1、引言

现如今，信息技术的发展已经相对完善，并研发出了更多的新技术。其中，虚拟仿真技术凭借其优势，在教育领域获得了重要的发展和应用。尤其对于中等职业教育领域来说，更加注重培养技能型人才，而虚拟仿真技术能够为学生提供更加真实生动的学习体验，极大地提高了学生的学习兴趣，更有助于学生技能的培养。所以，研究虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的实践具有重要现实意义。

2、虚拟仿真技术的基本概念

虚拟仿真技术是近几年信息技术不断发展的产物，其主要的核心是基于计算机技术的一种模拟技术。虚拟仿真技术的优势是可以通过数字化的方式，创建一个虚拟环境，或者虚拟场景，这种环境与场景和现实世界非常相似^[1]。此技术不仅结合了计算机图形学的研究成果，还结合了多媒体，网络等诸多领域的成果，能够让用户在虚拟的环境中，真实感受相应的场景，提升用户的体验感。用户还能够在虚拟环境中进行互动，其真实性与真实世界达到高度相似。虚拟仿真技术的本质是利用计算机软件系统，然后对真实世界进行数字化模拟，进而创造出虚拟环境。在这种环境中，用户不仅可以感受到真实的视觉盛宴，还能够使自身的听觉等感官得到良好体验。另外，虚拟仿真技术还具有交互性。用户在虚拟环境中，能够如同在真实世界中正常操作，自由交互，仿佛置身于真实场景一般。虚拟仿真技术对比传统的静态演示来说，更加具有真实感和交互感。这种交互方式更加重视“以人为本”的理念。

3、虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中应用的优势

3.1增强课堂趣味，提升学生兴趣

虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用，可以有效增强课堂的趣味性，提升学生的学习兴趣。虚拟仿真技术能够创造出丰富多彩的学习情境。传统的电工电子技术教学往往局限于平面教材和简单的实物演示，很难调动学生的感官体验。而虚拟仿真环境则可以模拟各种复杂的电路系统和动态过程，让学生身临其境地观察和交互。比如在学习电磁感应原理时，学生可以通过虚拟仿真实验操作电磁铁的引合与释放过程，亲身感受磁场变化的过程，这无疑会极大增强学生的学习兴趣。其次，虚拟仿真技术能够激发学生的探索欲望。在传统的电工电子技术教学中，学生更多是被动地接受知识，缺乏主动参与的机会。但是，在虚拟仿真技术创建的虚拟环境中，学生可以对环境中的参数进行自主设置，还能自由操控设备、探索电路运行情况等等。在这个过程中，学生能够主动发现问题，并积极解决，极大程度提高了学生的动手能力，以及培养了学生发现问题的能力。学生通过自主设置参数等数据，能够获得相应的虚拟环境模拟，更大程度地激发了学生的探索欲。除此之外，仿真技术的优势还在于能够呈现出真实世界不能呈现的场景，这也为学生的学习和教师的教学提供了便利。如在教学电路原理时，在真实世界中教师难以让学生清楚地看到电流电压变化的整个过程，而通过虚拟仿真技术，则可以实现。这方面的优势在教学中无限放大，为学生学习和教师教学提供了很大的便利，也让枯燥的理论知识更加富有趣味性。

3.2快速掌握知识，提升课堂效率

虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用，还能够帮助学生快速掌握知识，提升整体的课堂效率。虚拟仿真技术为学生提供了更加直观和立体的认知体验。在传统的理论教学中，学生容易因为知识的抽象性和复杂性而产生理解困难。但在虚拟环境中，复杂的电路原理、元件功能等可以通过生动形象的3D模拟呈现，让学生更加清晰地理解各种电子电气知识。这种直观的认知体验，有利于学生快速掌握相关概念和原理。其次，虚拟仿真技术使得实践环节更加安全、高效。在中职电工电子技术教学中，实践操作是非常重要的一环。但现实环境中受场地、设备等条件的限制，实践课常常存在安全隐患、时间紧张等问题。而在虚拟仿真实验中，不限制学生的操作次数，这样学生在反复地操作中能够对错误及时发现，并相应地解决。与此同时，虚拟仿真环境中不存在外界环境中的一些危害因素，这种安全无害的实验环境，为学生实验效率和实验安全提供了帮助。除此之外，通过使用虚拟仿真技术，教师在教学上和纠正学生错误上，也有了很大的便利^[2]。如在虚拟环境中，教师可以全程地监控学生的操作情况，及时掌握学生的操作过程，了解学生的薄弱环节，从而进行针对性地指导。

