“虚实结合”教学法在专业实验课中的运用

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  摘 要 从现行雷达接收原理实验平台的现状出发,对该实验教学提出了一种“虚实结合”的教学方法,并详细分析说明了该方法的实际应用以及优点。
  关键词 实验平台 虚实结合
  
  一、引言
   《雷达接收原理》是我院雷达技术、雷达维修等多个专业任职期班的必修课程,该课程中的实验是引导学员获得有关雷达技术性能参数、装备维护维修知识以及培养学员实践能力的重要手段,因此,探索出效果更好的实验教学法具有十分重要的意义。
  二、《雷达接收原理》实验平台现状
   目前我院雷达接收原理实验室存在以下的几个问题:一是实验仪器设备数量有限,很难满足多人同时实验的要求;二是实验平台与仪器设备连线多、操作步骤多,按照现行的课程标准需要学员有足够的时间熟悉整个实验的操作过程,而且容易操作出错;三是实验平台昂贵、可靠性不高、可维护性差,导致使用成本和使用风险高。
  三、“虚实结合”教学平台介绍
   为了有效地解决现行教学中存在的问题,采用“虚实结合”的教学方法,即利用软件开发相应的虚拟实验平台,通过软件仿真、演示,再与实际设备操作相结合的教学方法。
   用FLASH软件开发的虚拟实验平台,如图1所示。
   利用该实验平台,能使设备操作和演示过程更加清晰、直观,在一定程度上,消除了学员对实验课的枯燥感,并且动画演示能够对学员的感官进行多路刺激,易于开展情境教学,从而创造出一种喜闻乐见的、生动活泼的教学氛围,让学员可以在良好的状态下,自主地、积极地学习,从而取得良好的课堂效果。
   “虚实结合”的教学模式,不仅方便演示,效果直观,而且非常适合进行强化教育,有利于知识持久性的保持以及个体化学习的实现;同时还可以激发学员的学习兴趣,使学员产生强烈的学习欲望,从而形成学习动机,主动参与实验,使课堂信息量加大,学员易于接受,在愉快的气氛、交互讨论中掌握了教学的重点、难点。
  
  
   为了提高效果,保证教学质量,本文提出的“虚实结合”的教学模式做到了“两个一致”:
   (一)设备外形一致,即设计的虚拟实验设备在外形上与实际设备保持一致,便于学员形象化理解。BT-3D型扫频仪实物和虚拟设备的对比如图2、图3所示。
  
  
   (二)实验过程一致,即虚拟实验过程与实物实验过程一致。虚拟实验设备所有的开关旋钮都跟实物一致,不管调节哪一个开关旋钮,产生的效果都跟在实物上操作一样。相比实物操作,在虚拟实验设备上操作有一个突出优点是:当操作员错误操作时,虚拟平台自带的报警装置会提示操作员及时改正,并指出错误操作对仪器设备损坏的后果。
  四、“虚实结合”教学法的应用
   (一)课前设计。
   教员在上课前要充分了解学员对于本次实验相关理论知识掌握的程度以及学员对本次实验的期望, 据此适时地调整教学方式与实验平台设计,力争使得教学内容、方式与平台均能最好地与相应期班的学员相适应,这样不仅能让每个学员都能较好地完成实验,还可能触发部分学员继续探索的欲望。
   (二)课堂实施。
   在讲授环节,首先通过一段动画引入,如图4所示,并提出问题:如何衡量一部接收机性能的好坏?然后针对实验目的,把实验内容分为两部分,并从理论上分析扫频法测量原理,最后让学员独立完成相关参数测量。在实验报告部分给出思考题:雷达站如果没有实验室这些设备,要想测量雷达接收机的性能参数,怎么办?以问题启发学员,使其能够灵活运用实验原理,总结不同实验方法,增强其发散思维能力。
  
  
  
   教员充分利用多媒体虚拟实验平台和实际实验设备相结合的特点,在多媒体虚拟实验平台上为学员做适当的模拟仿真,让学员熟悉整个实验的过程;同时,边示范边讲解还可以让他们直观了解在实验过程中各个参数变化的过程,在此基础上根据教学实际适时地创设各种问题、情境,让学员带着问题去观察现象,并在实验过程中解决问题。
   采用“虚实结合”的教学模式,能够营造出生动、活泼的课堂气氛,并且对学员的实验结果进行分析、补充和评价,进而向更高层次引导,形成良性循环。
   (三)课后调整。
   课后,教员应给学员布置两项任务:
   1.給出相应难度的思考题和练习,让学员进一步巩固课堂所学;
   2.对本次课所采用的虚拟实验平台还有哪些可以改进的地方,在实验报告中反映出来。
  五、“虚实结合”教学法特点
   相比传统的教学方法,“虚实结合”的教学模式有以下的几个优点:
   (一)就课堂气氛而言,此教学法使之变得更加生动、活泼,师生间的关系也更加融洽,并由传统的纯讲授式和师生互答式教学逐步向师生互动式教学转变。
   (二)就施教过程而言,此教学法促使教员根据教学过程中出现的具体情况,抓住各个时段、各种机会提出有一定价值的问题,激发学生动脑、动口、动手,以提升教学效果。
   (三)就学习过程而言,此教学法促使其主动配合教员的各个教学环节,不断唤起自身的学习动机,通过“手脑并用”的实践活动获得最佳学习效果。
   实践表明,通过虚实结合的教学法完成的实验教学,最后达到的教学效果有如下三点:
   (1)形式新颖,信息化特点鲜明,对学员有很强的吸引力;
   (2)成本低、效率高,学员参与面广;
   (3)贴近实装,适应学员岗位任职能力培养要求。
  六、结束语
   “虚实结合”的教学模式不仅仅是由于其具有上述优点而值得推广,更在于,这种教学模式在学员数量多、实验操作过程复杂、实验平台使用成本高的情况下,特别是在实验设备更新较快的领域,尤其值得普遍采用和广泛推广的有效的教学模式。
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