責發出前進、后退、旋轉等指令。學生要在虛擬實驗室完成某一個家電設備的單片機程序編程，讓模擬單片機發出正確指令，完成相應的訓練任務，發揮出虛擬實驗室的價值。

三、引進先進的LabVIEW虛擬實驗室開發軟件，實施智能化教學

這一虛擬實驗室軟件是發達國家電工電子教學、科技研發中應用最廣泛，可以提供外部的電子儀器連接功能、可以和虛擬實驗室的其他課程進行連接，利用其自身優越的聲卡功能，實施虛擬化、智能化教學。例如教師可以把LabVIEW軟件和數字電路模擬課程銜接起來，利用軟件平臺提供的虛擬電子一起進行聯系，例如利用虛擬的信號發生器、示波器進行，代替傳統教學中的頻譜分析儀，把虛擬儀器的信號傳輸到LabVIEW軟件平臺，該軟件可以自動構建模型、并進行精準的計算，并把各種聲波的波形參數轉化成圖片，學生可以根據圖片來進行數據分析。LabVIEW軟件是虛擬實驗室的技術“大腦”，在軟件平臺上進行各種電工電子技術的模擬，讓中職學生在學校既可以接觸先進的科研力量?？傊新殞W校的電工電子專業虛擬實驗室的設計與規劃尚處在摸索階段，這一項目的順利實施需要當地政府、各大學校、骨干教師的密切配合，規劃符合中職電工電子職業教育需求的虛擬實驗室，讓學生在更為智能化的平臺上學習電工電子專業知識。

參考文獻

[1]張希,苗沛沛.中等職業學校電工電子虛擬實驗室的規劃設計[J].電子測試,2019(16):119-120.

[2]錢國華.論電力電子虛擬實驗室的構建[J].科技風,2018(31):86-87.

作者：杜建繁 單位：甘肅天水市職業技術學校