3.3减少实验费用，降低教学成本

虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用，能够有效减少实验费用，降低硬件设备和材料消耗，提高教学资源的利用效率，从而大幅降低整体的教学成本。这无疑为中职学校缓解教学资金压力，提供了较好的解决方案。首先，虚拟仿真实验能够替代部分实物实验。在传统的电工电子技术教学中，学生需要大量动手实践，这不仅需要投入大量的实验设备和材料，还存在一定的安全隐患。而采用虚拟仿真技术后，许多实物实验可以转换为低成本的虚拟实验，不仅降低了实验费用，还提高了实验的安全性。例如在学习电路故障诊断时，学生可以在虚拟环境中进行各种故障的模拟诊断，而无需购买昂贵的实验设备。其次，在一般的实物实验中，每进行一次操作都需要浪费一定的物料，并且还会对操作的仪器产生磨损，然而在虚拟实验中，这些问题都得到了很好地解决，不仅不会对仪器产生磨损，还减少了对教学资源的浪费。在一定程度上减少了实验的费用，降低了教学的成本。与此同时，对于仿真虚拟环境来说，在其中进行操作可以无限重复使用，这样就不会对实验设备产生磨损或损害，进而也就减少了对设备维修的成本，还能够提升教学资源的利用效率。除此之外，虚拟仿真技术的优势还在于可以实现教学资源的集中管理和共享。在实物实验中，对应的实验设备和工具材料必不可少，对于学校来说是一笔不菲的花销，然而在虚拟仿真环境下进行操作，这些资源能够在学校间，进行集中管理和共享大大节省了整体的教学成本。对于学校方面来说，可以减少相对应的投入，减少成本，同时还能提升教学丰富性。

3.4增强管理能力，提升教学质量

虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用，不仅为学生创造优质的学习环境，也为教师提供了更加精细化的管理手段，激发了学生的教学创新，并增强了学生的专业发展能力。这些优势最终都将转化为教学质量的提升，有利于培养出更加优秀的电工电子技术人才。首先，虚拟仿真技术为教师提供了更加精细化的教学管理手段。在虚拟仿真环境中，教师可以全程监控学生的操作过程，实时掌握学生的学习状况。比如能够监测学生的操作错误，了解知识掌握情况，并针对性地提供指导。这种精准的诊断和反馈，有助于教师及时发现和解决教学中的问题，从而提高教学针对性和效率。其次，虚拟仿真技术增强了教师的教学创新能力。在传统的教学模式下，由于受限于实验设备、场地等条件，教师往往难以突破固有的教学方式。但虚拟仿真环境为教师提供了全新的教学工具和资源，激发了学生的教学创新激情。教师能够具体了解学生的需求，并根据这些需求对应地设计实验内容，从而丰富课堂教学的有趣性，为打造高效课堂做了铺垫，同时教师创新能力的提升也意味着教学吸引力的提升。另外，虚拟仿真技术还增强了教师的专业发展能力。教师要想更好地创建虚拟环境，更好地利用虚拟仿真技术为学生提供趣味性教学，相关的知识学习必不可少。教师需要学习计算机技术相关的知识，以及更加深入的仿真建模方法，通过对这些新技术的学习，教师信息化教学能力的提升势在必行，同时也为了将来适应教学需求打下基础^[3]。与此同时，在研究此技术的过程中，教师自身的教育研究能力也在潜移默化中得到了提升，教师的专业性同时得到不断提高，进而提升教学质量。

4、虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中应用存在的问题

4.1技术设备和资源不足

在中职电工电子技术教学中，应用虚拟仿真技术非常常见,其中，技术设备和资源不足是一个主要的问题。主要体现在:首先,虚拟仿真软件和硬件设备，再投入上，成本较高。一般，中职学校的预算普遍有限,很难大规模购置专业级的虚拟仿真系统，而且，即使有部分学校购买了相关的设备,也往往只能配置几台,数量有限，难以满足全体学生的使用需求。同时,这些虚拟仿真系统的维护和升级，同样也需要大量资金投入,这对中职学校来说，也是一大负担。其次,优质的虚拟仿真教学资源，相对比较匮乏，目前，市面上的虚拟仿真教学资源，大多比较初级，并且简单,缺乏针对中职学生水平的专业化内容，因此，教师需要自行开发，开发比较适合学生需求的虚拟仿真课件，并自行设计教学案例,这就需要教师大量时间投入，以及大量精力的投入,对大多数教师来说，也是一大挑战。此外,教师对虚拟仿真技术的掌握和应用能力，同样有限，对中职学校的教师来说，大多专注于实践操作培养,鲜有系统学习和运用虚拟仿真技术的机会，即使个别教师有相关的经验,一般也比较缺乏专业的培训指导,因此，难以充分发挥虚拟仿真在教学中的作用。

