仿真教學電工電子教學論文范文第1篇
1 電子技術傳統教學的缺點
傳統的電子技術類課堂教學, 如需對電子器件、電路的特性曲線、輸入輸出波形、頻率特性進行分析時往往都是通過教師手工板書畫圖來進行, 不僅效率低, 精確度也差。有時利用CAI課件進行輔助教學或利用示教板進行課堂演示, 這兩種教學手段雖然能使課堂教學更貼近實際, 但效果也并不盡如人意。例如制作CAI課件對一些抽象的問題能夠很好地進行輔助教學, 但對實際問題的模擬其真實性就較差;示教板真實性雖好, 但使用不便, 儀器準備麻煩, 儀器精度也直接影響教學效果。且無論是CAI課件, 還是示教板內容都是固定的, 做好的電路內容不易更改。
課后通過實驗可在一定程度上彌補課堂教學的不足, 但我們在實驗室做電子技術實驗時, 往往要用到示波器, 數字萬用表, 信號發生器等儀器。在教學過程中發現:一個實驗不能順利進行的原因, 往往不是學生對電路原理的理解不夠, 而是儀器的使用問題.比如示波器的使用時出現的問題, 導致實驗的失敗。一個實驗要順利完成, 首先要介紹各種儀器的使用, 而學生也要通過好幾個實驗的練習才能熟悉儀器的使用, 這對實驗的效率造成影響。
2 Protel 99SE軟件仿真功能的優點
電路仿真是以電路分析理論為基礎, 通過建立元器件的數學模型, 借助數值計算方法, 在計算機上對電路功能、性能指標進行分析計算, 然后以文字、表格、圖形等方式在屏幕上顯示出電路的有關性能指標。
Protel 99SE軟件內嵌了與PSPICE仿真軟件兼容的電路仿真功能, 主要具有以下的特點。
(1) 與原理圖編輯融為一體, 只要所有元器件取自仿真測試元件庫, 在完成原理圖編輯后即可啟動仿真操作, 無須再次輸入仿真電路, 減輕了設計者的負擔。
(2) 提供了5800多種標準仿真元件, 可以對模擬電路、數字電路及數字/模擬混合電路進行仿真分析。
(3) 提供多種仿真分析方式, 既可以只執行其中的一種, 也可以同時進行多種仿真分析。
(4) 以圖形方式輸出仿真結果, 直觀性強, 并能以多種方式從不同角度觀察分析結果。
3 應用實例
在電子技術教學過程中, 如果我們能夠配合PROTEL99SE這個軟件的仿真功能對我們的教學進行及時的補充和形象的說明, 那我們的教學就能起到很好的效果。接下來我們以555時基集成電路的單穩態工作方式為例, 分析其工作原理, 輸入輸出波形, 并用Protel99SE這個工具來實現它。
3.1 電路原理分析
圖1是其單穩態工作方式的電原理圖。圖中R、C是定時元件, C1, R2是輸入信號的微分電路, R1、R2的分壓比保證在負觸發脈沖未到時, 觸發輸入端的電位高于1/3Vcc, 使R-S觸發器處在0狀態, R1、R2的阻值可以在幾十KΩ范圍內選用。
在穩態時, 由于輸出為0, 放電管T導通, 定時電容C保持放電狀態。當輸入端引入負脈沖時, 比較器B的輸出將R-S觸發器置1, 放電管T截止, 輸出Uo為“1”。這時, Vcc通過定時電阻R向C充電, 由于電容C的電壓與閥值電壓輸入端相接, 當C端電壓被充電而逐漸升到超過2/3Vcc時, 比較器A的輸出將R-S觸發器置0, 放電管T飽和導通, 電容C則通過放電管T很快放電, 輸出Uo又恢復為“0”。由此可見, 所產生的輸出脈沖寬度等于電容C從低電平充電到2/3Vcc的時間。
可以證明, 輸出脈沖寬度Tp為:
單穩態工作方式時的波形圖見圖2。
3.2 PROTEL99仿真步驟
Protel99SE功能強大, 可以利用其信號仿真的功能對該電路作信號分析。具體方法在實驗步驟中詳述。有一點需要注意的是:若要進行信號分析, 繪制原理圖時必須全部選用Sim.ddb (仿真元件庫) 中的元器件。
(1) 新建一個SCH文件:單穩態電路.SCH。如圖3。
為了使該555時基集成電路能正常工作, 我們給其輸入端加上一個時鐘信號源, 其頻率等于1KHz。同時, 我們為該電路加上5V的直流電源和10K的負載。
圖4是最終繪制的原理圖, 值得注意的是:我們一定要在圖中關鍵的地方加上網絡標號 (如:Ui、Uo、Uc) 。因為在作信號分析的時候, 它們將會是我們分析的重點。
在Protel99SE的菜單中, 有一菜單命令Simulate-->Run。設置好元器件的屬性, 輸入脈沖的屬性。選擇我們所關心的Ui, Uo, Uc (分別表示輸入、輸出電壓以及電容C的電壓, 點擊Show按鈕, 系統就會給出其波形。見圖5。
(2) 前面分析過:輸出脈沖寬度Tp為:
圖4的原理圖中, 我們設置R=100K, C=0.01uF。在仿真出來的波形圖5中, 我們量得Tp≈1.1ms, 充分驗證了我們的分析結果。我們修改R, C的值, 令R=10K, C=0.1uF, 進行仿真。同時打開標尺A和標尺B, 測量T p的寬度, 結果發現結果仍為1.1ms。見圖6。
Protel 99SE是一個非常實用的EDA工具, 其界面直觀、操作簡單, 能夠準確地查看和分析電路的性能指標.通過對555定時器組成的單穩態電路的分析, 我們發現用PROTEL99SE的仿真軟件能夠很好的說明電路的工作原理, 通過改變R, C的值, 直觀的證明了單穩態電路的脈沖寬度Tp≈1.1RC, 鞏固了理論教學內容。
將計算機仿真教學引入電子線路課程教學, 使學生較早建立工程思想, 為學生進行電子線路設計、了解儀器設備的使用提供了較佳的手段, 同時還實現了教學手段的創新, 給電子技術基礎課程的教學注入了新的活力。
摘要：在電子技術教學過程中引入電路仿真環節對電路進行實時分析, 不僅可以提高學生的學習興趣, 而且能夠加深學生對理論知識的理解。本文闡述了Protel 99SE電路仿真的主要特點, 通過對單穩態電路進行電路仿真, 突出了教學過程應用軟件仿真的優越性。
關鍵詞：Protel 99SE,電子技術,仿真分析,實驗
參考文獻
[1] Protcl 99 SE電路設計與仿真應用[M].北京:清華大學出版社, 2000.
