虚拟仿真在电子类实验教学中的应用探讨ISSN1672-4305CN12—1352/N实验室科学第18卷第3期2015年6月V01.18No.3Jun・2015LABORATORYSCIENCE张红宾，赵二刚，张颖（南开大学电子信息与光学工程学院，天津300071）摘要：在电子类实验教学中引入虚拟仿真技术是实验教学发展的方向。阐释了虚拟仿真技术的概念和优势，并以虚拟仿真实验教学平台在模拟电子技术实验中的应用为例，介绍了虚拟仿真技术在实验课程中的应用。虚拟仿真技术具冇开放、灵活的特点能够将理论和实践冇机的结合，大大提高了实验的效率和效果，是实验教学改革发展的方向。关键词：虚拟仿真；电子类实验教学；教学改革中图分类号：TP39；TN71文献标识码：Adoi：10.3969/j・issn・1672—4305・2015.03.013ExploringtheapplicationofvirtualsimulationinZHANGHong—bigang,ZHANexperimentteachingofelectroni(Collentching.ThlaincInformaticalEngineeri071,China)t:Themencongeotrodechno1ogy.Vichnologywhichhasthecharacteristeexperiments,eveopen,flexibleandcombinethetheoryandpractice,greaiciencyandeffectionoftheformctronicexngreform实验、实践环节是电子类专业教学内容的重要限公司）提出来的，它的核心思想是“软件就是仪器”即通过软件实现仪器的功能。利用1abv1EW编组成部分。科技的进步为实验教学提供了新的技术手段。强化实验教学，深入推进实验教学改革，创新实验教学方法，将实验教学与信息技术深度融合是写虚拟的仪器面板，结合各种数据采集设备和硬件仿真平台搭建不同的仿真系统。仿真是利用模型进电子类实验教学的发展方向。虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，将先进的软件和模块化的硬件相结合，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，能够更好的行的实验，利用仿真软件等系统工具的模拟功能对电路环境和电路过程进行模拟，达到与真实实验相一致的目的HJ。虚拟仿真技术的核心是“虚实结合”，“只实不虚”或者“只虚不实”都无法将理论和将理论和实践相结合，激发学生的兴趣，深化学生对实验的理解…。2Jo在电子类实验教学中引入虚拟仿真实验，适应教学改革的要求和卓越工程师的培养B标。1实际相结合，达到实验教学的最佳效果。采用虚拟仿真的实验平台同传统的以实验箱或实验台为主的实验教学模式相比具有以下优势5—6o：（1）节约成本，扩展实验教学的时间和空间。虚拟仿真技术的概念和优势虚拟仿真技术在电子类实验教学上的应用主要传统的实验教学模式需耍各种仪器设备，一方面增加了成本，另一方面也限制实验过程必须在实验室完成。采用虚拟仿真技术只要有安装了仿真软件的包括两方面：虚拟仪器技术和仿真旧J。虚拟仪器的概念是由NI（Nationa1Tnstruments,美国国家仪器冇计算机，就可以在任何地点对电路进行仿真，同时借万方数据助于便携式的硬件设备和虚拟仪器也可以对仿真结果进行验证。（2）理论和实际更好结合，激发学生兴趣。虚拟仿真实验平台能够实现“虚实结合”，既深化了学生对理论的理解，同时也锻炼了学生的动手实践能45图，如图1所示。在测量滤波器的幅频特性曲线时，由于实验条件限制，大部分的实验室没有配置频谱分析仪，通常的做法是固定输入信号的幅度，选取参考的频率点改变信号的频率，测量对应的输出信号幅度，最终根据测量结果再绘出幅频特性曲线。这种测试方法不仅浪费吋间，而且受参考频率个数的限制，绘出的曲线不够准确，不利于学生对滤波器的正确理解，同时二阶有源低通滤波器的幅频特性曲力。将实验以直观和形象的形式向学生展现，提高了学生的学习兴趣。（3）实验平台的统一性和可复用性。基于同一个平台不仅可完成多门课程实验，而且能提供面向设计、原型、发布应用的统一平台，可以完成从原型设计到系统部署之间的所有工作，从而将教学与科研、理论知识与实际工业应用无缝衔接。（4）实验内容的灵活性和创新性。不同于实验线受Q值的影响，不同的Q值对应不同的曲线形状I口。9J,当电路参数改变时需要做重复性的工作，极大浪费时间。利用仿真软件和虚拟仪器能够冇效的解决这个问题，使学生更形象的观察到幅频特性曲线。整...