4.2教师培训不足

教师培训不足也是一个重要的问题。对大多数中职教师来说，都比较缺乏系统的虚拟仿真技术培训，而其作为一种新兴的教学手段,虚拟仿真技术的应用，一般需要教师具备专业的理论知识，以及专业的实操技能。但目前，中职学校普遍缺乏定期的师资培训机制,教师自主学习和提升的动力，相对不足,很难系统掌握虚拟仿真技术的应用方法。另外，教师对虚拟仿真技术的理解和应用，存在局限性，对于大部分教师来说，只注重使用虚拟仿真软件进行演示，或者为学生展示,并没有将其融入课堂教学的整体设计意识，不了解如何通过虚拟仿真技术，来有效地实现教学目标,如何将其与传统教学方法有机结合,从而发挥虚拟仿真的最大教学价值，从而使得课堂效率低。此外,部分教师缺乏虚拟仿真教学资源的开发能力，虽然有些教师意识到，需要自主开发适合学生需求的虚拟仿真教学资源,但受限于专业知识和技术水平,往往难以胜任，这就导致教学资源的匮乏,影响了虚拟仿真技术在课堂上的实际应用效果。

4.3教学内容与虚拟仿真技术的融合不够

教学内容与虚拟仿真技术的融合不够，也是一个重要的问题。这主要体现在以下几个方面:首先,就教学内容本身的特点来说，与虚拟仿真技术的应用，存在一定的脱节，而电工电子技术涉及大量实践操作环节,需要学生掌握专业设备的使用方法，还要掌握维修技能，虚拟仿真更擅长于模拟原理和过程,难以完全代替真实的实践训练，因此，教师在设计教学内容时,需要谨慎平衡虚拟仿真与实践操作环节的比重,避免出现"脱离实际"的情况。其次,教师在将虚拟仿真技术融入教学内容时，比较缺乏整体设计意识，往往将虚拟仿真作为单独的演示手段,未能深入思考，如何将其与教学内容有机结合,发挥出虚拟仿真的最大教学价值，进而导致教学过程中虚拟仿真技术应用，具有较弱的针对性和实效性。此外,现有的虚拟仿真教学资源在专业性和实用性方面存在不足。很多资源要么过于简单化,要么与实际教学内容的契合度较低,难以满足中职学生的专业学习需求。这也限制了教师将虚拟仿真与教学内容深度融合的可能性。

5、虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的实践应用

5.1虚拟仿真实验室

虚拟仿真实验室是基于计算机虚拟技术搭建的数字化实验环境，能够模拟各种电工电子实验场景，为学生提供安全、高效的实践操作平台。这种实验室不受场地、设备等物理条件的限制，为学生营造了理想的动手训练环境。在虚拟仿真实验室中，学生可以自主操控各种电路设备，模拟电流、电压、功率等实验指标的变化过程。这种交互式的操作不仅激发了学生的学习兴趣，还能培养学生的动手实践能力。同时，教师也可以实时监测学生的操作情况，及时发现和纠正学生的错误，提高实验效率。此外，虚拟仿真实验室还能大幅降低实验成本。相比于搭建传统的物理实验室，虚拟实验室无需购置大量昂贵的设备和材料，只需投入相对较少的计算机硬件和软件资源。这不仅减轻了学校的资金压力，还提高了实验资源的利用效率。总之，在中职电工电子技术教学中建立虚拟仿真实验室，能够为学生营造安全、高效的实践环境，激发学生的学习兴趣，培养动手能力，同时也降低了教学成本，提升了整体的教学质量。因此，这种虚拟仿真实验室的应用，必将推动中职电工电子技术教学迈向新的发展阶段。