仿真教學電工電子教學論文范文第2篇
摘 要 為了提高電工學實踐教學效率和學生的實踐能力，提出將Multisim虛擬仿真實驗與實體實驗并行的電工學實驗教學方法，并給出綜合實驗的實例分析與應用。通過對電工學實驗特點的分析，根據不同實驗要求進行實體實驗與仿真實驗，以增強學生對于電工學內容的認識與理解，同時提高學生分析與設計實際電路的能力。
關鍵詞 電工學;Multisim;實驗室;虛擬仿真實驗;實體實驗
Key words electrotechnics; Multisim; lab; virtual simulation experi-ment; entity experiment
1 引言
隨著社會信息化的迅速發展，教育教學過程中對于信息化技術的需求越來越大，如何將虛擬仿真實驗技術更好地應用于實際教學過程中，進一步加強教學改革，使教育教學順應教育信息化的發展趨勢和現實發展需要，是廣大教學工作者需要深入探索實踐的問題。當前，國內外許多高校已經開發了虛擬仿真實驗項目，建立了相應的虛擬仿真實驗室[1-2]。
電工學是研究電磁現象在工程中應用的技術科學，是工科各類非電專業必修的一門實踐性很強的技術基礎課。該課程內容綜合性強，對工科學生綜合素質的提高以及創新能力的培養至關重要。各類電路的實驗驗證對于促進學生在復雜的理論中深入理解和掌握其根本原理起著非常重要的作用，也可以在一定程度上提高學生的實際動手操作能力，同時在此基礎上進一步提高學生對應用電路的設計和分析能力。為了適應電工學課程對于實驗的各種要求，提出將Multisim虛擬仿真實驗與實體實驗并行的電工學實驗教學方法，形成虛實結合的實驗教學模式，實現優勢互補的實驗教學目標，并給出實例進行具體分析[3]。
2 現有電工學實驗教學中存在的問題
當前大多數院校給學生開設的電工學實驗，都是依靠實驗室提供的實驗臺設備，讓學生在學習完對應的理論內容后，在規定的時間里，根據規定的實驗指導書的內容，在指導教師的指導下完成實驗。在近幾年的電工學實驗教學中發現，這種教學模式可以在一定程度上提高學生的實際動手操作能力，但也存在很多問題[4]。
1）一般院校的實驗中心所引入的電工學實驗設備都是模塊化設備，這種實驗室儀器的操作只是供學生做一些驗證性實驗或簡單的設計性實驗，對于一些綜合性設計實驗根本無法實現，這就導致達不到對學生能力培養的期望。
2）實驗臺上的實驗只能在規定的時間按照規定的內容去完成，對于稍復雜一些的實驗，線路的檢查和調試的時間需求不能夠充分滿足。一般性驗證性實驗對于學生而言，能夠在一定程度上提高動手能力，并加深對理論知識的理解和掌握，但不能滿足學生個性化學習要求。同時，內容的局限性也限制了學生興趣的培養，那么創新更無從談起。
除此之外，對于作為初學者的學生來說，實驗室實驗必然會造成元器件的損毀。同時，在電工實驗中，強電與弱電并存，或多或少有一定的安全問題……
可以看出，對于電工學實驗教學來說，傳統的單一實驗室平臺實驗教學方法與當今社會要求的培養創新型、應用型人才的教學理念不符，不利于工科學生綜合素質的提高以及創新能力的培養。那么，如何激發學生對于電工學實踐環節的興趣，有效提高實驗教學效率和學生的實踐能力，就成為該課程亟待解決的問題。
3 Multisim虛擬仿真實驗和實體實驗結合的教學模式
Multisim虛擬仿真實驗特點 現代計算機技術和虛擬技術的發展，使很多知識的學習開放化、自動化。Multisim
就是一款用于開發和仿真的軟件，不僅僅局限于各類電路的虛擬仿真，而且在LabVIEW虛擬儀器、單片機仿真等技術方面有許多創新和提高。Multisim計算機仿真與虛擬儀器技術（LabVIEW）可以方便地將抽象的理論知識用計算機仿真真實地再現出來，可以極大地提高學生的學習熱情和積極性，真正做到變被動學習為主動學習。Multisim虛擬仿真實驗具備以下特點[5]。
1）無局限性，隨時隨地可以使用。Multisim是虛擬仿真實驗平臺，實驗人員可以根據自己的要求做任意相關實驗，包括綜合性實驗、研究型實驗、設計型實驗等。同時，仿真實驗平臺僅僅是一個軟件平臺，對于學生來說，可以隨時隨地進行自己的實驗。這樣既可以滿足學生自由分配時間的需求，又可以發揮學生的主觀能動性，完成任何層次的實驗。
2）軟件調試方便，維護方便。電路本身就是由很多元器件和很多連線形成的，學生作為初學者，在做實驗的過程中難免會出現很多錯誤。在虛擬仿真實驗平臺上完成實驗時，學生可以隨時發現問題，隨時更改線路的連接形式，刪除或增加元器件、修改參數，調試過程中也可以根據調試結果隨時更改線路，最終得出最優方案，非常方便。
3）安全性好，不消耗實驗器材。實驗過程既是一個提高動手能力和實際操作能力的途徑，也是一個摸索的過程和練手的過程。學生作為初學者，在練的過程中提高自己的能力的同時，難免會出現這樣那樣的錯誤。而虛擬平臺對于這些錯誤會實時提示，并很明顯地標記出來，既能夠提示實驗人員正確操作方法，又不會出現儀器損毀的情況，對學生來說保證了安全性，對實驗室來說不會出現儀器損耗，大大減少了經費開支。
4）可以使用一些實驗室不常見的元件。一般情況下，實驗室平臺主要用于滿足學生的基本實驗，對于一些綜合性實驗或提高學生創新能力的設計型實驗來說，有一些不常用的元件就沒有，造成實驗的局限性。而虛擬平臺提供了非常完整的元件庫，能夠滿足各種類型的實驗需求，使實驗者靈活選用各種元件，使實驗得到一個最佳效果。
雖然Multisim虛擬仿真實驗具備很多實驗室硬件實驗所不能實現的優點，但單一的仿真實驗由于其電路中元件和操作環境的理想化，使學生對實際的操作認識不夠深刻，實際動手能力匱乏，容易導致在設計過程中與實物脫節，同樣不能達到從根本上提高實踐能力的目的。
