5 无锡市教师教研专项课题——中职电类虚拟实验的开发与教法研究.doc

附件1期 数编 号无锡市教师教研专项课题申报、评审书课题名称： 中职电类虚拟实验的开发与教法研究 课题主持人： 陈 俭 所在单位： 江苏省江阴职业技术教育中心校 申报日期： 2008年11月5日 无锡市教育研究中心制一、课题研究者基本信息主持人姓名陈俭性 别男出生年月1973年6月何级学科教学荣誉称号江阴市电工电子教学能手专业技术职称中学一级最后学历本科最后学位学士工作单位江阴职业技术教育中心校联系电话（必填）86105608（单位讯地址江阴市人民西路532号邮政编码214433电子邮箱主 要 合 作 者姓 名单 位职 称在课题中的分工蒋丽华江阴职业技术教育中心校中学一级程序编制殷山明江阴职业技术教育中心校中学高级教学案例研究主持人发表或出版的主要论文或论著论 文 或 论 著 名 称出 版 部 门 及 发 表 时 间编著中等职业教育规划教材电子线路国防科技大学出版社2006年7月浅谈职业学校的课题式教学中国教育学会二届二次年会二等奖 2003年9月当前中等职业教育中“唯科学主义”误区刍议江苏教育学会2005年论文二等奖以人为本：单片机的教学改革探索江阴教育学会2002年论文二等奖基于虚拟实验中等职业学校教学设备的应用研究南京理工大学 2007年12月中职“虚拟实验”教学利弊谈江阴市教师专项课题二等奖 2008年10月二、课题设计论证1、核心概念及课题界定（1）核心概念：虚拟实验开发。（2）课题的界定：在职业教育中，实验占有很重要的地位。传统的实验使用的是看得见、摸得着的实物仪器，让无数学生体会到了实验的乐趣，同时也提高了他们的独立操作能力、科学思维能力和灵活性。但传统实验不能完全满足教学中实验的要求，购买仪器的经费问题和出于安全方面的考虑，一些实验无从在学校开展。而某些抽象的实验更是无从开展。虚拟实验是在传统实验的基础上，利用先进的计算机技术、多媒体技术等相关的技术，将现实实验中的各种实验资源虚拟，并通过计算机进行实验教学管理的实验过程。本次研究的课题是为中等职业学校学生开发出一系列直观、易用的虚拟实验，并对虚拟实验教学进行教法研究。2、选题的实践意义及本课题研究现状评述（1）本课题研究现状实验教学在中等职业学校教育中占有非常重要的地位，是提高学生动手能力、培养创造能力和综合素质的一个有效的手段，很多学科都是以实验课程为基础的，缺少了实验的支持，技术性的教学和科研活动就无法进行。学生只有通过足够的验证型实验和一定数量的综合设计型实验才能加深理解和掌握所学的理论知识和应用技术，也只有通过实验，才能将理论与实践很好地结合起来。传统的实验是资源高度密集的实验系统，具有实验设备资金投入量大、实验体系的完善和实验教学的实施所需人力物力投入量大的特点。而虚拟实验主要依赖于软件，使实验室的维护费用和工作量也大大降低，弥补了传统实验室这些方面的不足。利用网络实现资源共享，可避免了仪器重复添置和资源浪费，提高学生的学习效果。作为新出现的实验模式，虚拟实验的理论远未成熟。目前国外还未见大规模成功应用的实例，也未形成国际通用的标准；而国内出现的虚拟实验室都或多或少地存在着通用性较差、灵活性不强、交互性差的问题。因此，研究和开发通用性强、交互性能好、灵活性强的虚拟实验软件具有相当的理论价值和实际应用价值。（2）实践意义本课题针对目前中等职业学校中的实验资源紧张这一现实状况，用虚拟实验来作为常规实验教学的补充。本课题研究成果能实现课堂辅助教学、自主实验，使实验教学方法和手段得到突破与创新。3、课题研究目标及主要内容（1）课题研究目标开发的虚拟实验直观、适合学生使用习惯，易学易用，能激发学生的学习兴趣。使用成本低，在计算机上就可以直接运行所设计的虚拟实验软件，无需添置额外硬件设备。维护简单，普通机房管理人员即可进行软件维护，无须进行实验硬件维修维护。实验软件容量小巧，可以很方便的进行网络传输。对计算机硬件要求不高，可以直接在课堂进行虚拟实验演示。对虚拟实验教学方法进行研究，探索一条中等职业学校实验教学的可行之路。（2）主要内容以中职、中技电工基础、电子技术基础或电子线路等常见专业课教材为蓝本，开发一系列虚拟实验，作为常规实验的补充。电子技术基础或电子线路的模拟电路部分主要利用LabVIEW软件开发，数字电路部分主要利用Multisim软件仿真。电工基础主要用Multisim软件开发。对虚拟实验教学方法进行研究，进行利弊分析。（3）研究重点：常规实验难以实现或效果不明显的实验开发。实验仪器昂贵或实验损耗大的实验开发。虚拟实验教学方法研究。4、本课题采用的研究方法（1）文献研究法作为新出现的实验模式，虚拟实验的理论远未成熟。在国外和高校都有对虚拟实验进行研究和文献，本课题拟对上述文献进行分析、总结、评价，探究一条适合中等职业学校虚拟实验教学的可行之路。（2）比较研究法本课题拟对传统常规实验教学和虚拟实验教学的教学方法进行比较研究，借鉴、吸收常规实验的优点和经验，扬长避短，最终目的是利用虚拟实验教学来提高专业课实验教学效果、效率和降低实验成本。（3）调查研究法本课题在大量的调研基础上，通过对本校和周边地区学校实验教学的现状分析、总结，对本校中等职业教育电类专业课程实验教学方法进行具体的研究，设计出适合本校及周边地区学校的虚拟实验软件。（4）结构化编程本课题的核心是虚拟实验软件的编制与虚拟实验教学方法研究，关键是要编制出符合要求的虚拟实验软件出来。软件编程采用结构化编程方法。5、本课题主要观点和创新之处（1）观点：用虚拟实验来作为常规实验教学的补充，用以解决学校实验设备的不足，并降低实验的损耗成本。虚拟实验可以在课堂进行，更容易将理论教学与实验教学结合到一起，更容易激发学生的学习兴趣而解决当前职校生对专业课程厌学的问题。虚拟实验不能完全取代常规实验，教学过程中必须努力克服虚拟实验降低学生对元件的认识、对真实仪器的训练等缺点。（2）创新：将NI公司的图形化编程软件LabVIEW移植到教学中，设计出的虚拟实验更接近实际与学生的使用习惯。将虚拟实验教学与项目式教学结合起来。三、研究计划及预期成果研究阶段及内容阶段成果内容及形式2009年7月中等职业学校实验教学情况调查调查表2009年12月对实验教学情况进行分析，筛选出典型实验进行开发，确定虚拟实验软件开发的思路 中期调研报告2010年5月虚拟实验软件的开发虚拟实验软件2010年9月教学实践虚拟实验软件