文档介绍：电工电子实验教学虚拟化、网络化
的探讨与实践
北京工业大学电工电子实验教学中心
007年12月2日
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第三部分实验教学虚拟化、网络化的探讨与实践
,跟上电气信息类技术的发展,实现以
教师为主导、学生为主体的科学化管理,真正做到实验室的
开放,实验教学系统的虚拟化、网络化是先进教学体系建设
的重要条件之一。
2 .随着电子信息和计算机技术的发展,除了实验教学内容
更新之外,新的实验方法和手段在不断出现,将最新的技
术、方法和手段展现给学生,也是培养创新型人才的途径之
一。
例如电子类实验,首先回顾一下传统的模拟电子电路教
学方法和实验教学内容:
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实验内容实验手段实验设备
上世晶体管逐步取代沿用了电子管电路的笨重的电子管示
纪60 电子管。焊片支架方式搭接电波器、信号源和
年代分离元器件的基路。阻容元件体积毫伏表。
末期本放大电路实验。大,卧式安装。指针式万用表。
70年以锗材料晶体二级绝缘板上打孔、铆钉开始有晶体管图
代末管、三极管为主的加焊片,搭接和调试示仪,
电子电路。试验电路。开始有敷
铜板和印刷电路板。
80年硅平面晶体管为出现面包板插接实验电子管仪器设备
代起主。但大部分教材电路,元器件开始面逐步被小型的晶
还是以锗管为例讲向低电压、小功率, 体管仪器取代。
授。小型化,便于直立安数字式万用表。
插。
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90年 MOS场效应管和早期的网孔板、实验箱上进由晶体管和专用
代运算放大器,如F007、行,TANGO、集成电路构成的
UA741一类的电路实 PSPECE计算机辅助测量仪器、个人
验。分析设计软件计算机。
90年 MOS集成电路,新一代 WORKBENCH一类实验箱、多媒体
MOS集成运放。计算机仿真软件,自计算机、程控仪
代末上而下的设计方式。器。
2000 各种专用模拟集成电集分析、设计、仿真数字示波器、DDS
路,可编程的模拟集成直至生成PCB板的各信号发生器、专用实
年以电路。种综合设计软件的使验设备,虚拟仪器,
网络仪器,网络实
来注重了EDA技术。用。验。
目前增加数模混合器件,与以仿真设计开始,直至生现代的设计软件
数字电路设计共同考成PCB板,设计结果的和先进的虚拟、
和今虑。实际制作与测试,程控自程控测试设备。
动测试结果直接进入计算
后高频、射频器件。强调机,完成分析、显示、评并利用网络技术
计算机测试与软件仿真估和数据管理等功能。实现信息共享。
相结合。
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,培养了学生动手能力,但
存在着技术手段陈旧、学****效率不高、教师管理不便等问
题。
单纯的电路仿真设计软件,对学生的实践训练来说,有真
实感不强的问题。实验手段要不断更新,应该做到:
软件的虚拟仿真与实际硬件电路的设计制作测试相结合;
固定时间固定位置的单机实验与不受时空限制的网络化实
验相结合。
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。
现代电子技术中,随着设计与制造自动化程度的提高,人
工的直接干预越来越少,但是产品的测试、诊断和性能评
价显得越发重要。高效、准确的特性分析与测试,将成为
电子工程师们要掌握的重要技能。
我们的电子实验教学中强调的还是原理性验证和设计,没
有及时偏重电路中的测试、诊断和特性分析技能训练。
实验教学中,目前来看数字电子技术的EDA教学状况好于
模拟电子技术。
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。利用程控
仪器、虚拟仪器和计算机技术进行电路特性的自动分析测
试、加上在网络上的实验仿真,为学生提供了现代的电路分
析与测试手段。
随着测试技术的数字化和自动化,虚拟仪器在许多领域中逐
步取代了传统仪器。特别是在高校的电路实验教学工作中,
以计算机和虚拟仪器构建的集成化测试平台,具有多台仪器
的功能,不但提高设备利用率,满足实验教学需要,也有利
于实验教学管理现代化,直接降低教学成本。
目前,虚拟仪器在实验室的应用范围正在日益扩大,例如建
立数据采集和数据分析系统,自动测试和自动控制系统等。
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