Multisim虛擬仿真實驗與實體實驗并行的教學模式 現代科學技術和工業的發展是基本理論研究、應用研究和技術開發緊密結合的過程。這就要求學生在學習電工學課程基本理論知識的基礎上，能夠將其應用到實際設計過程中。眾所周知，實體實驗室的實驗臺都是針對課本中的一些比較重要的理論而開發的，非常有必要讓學生按照實驗要求動手去進行操作。但是實驗室實驗一般都是根據教材需求設置的一些常規性實驗，而為了提高學生的創新能力，在學習完整個課程之后，還應該做一些綜合性實驗，或針對某一個項目課題進行一些設計或仿真，常規實驗室對于這種需求將無法滿足。在這種情況下就需要采用Multisim軟件進行虛擬仿真實驗。因此，對于不同類型的實驗應該靈活地采用不同的方法進行，才能夠得到最佳的效果。
1）基礎實驗。戴維寧定理、單管放大、集成運放、編碼器、譯碼器等內容都是電工學課本中要求學生必須掌握的內容，這些內容的相關實驗，實驗室的實驗臺都很完善。對于這些實驗，可以先在課堂上用Multisim軟件進行虛擬仿真，然后將仿真過程以及仿真結果結合課堂理論教學，增進學生對于基本理論的掌握和理解，為下一步的實驗室實際操作打下堅實的理論基礎，再在實驗室平臺上進一步進行實操，使學生掌握常用的電子儀表、電子儀器的使用方法，并能夠按照實驗要求完成電路的搭建、實驗數據的讀取、實驗波形和曲線的結果分析等內容，從而使學生對于理論知識的掌握與實踐能力的提高都大大增強[6-7]。
2）綜合性、設計型實驗。對于整個電工學而言，可以將其分成三大部分內容，包括基本電路部分、模擬電路部分和數字電路部分。每學完一部分內容，可以布置相關內容的綜合性、設計型實驗，這些綜合性、設計型實驗應以總結對應部分內容以及提高學生設計能力為目的。由于實驗室實驗設備本身和實驗室開放情況等各方面的限制，對于這些綜合性、設計型實驗，在給出實驗目的和實驗內容的情況下，從確定設計思路，到一步一步搭起每個模塊的實驗電路，最后到搭起整個實驗電路，包括各個環節的驗證調試等過程，都在實驗室完成是不現實的。一方面，對于完成實驗的最佳設計思路，實驗臺不一定能夠提供所有可用的最優元器件;另一方面，直接在基本設計思路的指導下進行連線操作，必然會出現很多隱患，由于接線過程中線路復雜而出現錯誤接線，從而導致反復檢查修正，甚至出現燒毀電氣元件的情況，等等。同時，這種由多個模塊組成的綜合性實驗，所要求的時間和場地是具有連續性的，不能由于其他實驗而中斷。
那么，對于這些綜合性、設計型實驗，完全可以在實體實驗前用Multisim軟件進行虛擬仿真，既可以避免以上情況的產生，還可以讓學生靈活快速地根據仿真結果，優化自己的設計思路，最終找出最優設計方案。得到仿真結果后，再以實驗室實驗臺為基礎，有目的性地對于綜合性實驗的部分過程或整個實驗電路進行實操。
總之，將仿真實驗和實體實驗并行進入課堂教學與實驗教學過程中，才能使學生對于電工學課程的學習更加完善，才能加強學生的創造性思維方式的培養，才能更進一步促進學生動手實踐和創新能力的提高。課堂理論教學、仿真實驗和實體實驗三者相輔相成、缺一不可。
4 綜合實驗案例分析
下面以數字時間記錄儀仿真電路綜合性實驗為例，介紹實驗過程。
實驗目的：設計一個數字時間記錄儀。
實驗要求：要求數字時間記錄儀能夠完整、準確地顯示時、分、秒時間信息;要實現1 Hz的秒計數;同時實現校時功能。
首先，確定基本設計方案，并在Multisim環境下實現本實驗的基本過程。用六個數碼管完整地顯示時分秒信息;用一個由兩個十進制計數器串聯，加上必要的反饋置零電路組成的十二進制計數器來實現時的計時;用兩個由十進制和六進制的計數器串聯組成的六—十進制計數器分別實現分、秒的計時;同時實現校時功能，需要分別對時分秒的校時電路;要實現1 Hz的秒計數，可以由晶體振蕩器分頻后提供，也可以由555定時來產生脈沖，并分頻為1 Hz后提供;校時電路可以用單刀雙擲開關切換計數功能與校時功能來實現。該數字時間記錄儀將秒計數器的進位端連接到分計數器的時間記錄儀信號輸入端，將分計數器的輸出進位端連接到小時計數器的時間記錄儀信號輸入端，顯示數碼管連接到計數器的計數輸出端，校時電路與各計數器的正常時間記錄儀信號通過單刀雙擲開關選擇后，接到計數器的時間記錄儀端。完整的數字時間記錄儀仿真電路如圖1所示。
由于數字時間記錄儀電路比較復雜，因此將單個功能的實現分別做成子電路，然后直接把設計好的電路復制到子電路編輯窗口中，把需要與外界連接的引腳引出來，就可以直接與主電路其他部分連接，從而實現其功能。在圖1所示完整數字時間記錄儀仿真電路中，12（SC2）為十二進制計數器子電路，實現對于小時顯示的進位功能，其原電路如圖2所示;CLOCK（SC3）為分頻器子電路，實現將1 kHz信號分頻為1 Hz信號，其原電路如圖3所示;60（分）和60（秒）為兩個六—十進制計數器子電路，分別實現控制分和秒的顯示，其原電路為如圖4所示的74LS161構成的六—十進制計數器電路。
為了實現各個分功能的電路能夠有效地連接到一起，均需要將原電路設置成子電路的形式，然后放入總電路中實現連接。本文以六—十進制計數器原電路（圖4）和子電路（圖5）為例，介紹如何將原電路轉換成子電路形式，以便于實現總電路的連接。從圖4和圖5的比較可以看出，只要有了原電路，對應的子電路設計過程很簡單，只需要將設計好的功能電路復制到子電路編輯窗口中，把需要與外界連接的引腳引出來，就可以與主電路的其他部分相連接。用同樣的方法可以把分頻器原電路、十二進制計數器原電路也復制到子電路編輯窗口中，再把需要與外界連接的引腳引出來，接入主電路即可。文中只給出分頻器子電路、十二進制計數器原電路圖，如圖2和圖3所示，其子電路圖示不再重復繪制。
至此為止，完成Multisim數字時間記錄儀的虛擬仿真實驗電路的設計。在完成虛擬數字時間記錄儀的設計及仿真后，再根據實際情況選擇是否在實體實驗平臺上做整體實驗或者部分模塊實驗，就更可靠更方便了。
5 結語
在電工學傳統的實驗室實驗教學的基礎上，開展Multi-
sim虛擬仿真實驗與實體實驗并行的實驗教學模式，將理論設計與分析、實體實驗現實與交互式設計與仿真相結合，完善電工學現有的實驗教學體系，提高實驗教學水平和教學質量，同時激發學生的實驗創新能力和綜合素質，同時為實驗室教學模式提供一種新思路。在電工學實驗教學過程中，如何進一步改善和實踐虛擬仿真實驗與實體實驗相結合的教學方法，真正實現對于電工學實驗教學的最佳教學效果，進一步提高實驗教學質量，這無疑對整個電工學實驗教學質量的提高有著積極意義。