5.2教学辅助软件

在中职电工电子技术教学中，运用虚拟仿真技术开发的教学辅助软件也是一种重要的实践应用形式。这种教学辅助软件以虚拟仿真为基础，集成了丰富的电工电子知识和实践内容。学生可以在软件中自主探索和操作各类电路系统，实现对理论知识的直观感知和技能的实践训练。比如在学习电路原理时，学生可以在软件中搭建电路模型，观察电压电流的变化；在学习电机维护时，学生也可以在虚拟环境中操作电机设备，诊断故障并进行修理。这种教学辅助软件不仅增强了学生的学习主动性，还大大提高了教学的效率。教师可以将这些软件灵活地融入课堂教学，为讲解和演示提供生动形象的教学素材，让原本枯燥的理论知识变得更加生动活泼。与此同时，教师可以根据掌握的学生具体情况，相对应地设置教学内容的难易度，从而为学生提供针对性的教学服务，满足学生个性化的学习需求。除此之外，教学辅助软件还能够为教师提供有效的教学管理手段。是因为学生在操作的过程中，软件会对学生的过程和结果进行记录，教师可以根据这些数据进行教学管理和教学评价。这种可视化的学情分析，增强了教师对学生掌握情况的了解，并为教师向学生提供针对性指导提供了帮助。总而言之，虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用，可以通过开发富有创新性的教学辅助软件，为学生提供更加真实的练习环境，以及更加具有趣味性的练习内容。同时，这些软件还为教师教学管理能力的提升做了推进作用。

5.3虚拟仿真辅助教学

虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用，不仅体现在建设虚拟仿真实验室和开发教学辅助软件，还可以通过将虚拟仿真元素引入常规的课堂教学之中，发挥其独特的辅助作用。首先，在理论授课环节，教师可以利用虚拟仿真技术制作各种动态演示教学素材。例如在讲解电路原理时，可以通过3D动画模拟电压电流的变化过程，使学生更直观地理解电路运行的机理。在讲解电工仪表的使用方法时，也可以采用虚拟操作界面进行演示，让学生在虚拟环境中熟悉仪表的使用流程。这些生动形象的虚拟教学素材，不仅能增强学生的学习兴趣，还能提高学生对知识的理解和掌握。其次，在实践环节，教师也可以适当引入虚拟仿真技术。在一些无法进行实物实验的情况下，学生可以通过虚拟仿真软件进行模拟操作。这不仅能弥补实验设备的不足，还为学生提供了安全、高效的实践环境。同时，教师也可以利用虚拟实验，先让学生在软件中演练，掌握基本的操作流程，然后再进行实物实验，既提高了实验的有效性，也增强了学生的实践技能。此外，在学生的自主学习过程中，虚拟仿真技术也可以发挥重要作用。教师可以推荐一些优质的虚拟仿真教学资源，供学生课后自主探索和练习。学生在这些资源中自主操作，不仅能更好地巩固所学知识，还能培养独立学习和解决问题的能力^[4]。总之，虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用不仅体现在实验室和辅助软件方面，还可以渗透到日常的理论授课、实践训练和自主学习之中，发挥其独特的辅助作用。这种全方位的应用，必将极大地提升中职电工电子技术教学的整体水平。

6、结论

综上所述，在教学过程中，使用虚拟仿真技术能够很大程度上提高学生的学习效率，以及增强学生的学习兴趣，通过这种技术，学生不仅能够在模拟的电子环境中，具有真实感的学习过程，还能够增强互动性，提升了教学环节的趣味性，还在一定程度上提升了学生的创新能力，是学生技能培养的温床。但是，感受到优势的同时也面临着一些问题，所以，仍然需要学校，教师，学生等各方的共同努力，不断进行教学改革，加强技术研发，并着重完善虚拟仿真技术的应用体系。相信未来随着技术的不断发展，虚拟仿真技术必将在中职电工电子技术教学中发挥越来越重要的作用，为国家培养更加全面发展、综合能力更高的人才。

参考文献：

[1]张清清. 虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用探析 [J]. 现代农村科技, 2022, (09): 107-108.

[2]洪明虎, 陈静, 李曙生, 赵振龙. 虚拟仿真技术在汽车电工电子技术课程实践教学中的应用 [J]. 汽车实用技术, 2022, 47 (10): 130-133.

[3]董昱. 虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用 [J]. 电子技术与软件工程, 2021, (16): 39-40.

[4]王学祥. 虚拟仿真技术在中职电工电子技术教学中的应用刍议 [J]. 现代职业教育, 2019, (04): 196-197.

叶通（1976-9），男，上海人，汉，学士，上海市经济管理学校讲师，主要从事电子电工教学工作。