?
Интегративный подход к преподаванию схемотехники аналоговых электронных устройств в программно-аппаратной среде NI ELVIS
Современные дипломированные специалисты нуждаются в навыках работы с электронными устройствами. На лабораторных работах студенты проводят эксперименты по решению практических задач исследования реальных проблем, возникающих в проектировании и эксплуатации электронных устройств. Однако нехватка лабораторного оборудования, его высокая стоимость и недостаток лаборантов для обслуживания и помощи в работе уменьшает качество выполнения лабораторных работ. С другой стороны, современное образование всё больше и больше использует сетевой ресурс. У виртуальных лабораторий есть свои преимущества, но даже при проведении в них физического эксперимента пропадает ощущение реальности происходящего. Эффективные решения эффективности и качества проведения лабораторных занятий могут быть найдены при помощи системы виртуальных приборов, которые могут быть доступны через Интернет или непосредственно в университете.
Цель исследования состоит в том, чтобы на примере одного экспериментального устройства, выполненного на платформе ELVIS компании National Instruments, показать преимущества комбинированного подхода к обучению – удачного сочетания виртуального ресурса и реального физического эксперимента. Описываемый в статье лабораторный макет весьма практичен для изучения радиотехнических устройств, и он идеологически может служить основой для других подобных разработок.
Основу исследования составили макетная плата по изучению основ аналоговой электроники для рабочей станции NI ELVIS, цикл лабораторных работ по общетехнической дисциплине «Электроника», результаты их защиты и итоги промежуточных контролей студентов. В работе использованы методы: лабораторного эксперимента, моделирования, педагогическое тестирование.
Результаты исследования показывают, что студенты испытывают потребность в большем знании о реальных процессах и системах. Это потребность наиболее очевидна направлении подготовки бакалавров техники и технологий. Они ожидают от лабораторных работ реальный физический эксперимент, но с удобством компьютерной обработки результатов. Новая парадигма изучения радиоэлектронных устройств на основе физических экспериментов в системе виртуальных приборов дает улучшение качества обучения и позволяет студентам эффективно изучать схемотехнику аналоговых устройств. Идеология виртуальных приборов приводит к большей мотивации студентов, они получают навыки работы с современным измерительным оборудованием и одновременно навыки коммуникации в группе, так как компьютерный ресурс используется как инструмент исследования, а не цель обучения.
Физический эксперимент с использованием виртуальных измерительных приборов, доступность и мобильность лабораторных установок, дополнительная мотивация обучающихся являются главными приемуществами использования в учебном процессе аппаратно-программной платформы NI ELVIS со специализированной макетной платой.