參考文獻
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仿真教學電工電子教學論文范文第3篇
摘 要：應用電子專業是我國近年來大力發展的一個多學科綜合專業，課程開設時間較短、涉及學科多、理論性和實踐性強，因此如何有效地改善教學效果，提高教學質量成為電子專業教學中迫切需要解決的問題。
關鍵詞：現代技術；應用電子；專業教學
信息技術是現代教育技術的基石和重要組成部分?！秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》中提出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視”；“強化信息技術應用。提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果”。信息技術與高校專業教學相結合，可以改進教學手段、創新教學方法、提高教學效率、增強教學效果。
應用電子專業是我國近年來大力發展的一個多學科綜合專業，主要研究半導體材料、器件與工藝和集成電路與系統的設計、制造和測試等理論和技術。應用電子專業教學由于課程開設時間較短、涉及學科多、理論性強，同時又與實踐結合緊密。因此如何有效地改善教學效果，提高教學質量成為電子專業教學中迫切需要解決的問題。將現代信息技術應用到電子專業的教學活動中，提高了學生學習的興趣和積極性，促進了教師與學生的互動，取得了很好的教學效果。
1現代技術在專業教學中的應用
多媒體信息技術在教學中的應用是指采用圖像、動畫、視頻等新穎的教學形式，將教學內容生動形象地展示給學生，使學生獲得直觀的感性認識。多媒體教學方式有助于學生對教學內容，特別是重難點內容的理解和吸收，是對傳統教學方式的突破和有益的補充。針對電子專業的特殊性和綜合性，我們在教學中采用多種多媒體表現方式，分別應用在以下幾個方面。
1.1幻燈片教學。多媒體輔助教學課件通常由多頁幻燈片組成。在幻燈片中可以插入各種對象如文字、圖片、圖形、表格、藝術字和聲音等，把抽象的、難以直接用語言表達的概念和理論以直觀的、易于接受的形式表現出來，有效地增強了教學效果。電子專業課程理論較多，信息量大，直接講授學生感到比較枯燥。使用幻燈片教學后，色彩豐富，圖形清楚，概念清晰，有助于把抽象概念形象化，復雜問題簡明化，調動學生的積極性，提高學習效率。
1.2動畫演示。電腦動畫的運用能夠進一步提升多媒體技術的作用和效果。動畫能夠將微電子專業課程中遇到的深奧的理論問題和復雜的內部機理，通過簡單的畫面動態地表示出來，從而使學生加快加深理解，有利于重點難點的掌握。另外，電腦動畫能夠逼真地再現微電子工藝流程的加工過程，可以模擬實際操作步驟，從而可以代替或輔助部分實踐教學。
1.3錄像放映。電子專業的實習單位往往是高投資、大規模、貴重設備云集的高科技公司。這些公司管理制度嚴格、專業程度高，對在校學生進企業實習有著很多限制，同學們經常只能去參觀工廠環境，遠眺機器的運作，甚至有些生產企業不對學生開放實習。這樣，教學得不到生產實踐的支持，使得理論與實踐嚴重脫節，降低了教學效果。而將企業內部的生產流程拍成錄像，或者購置相關內容的影像資料，通過多媒體放映給同學觀看，可以近距離地觀摩生產流程和設備運作、了解技術細節。采用這種方式進行教學，同學們紛紛反映大開眼界，受益匪淺，不僅對課程里所學的內容有了直觀的認識，而且了解到產業的前沿發展。
2虛擬仿真技術在專業教學中的應用
得益于計算機硬件的飛速進步和軟件技術的迅猛發展，虛擬仿真技術成為當前流行的新型教學手段。傳統的實驗教學手段，局限于實驗室購置的設備和儀器，特別是電子專業的實驗設備價格高昂、操作復雜、容易損傷，使同學很難得到上機鍛煉的機會。而使用基于虛擬仿真技術的教學方式，過程簡單靈活，交互方式多樣，結果直觀明了，既能培養學生的動手能力和分析、綜合能力，又能提高學習興趣，激發學生的創造性。
3網絡技術在專業教學中的應用
近年來網絡技術更加普及，也更加方便，特別是校園局域網的建設，提供了學生隨時隨地使用各種終端進行網絡學習的教育環境。這也促使我們把教學平臺從教室向網絡拓展，必然在一定程度上改變教學的形式和基本架構，帶來革命性的變化。
互聯網和校園局域網一方面可以作為信息資源庫，為電子專業課程教學提供教學教案、課件、習題等資源的下載和在線瀏覽；另一方面也可以作為師生課外互動的平臺，進行答疑、作業提交、通知發布等教學活動。這兩種方式也是目前電子教學中最主要的網絡應用手段。使用網絡教學有助于師生雙方的交流，教學信息的豐富，以及多元化教學等等。網絡教學的推廣和網絡教學平臺的建設，極大地推動了網絡技術在教學體系中的應用，將會成為現代教育技術的主流之一。
綜合運用信息技術的各種方法和手段，結合電子專業特點，更新教學觀念，加強教學實踐應用，能夠有效地提升教學效率和效果，培養出更優秀的符合社會需求的專業人才。
參考文獻：
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仿真教學電工電子教學論文范文第4篇
（湖北工業大學 電氣與電子工程學院通信工程系，湖北 武漢 430068）
摘 要：專業培養方案，直接決定了相應本科教學的內容，是高等教育中至關重要的一環。以湖北工業大學通信工程專業為例，介紹了培養方案各環節，展示了對各個環節的摸索與思考，旨在相互交流，共同完善專業培養方案。
關鍵詞：省屬高校；通信工程；培養方案；系統設計；課程體系
一、介紹
通信工程專業屬于工學中的電子信息類，關注的是通信過程中的信號傳輸和信息處理，該專業是一個基礎知識面寬、應用領域廣闊的綜合性專業。[1，2]
