計算機仿真教育內容與方式研討

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本文作者：房漢雄、何鵬、王艷春、劉文禮、沙麗鵑、齊跡 單位：齊齊哈爾大學通信與電子信息工程學院

1（略）

編程仿真軟件中主要講授應用較廣泛的MATLAB軟件．該項知識的教學目標是使學生掌握編程思想、常用的變換函數和SIMULINK仿真，為學生以后科研和工作中的實驗模擬打下堅實的基礎．繪圖仿真軟件部分主要講授PROTEL99SE，該項知識的教學目標是培養學生應用該軟件進行電路原理圖的設計、繪制、仿真的能力，及具有印刷電路板的制作能力．

2教學方法探索

經過實踐，教學效果較好的教學方式是：在實驗任務和目的明確的前提下采用研究式學習方法，要求學生提出實驗方案，設計實驗步驟，然后在指導教師和學生共同討論的基礎上，確定實驗方案．對實驗中出現的某些異常現象，教師鼓勵學生展開討論、分析并加以解決，培養學生的創新意識．這種教學方式符合當代大學生的情緒特點，有利于培養學生創新精神和能力[1-2]．

在教學手段上充分運用實驗教學課件[3-4]，實驗課件主要包括實驗基本原理、知識點闡述、實驗思考題分析、實驗常見問題提示等，但不包括實驗步驟．學生在實驗的過程中若遇到問題，可以通過實驗課件，查找出現問題的主要原因．此外，將基本元器件識別及參數、基本儀器使用及維護、基本實驗方法與技能、常見問題及提示等制作成實驗課件，學生可以通過網絡或光盤事先了解這些基本內容，并可以在開放的實驗室利用課余時間進行自主學習和實驗．

3教學實例

3.1對圖像進行任意尺度的旋轉

該實驗的任務是要求學生根據已學的數字圖像處理知識，利用MATLAB軟件編程實現對任意圖像的任意尺度旋轉．該實驗要求學生通過仿真軟件將枯燥的理論知識加以實現，培養了學生將理論轉換成實際的能力，亦鍛煉了學生的編程技巧．學生通過編程實現圖像的任意尺度旋轉的結果見圖1，其中的旋轉尺度選擇了36度．

3.2防盜報警器的設計

實驗任務是要求學生根據已學的電路方面的知識自主設計一款防盜報警器并使用PROTEL繪制電路圖．學生可以通過網絡平臺查找實驗課件來學習PROTEL的使用，鍛煉了學生的自學能力，為學生提供了獨立思考的空間，可進一步激發其創造力．學生設計的防盜報警器見圖2．

經過探索，采用的教學方法將傳統的以教師為中心的教學方式轉變為以學生為中心的學習方式．學生可以自主地制定方案、設計、實驗和仿真，在完成教學任務的基礎上給學生留有較大的空間進行自主學習，調動了學生的學習積極性，為其提供了發揮想象力和創造力的空間．