本專業市場大，社會需求多，要根據學生特點及學校發展定位明確人才培養定位及重點發展方向。在課程體系的構建上，從國家經濟社會發展對人才的實際需求出發，優化人才培養結構，合理安排學時。一方面，加強基礎教育，保證人文社會科學基礎、自然科學基礎以及各類學科基礎課的基本學時，體現人文精神與科學素養的結合，培養學生全面發展，重視學生適應能力與發展潛力的培養，確保教育質量。另一方面，堅持加強實踐教育，要確保實踐教學在人才培養的整個過程中發揮重要作用。形成體系嚴謹、模式合理的實驗教學體系；設置實踐教學內容先進、系統性和綜合性強的實驗課；推進人才培養與生產勞動和社會實踐相結合；探索各種形式的實踐活動，切實提高實踐教學的質量。另外，明確專業定位，突出專業特色。注重通信中的基礎理論與系統知識相結合，強調通信網絡體系，覆蓋通信技術各個方向，借助科研優勢，保證科研和教學互動，專業建設與通信信息行業保持同步發展，不斷適應通信行業人才需求的變化。[3-6]
湖北工業大學在2015年整體進入一類招生，生源狀況良好。目前，通信專業在崗教師19人，其中，教授3人，副教授5人。從學歷上看，博士13人，在讀博士4人，教師基本上是信息與通信工程或相關專業畢業。本專業依托湖北工業大學實習實訓中心、電工電子實驗中心、通信專業實驗室，已建成通信原理、數字信號處理、通信電子線路、交換、移動、光纖、微波、視頻、通信網、寬帶接入等10個通信專業實驗室等，信號與系統是校級精品課程，專業掛靠控制理論與工程招收通信與信息系統、信息與信號處理等方向的碩士研究生。已畢業本科生9屆600余人，碩士研究生60余人。多個本地重要通信類企業作為學生工程實訓的主要培養基地，學生參與生產實習和參觀實習，保證學生能夠全面加強通信技術的各種設計與實現環節，寬口徑培養學生的專業知識和工程實踐能力。另外，學生可以參與教師科研，加深學生對專業知識的理解。[7]
二、培養目標及實現路徑
本專業培養具有一定自然科學基礎和人文科學素養，具有堅實的通信理論和通信技術等方面的基礎理論和專門知識，受到較好的通信工程領域軟硬件開發、系統與網絡的設計與應用等方面實踐訓練，能在信息工程、通信工程和電子工程等ICT領域及相關領域從事項目開發、工程設計、產品制造、技術開發及工程技術管理等工作的高素質應用型人才。[8-16]
湖北工業大學通信工程專業目前實行的是“大類招生，專業分流”，具體而言，學生入校時按電氣類招生，大一、大二時大類培養，是以基礎課和專業基礎課學習為主的階段，大二結束后進行專業分流，二年級暑期短學期和三年級秋冬學期為以專業基礎課和模塊課程學習為主的階段。提供給學生自主選擇的專業有電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、通信工程、電子科學技術5個本科專業。
通信工程專業學生在專業知識方面，應掌握電子電路的基本理論和實踐技術，掌握信息的產生、傳輸、變換和處理的基本理論和技術，了解電子系統和信息系統的基本理論。通信工程專業學生能力應包括學習能力、協作能力、應用能力和創新能力。在專業應用能力方面，應具有使用計算機進行輔助設計、圖形文字處理、數值計算和查閱資料的能力；具備分析和設計電子設備的基本能力；具有研究、開發新系統、新技術的初步能力；具有一定的科學研究能力，具有在工程中考慮經濟、社會、法律、政策等方面問題的工程綜合能力。
通識課程和大類課程體系，開設了充分的數理科學、人文科學和工程科學等方面的課程，培養學生具備較高的綜合素質和工程素養。通過對專業知識體系，特別是核心專業知識體系進行了全面的梳理，建立新的專業核心課程體系，新的專業核心課程體系體現了少而精，注重工程應用與設計，同時與時俱進等特點。學生可以根據興趣和今后職業發展需要，靈活地選擇專業課程學習，提倡學生自主學習。著眼提高學生專業知識的應用能力和設計能力，改革現有的實驗設計課程，基于CDIO模式開設綜合性強、設計性強的實踐環節，主要包括通信網與交換、信息處理與多媒體技術類實驗設計課程。而學生企業學習計劃分為三個環節：參加與企業合作開設的校內課程學習，培育學生的工程意識；參與校企合作建立的暑期實踐計劃，鍛煉學生的實踐能力；直接到企業實習，增強學生的工程意識、培養學生的工程能力。[17，18]
三、課程體系及邏輯關系圖
本專業主要課程有：電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、單片微型機原理及應用、電磁場與電磁波、數字信號處理、信息論與編碼、通信電子線路、通信原理、現代通信網基礎、現代交換原理、計算機網絡、移動通信、光纖通信、數字語音處理、數字圖像處理、數字視頻技術、計算機仿真、寬帶接入技術、大數據技術、物聯網基礎、通信新技術講座等[7]。
在圖1課程體系及邏輯關系圖中，課程體系按照思政序列、語言序列、計算機序列、數理序列、專業課序列、軍體及專業實踐序列歸類。該圖比較清楚地顯示了所在學校該專業的層次及銜接關系。課程名后數字為對應學分，斜體字對應課程為選修課，所列選修課，一方面是依據前面幾屆實際選修，然后是加入新時期熱點課程，如大數據技術、博弈論、物聯網基礎等，以響應學生需求。
在表1本專業各類教學環節學分與學時分配表中，按照通常劃分的方式下，顯示了各類別中相關課程的學分學時，及各學期學分的分布，該表參照工程教育認證進行了整理。另外，在國內高校壓縮學分的大趨勢下，我校本專業的校內學分為170，校外學分5，專業總學分為175。
在如表2教學進程表中，列出了在校期間各學期各類教學進程情況，該表表明了各教學周教學類型的安排情況。
符號說明：☆入學教育、畢業教育△軍事訓練□理論教學：考試●金工實習⊙電子實習？郄電子設計CAD實踐Φ實訓◎生產、認識實習◇學年論文#測量實習○畢業實習//課程設計/畢業設計¤綜合實驗﹡素質拓展教育×機動=寒暑假。
四、專業核心課程
本專業核心課程有數字信號處理、信息論與編碼、通信電子線路、通信原理、現代通信網基礎[7]。
《數字信號處理》是信息與通信工程專業的學科基礎課，主要學習數字信號處理的基本理論和基本分析方法，通過本課程的學習，在離散信號與系統、離散傅立葉變換及其快速算法（FFT）和數字濾波器設計方法等方面有較強的分析、設計能力，掌握用數字方法處理確定性信號的原理、通用技術及一般方法，為隨機信號、多維信號的分析和處理方法打好堅實理論基礎，了解數字信號處理的實現及應用領域。
《信息論與編碼》是電子信息與通信工程等相關專業重要的專業基礎課，為專業必修課，其應用非常廣泛。它是在學習了概率論與隨機過程、信號與系統的基礎上，以通信系統為研究對象，主要介紹信息的定義、信息論的起源、發展及研究內容；香農信息論的三個基本概念，即信源熵、信道容量和信息率失真函數，以及與這三個概念相對應的三個編碼定理；信源編碼和信道編碼的基本方法等內容，為后期開設的專業課程打下堅實的基礎。
《通信電子線路》屬于專業基礎課，內容涵蓋了通信專業及其他相近專業學生從事相關工作所需的基礎性內容，是學習后續專業課程《通信原理》、《光纖通信》等課程的基礎。
《通信原理》是電子與通信類專業的一門重要的專業基礎課程，系統性、理論性強。通信原理的前置課程是信號與系統。該課程的任務是研究怎樣用數學的方法分析、設計通信系統和模塊。學習本課程的目的是使學生掌握通信系統的基本原理、方法和基本技術以及各種通信系統的抗噪音性能分析和計算，為以后學習更高級的信息與通信課程，研究設計新的通信系統和掌握通信系統的發展方向奠定必要的基礎。該課程采用“理論+通信系統仿真實踐+實驗+課程設計”四維一體的教學模式，在講清楚通信系統的基本理論和基本技術后，通過系統仿真實踐對通信系統的各個模塊在通信系統的作用和技術指標有比較初步的認識，再通過硬件實驗對仿真模塊進一步驗證。上述教學環節完成后，須按要求獨立設計一個完整的通信系統。
《現代通信網基礎》是電子信息與通信工程等相關專業的一門重要的專業必修課。它是在學習了概率論與隨機過程、通信原理、數字信號處理的基礎上，以現代通信網絡為研究對象，介紹通信網絡的基本原理。主要內容包括通信網絡概論及數學基礎、端到端的傳輸協議、網絡時延分析、多址技術、路由算法、流量和擁塞控制、網絡結構設計等內容。使學生能掌握有關現代通信網的基本原理，初步掌握圖論、排隊論，并理解現代網絡的性能分析方法。
五、結束語
文章較詳細的展示了省屬高校湖北工業大學通信工程專業培養方案的摸索設計主要環節，意圖是拋磚引玉，改進優化該專業教學管理的培養方案設計，使師生受益，促進專業發展。
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仿真教學電工電子教學論文范文第5篇
摘 要：在中職儀器分析實訓教學中應用虛擬仿真教學模式，能夠有效提高儀器分析實訓教學的質量和學生的技能水平，提升教師的綜合素質，解決實訓項目教學中的困擾，推動教學改革的發展。
關鍵詞：中職教學;虛擬仿真;實訓教學;儀器分析;應用效果
當前，儀器分析實訓教學存在儀器設備大型、貴重、人多機少的問題，使得學生沒有充足的實訓學習條件進行反復練習，只能通過教師的演示操作和講解來學習，很難掌握技能操作要點。為此，教師可嘗試利用信息化教學資源，將虛擬仿真技術應用到日常實訓教學中，構建虛實結合的教學模式。根據遼寧省政府關于推進職業教育信息化建設的要求，筆者所在學校作為項目牽頭學校開展了儀器分析虛擬仿真教學。教學實踐證明，虛擬仿真教學能夠有效提高儀器分析實訓教學質量，以及學生的技能水平?，F結合實際，對虛擬仿真技術在儀器分析實訓教學中的作用和成效進行簡要評述。
一、提高教學質量和學生的技能水平
虛擬仿真實訓可以實現每人一臺虛擬設備，可以讓學生根據自己的能力隨時調整虛擬仿真學習的進度和內容。這樣，不僅能營造自主學習的良好氛圍，提高學生的學習興趣，而且能明顯提升教學質量。與傳統的實物實訓教學相比，虛擬仿真實訓的教學課時明顯減少，并大大降低了原料消耗，節省了設備維護的人力和物力。
二、提升教師的綜合素質
虛擬仿真實訓與實物實訓相結合的方法，對教師的實踐能力和信息化技術應用能力提出了更高的要求。在這種模式下，學校需聘請計算機教師對專業教師進行培訓，以提高專業教師的信息技術應用能力。同時，虛擬實訓教學方面的骨干教師，需要結合虛擬仿真教學軟件的各項教學內容對專業教師進行定期培訓。這樣，全體專業教師就能熟練掌握虛擬仿真實訓項目的操作步驟和技術技能，不斷提升自身的綜合素質。
三、解決實訓項目教學中的困擾
（1）節約了實訓成本。在虛擬仿真實訓模式下，學生操作的是虛擬設備，所有實訓項目均可在一臺電腦上完成，投資成本遠低于實物實訓。而且在設備損耗、維護保養方面，虛擬實訓的投入也比實物實訓明顯減少。經過虛擬仿真實訓學習的學生，在進行實物實訓時掌握得會更快一些，不需要像以前那樣進行多次練習，就能達到理想的實驗效果。這些，都使得實驗消耗大大減少。（2）增加了安全系數。利用電腦仿真技術進行虛擬實訓，能避免學生剛開始學習時由操作不熟練導致的安全問題出現，大大增加了實訓的安全系數。而且，虛擬實訓設備不會因為學習者的誤操作而損壞。（3）解決了實訓教學中的觀察難題。通過虛擬仿真技術，學生可以清晰直觀地理解實驗原理，明確實驗事項和了解儀器構造，尤其是了解整個實驗的動態過程和儀器內部的精細結構。這在實物實訓中是很難實現的?？梢?，虛擬實訓教學更有利于學生對某些關鍵技能點的觀察和掌握。
四、推動教學改革的發展
（1）打破了學科本位體系。虛擬實訓教學軟件的研制開發融入了職業能力訓練的要素，它從外部打破了以學科為本位的課程開發體系的弊端，在知識和能力的搭配上有所突破，將不同的知識、技能要求通過優化組合形成新的結構，構建了整個專業的虛擬實訓平臺，更注重實際工作能力的培養。因此，對于學校來說，虛擬實訓教學既便于施教，又能縮短畢業生的職業適應期。（2）引導了實踐教學評價的變革。為了讓學生在虛擬實訓軟件教學中掌握崗位所需各項實際能力，實驗教學安排應該是開放式的。即學生可以根據本人掌握技能的具體情況，選擇實驗的時間和次數，不受實驗儀器和實驗試劑的約束。在評價實踐教學結果時，教師主要看學生是否能達到能力標準，而不是看學生是否做過實驗，做了多少次實驗。（3）促進了學分制改革的進程。因為虛擬實訓軟件可以使學生根據自己的需要進行實驗，對于自己不熟悉的實訓項目可以到計算機房進行反復的虛擬實訓，再進行實驗項目的實際操作，所以實驗技能水平較高的學生可以先到實驗室進行實驗項目的考核，完成相應的實驗學分，不受實驗儀器的限制。這適應了學生的個體差異，使學分制改革更有實際意義。（4）加強了校企合作。筆者所在學校正進行企業化工技術人員的培訓，在軟件使用過程中，學校將信息項目內容應用到企業員工培訓中，大大提高了培訓效果，使過去用半個月時間完成的內容現在只需一周，而且員工的學習熱情非常高，培訓人員數量是過去同時期的兩倍，而且技能水平掌握情況也好于往年，得到了企業的高度評價。
總之，虛擬仿真技術的應用，已成為實訓教學重要的組成部分和提高教學質量的重要手段。讓學生每人操作一臺虛擬實訓設備，反復訓練合格后再進行實物實訓，這樣教學質量的提升非常明顯。將虛擬仿真技術與實訓教學相結合，極大加快了教育現代化的進程，提高了實訓教學的水平和質量，對實訓教學本身的發展也有著非常重要的理論和現實意義。同時，教師應認識到無論仿真實驗多么“真實”，都不能取代真實的實驗，一方面不能忽視實物實訓教學，另一方面要注重以虛擬仿真技術來提高學生真實情景下的實驗技能。
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仿真教學電工電子教學論文范文第6篇
摘 要：該文探討依據“系統建模與仿真”課程的自身特點，結合卓越工程師教育培養計劃，以培養學生的理論融合能力，技術表現能力和技術創新能力為改革思路，對“系統建模與仿真”課程的教學內容及教學模式進行探索與改革。具體地，考慮利用現有的實驗室資源，以MATLAB/SIMULINK交互式仿真集成環境為平臺，增加系統建模與系統仿真兩部分內容的交叉/交互教學，引導學生在模型數理、仿真算法及實驗技術三者間的關聯性思維方式的形成，培養學生的基于教學內容的實踐動手能力，使得通過在課程教學過程中融入的工程案例的教學，更好地成為卓越工程師教育培養計劃實施的有效途徑。
關鍵詞：卓越工程師教育培養計劃 系統建模 系統仿真 MATLAB/SIMULINK
1 教學現狀分析
自2010年起，為了貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》，教育部正式提出了“卓越工程師教育培養計劃”。該計劃旨在為現實和未來各行各業培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的各種類型的優秀工程師后備軍。該計劃以及相關同類型的計劃實施要求有關高校要轉變辦學理念、調整人才培養目標定位以及改革人才培養模式，強化培養學生的自主學習能力、創新意識和探索未知領域的興趣，提高學生解決工程實際問題的綜合能力。作為高校教師而言，在計劃的理解與實施中就應當從課程內容、教學手段等入手進行改革，從而培養學生的創新和實踐能力。
現行的國內各類各級高等院校開設的“系統建模與仿真”課程一般都包括系統建模與系統仿真兩個基本的教學單元[2-3]。系統建模與系統仿真各自的大部分教學內容之間具有很密切的理論概念關聯性和技術邏輯上的不可分性，這些特點使得兩者的教學過程有必然聯系。但兩者又有各自所關注的問題，這使得兩方面的教學方法與教學模式必然有一定區別?？梢哉f，系統建模更關注問題的數理特性的理論表達，從而其結果表現得較為概念化、抽象化、數學公式化；與此相對，系統仿真則更關注解決所關心問題對應的理論結果的數值校驗及其效果表示，從而表現得較為技術化、具象化、圖表化。因此，授課教師如何有機地將二者結合起來，主動利用各自特性，將非常有助于該課程的教學。
特別地，對自動化專業的學生而言，在專業性工作中涉及的實際工程控制系統，往往需要依據性能指標要求設計控制器或對原有控制器進行校正。系統建模與仿真作為特殊的實踐性科研步驟，為工程類控制系統的分析、計算、研究和控制器的綜合設計提供了快速、經濟、科學及有效的手段，它已成為現代工程技術人員應該掌握的基本技能之一。因此，在“系統建模與仿真”課程中做好理論傳授和實踐能力培養這兩個環節變得尤為重要。
在系統仿真技術的發展中，MATLAB /SIMULINK作為一種有效的綜合計算仿真軟件，得到了越來越廣泛的應用。本課程改革計劃在“系統建模與仿真”課程教學過程中，以MATLAB/SIMULINK交互式仿真集成環境為平臺，結合多種教學方法，通過對具體問題的分析、設計與仿真實驗研究，提高學生獨立分析問題，解決問題以及技術表現的能力。
基于上述認識與理解，結合“卓越工程師教育培養計劃”的主旨[1，4]，通過強化系統仿真在整個課程中的地位與作用，有利于實現計劃所期待的高水平工程類人才的培養。本文正是依據這樣的想法提出面向卓越工程師培養計劃的，具有交互教學過程的教改方案，以期完善和提高“系統建模與仿真”課程的教學效果。
2 教學內容的調整與安排上的考慮
目前的“系統建模與仿真”課程，在教學過程中分別就建模與仿真兩個方面的問題進行講授。建模部分通常注重傳授控制系統的數學模型類型、系統的建模方法步驟以及典型控制系統的建模，相關的模型簡化處理方法等。在仿真部分則側重于基本數學運算的算法理論和算法流程實現等。我們從教學實踐中得到的感性認識是，這種教學模式下學生通常對兩部分的相關理論知識掌握得較好，而兩部分之間的概念/操作對應，理論/實際（指仿真程序或實驗組件）關聯能力沒有得到培養，少有達到教學預期效果的。
應當指出的是，系統建模與仿真的課程教學不僅需要學生掌握該技術本身的基本理論與方法，更要使之成為自動控制理論、計算機控制、課程設計和畢業設計等后續課程的學習和實踐中驗證或判斷理論結論正確性、有效性的數值檢驗工具。換而言之，系統建模與仿真的教學需要特別注重理論與實踐關聯性等內容的教學環節，培養學生形成獨立地、創造性地的思維能力和工作能力。另一方面，由于課程改革壓縮了MATLAB導論課程的課時，使得學生在學習MATLAB的過程中有可能不能充分地學習SIMULINK交互式仿真集成環境。因此，有必要在系統建模與仿真的仿真教學部分精準而深入地介紹基于MATLAB/SIMULINK的控制系統模型搭建方法。
3 教學方法改革的若干討論
3.1 以仿真實驗問題探究為出發點的系統建模教學法
該提法的本質是問題探究型教學法的確立。為調動學生的學習參與性和積極性，在教學過程中可以以探究解決實際問題為出發點，動員學生主動探求學習，實現系統建模與仿真的交叉教學。即教師依據所教授的系統建模理論知識和教學內容要點，給出相對應的仿真實驗課題讓學生先行進行分組探討，而后參與教師主導的實驗仿真，并由學生對完成情況進行觀察說明，歸納總結對所觀察對象建模的必要性，著眼點乃至建模的基本步驟?，F有的“系統建模與仿真”課程中的系統建模部分的教學過程僅僅包含課堂教學部分，因此，在此次教學改革中，將融合仿真實驗教學部分的交叉，讓學生走進實驗室，觀察具體的控制系統，并在計算機上進行仿真控制，然后走出實驗室，歸納實驗室工作感受，體會系統模型數理對系統仿真結果理解的意義與價值，推斷出系統建模具有工程實踐基礎意義的理論本質。這樣既能使教師在系統建模的教學中更好的了解教學效果，調整教學內容，改善教學方法；又能引起學生的學習興趣，加強學生對授課內容的理論與技術雙面性的深刻理解；更能培養學生自主學習、自主分析解決問題的能力。這種課堂與實驗室教學相結合的方法，不僅為學生提供了自主發展的空間，也提供了培養創新性思維的機會。
3.2 基于案例的系統建模與系統仿真的交叉/交互教學法
案例教學法是各類工程技術學科在教學實踐過程中常用而行之有效的教學方法之一。該教學法的基本做法是，教師通常會在教學過程中選取一些與學生專業方向相關的內容作為案例，如果案例有很恰當的工程形象性和技術實際意義，如此的教學活動將非常吸引學生的關注力，這樣不僅可以簡單地激發學生的學習興趣，更可以促進學生自啟性地進一步探究與了解本專業知識。卓越工程師教育培養計劃要求培養出來的“卓越工程師們”除了具有良好的理論素養外，更需要具有自我推動下運用專業知識研究、解決各種工程實踐問題的實際動手能力和創新思維能力。因此，在“系統建模與仿真”課程的教學過程中，應結合實際案例的講解展開，有針對性地將建模過程和仿真方法之間的交互作用與影響導入教學過程中，用教學過程本身的進展詮釋系統建模與系統仿真的本質。
例如，在擬定的教學活動中我們考慮以如圖1所示的單級行車倒立擺系統為案例，圍繞行車倒立擺系統的建模與仿真方法，完成本節標題意義的教學改革。單級行車倒立擺系統的形象直觀，結構簡單，構件組成參數和形狀易于測量和改變，所加控制律的控制效果可以通過其擺桿運動平衡態數理特征的穩定性/收斂性等直觀地體現，也可以通過擺桿角度、小車位移和穩態時間等的物理特性的度量來刻畫，其作為控制系統的仿真實驗平臺校驗效果的直觀性、客觀性已經得到普遍認可。
在系統建模與仿真的交互教學過程中，在進行到連續型動態學系統建模示例說明時，其中的一個案例即選定為單級行車倒立擺。具體步驟如下（圖1）。
（1）（仿真實驗教學）組織學生進入實驗室做觀摩型教學，使學生接觸和認識固高科技有限公司的單級倒立擺實驗平臺（GLIP2001）及其相關設備，教師簡要介紹倒立擺的工程對象由來，倒立擺系統的常用控制方法等，然后讓學生觀察基于雙閉環PID控制作用下的倒立擺控制系統的擺桿垂直平衡控制問題的實驗過程。
（2）（建模課堂教學）基于實驗過程觀察與實驗結果向學生提問，該系統的運動平衡控制問題中的物理特征與目標是什么，該物理特征和目標的數學意義是什么，相應數學意義如何利用物理定律公式化表現，進而逆溯出對行車倒立擺系統實施控制的建模必要性問題。
（3）（建模課堂教學）在接下來的建模教學中，基于實驗案例的運動學物理定理定律，建立出案例系統的一次理論模型，分析該模型所具有的數學模型基本特征（如線性/非線性，時變/時不變，平衡點/穩定性等），討論數學模型理論特征與實驗觀察結果的運動學物理意義的一致性，完善學生對所建數學模型工程技術價值與作用的理解。
（4）（仿真實驗教學）基于行車倒立擺系統的一次理論模型，由學生在MATLAB/SIMULINK平臺上搭建以一次理論模型定義的仿真模型，通過仿真模型微分方程數值求解反演單級倒立擺控制系統的擺桿運動的平衡態鄰域內的動態過程，并由此判斷所建一次理論模型的數值有效性，即模型的數值特性與運動學特性是否相互吻合。通過這一環節，讓學生理解系統仿真是系統建模合理性的檢驗手段之一。
（5）（建模課堂教學）在課堂教學中討論基于一次理論模型進行控制器設計的問題，提出通過簡化、變形、變換等將一次模型轉換為更便于控制器設計理論工具展開的二次理論模型的思想，提示一次理論模型后處理的必要性和現實性，介紹實現建模后處理的主要基本技術，如線性化、模型降階、平均化近似等。
（6）（仿真實驗教學）要求學生借助MATLAB/SIMULINK實驗平臺，自主實現基于既成的雙閉環PID控制作用下倒立擺系統的擺桿垂直平衡控制的數字仿真實驗，由教師講解控制器設計的二次理論模型背景，使學生體會簡化控制器設計的二次模型建立的必要性和優勢。
（7）（建模與仿真融合教學環節）對想進一步探究建模與仿真相互關系的同學，建議其建立各種意義下的二次理論模型并基于此模型自主進行雙閉環PID控制器參數調整，觀察對倒立擺系統平衡控制效果的影響。
4 結語
該文圍繞卓越工程師培養計劃的主旨培養目標，即為未來各行各業培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的各種類型的優秀工程師后備軍，嘗試以“系統建模與仿真”課程為培養平臺，通過調整教學內容，結合多種交互式教學方法，致力于培養學生的學術理論的融會貫通能力，技術創新思維能力和實踐動手能力。
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