梁向榮

(甘肅省莊浪縣職教中心 甘肅平?jīng)?744699)

近年來隨著信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)也得到迅速的發(fā)展并廣泛運(yùn)用在各行各業(yè)中。虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用在中職單片機(jī)的教學(xué)中可以有效彌補(bǔ)大部分中職院校實(shí)訓(xùn)設(shè)備欠缺的問題，同時(shí)也為單片機(jī)技能大賽的訓(xùn)練提供更好的演練工具，可以有效提升教學(xué)的成果。目前在單片機(jī)技術(shù)教學(xué)的過程中主要存在以下問題。

一、目前單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中存在的主要問題

單片機(jī)技術(shù)課程是一門基礎(chǔ)性的應(yīng)用學(xué)科，是電子技術(shù)，通信技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)[1]。單片機(jī)的教學(xué)目的是培養(yǎng)電子技術(shù)應(yīng)用型的高端人才，適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)的發(fā)展。因此，這門課程需要緊跟時(shí)代，跟隨最近的技術(shù)與發(fā)展。在教學(xué)的過程當(dāng)中，不但要重視系統(tǒng)的理論知識(shí)教學(xué)，更加要重視教學(xué)實(shí)踐、理論實(shí)操，適應(yīng)未來就業(yè)崗位的需求。目前的單片機(jī)教學(xué)中主要存在的問題就是理論教學(xué)為主，實(shí)操訓(xùn)練不夠的問題。

在中職單片機(jī)的教學(xué)當(dāng)中，教學(xué)大綱設(shè)計(jì)的課程中實(shí)操部分的內(nèi)容說明較少，而且在教材中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)往往也是論證型的實(shí)驗(yàn)，針對(duì)單片機(jī)的實(shí)踐運(yùn)用較少，這樣的設(shè)置不利于學(xué)生訓(xùn)練單片機(jī)的操作技能與技術(shù)水平的提升。加之在大部分的中職院校實(shí)操設(shè)備欠缺，落后，很多學(xué)生不能得到足夠的機(jī)會(huì)上機(jī)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。即使有機(jī)會(huì)進(jìn)行上機(jī)實(shí)訓(xùn)的學(xué)生也會(huì)因?yàn)樵O(shè)備，實(shí)驗(yàn)設(shè)置的問題不能取得良好的實(shí)訓(xùn)效果。這樣導(dǎo)致單片機(jī)的教學(xué)效果不佳，學(xué)生一方面不能通過上級(jí)實(shí)訓(xùn)論證學(xué)習(xí)的理論，對(duì)理論知識(shí)了解不深刻，另一方面也沒有得到足夠的訓(xùn)練，技術(shù)水平無法進(jìn)行提升。

二、虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用

基于目前中職單片機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀，虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用將大大提升教學(xué)效果。本文將基于Proteus和Keil虛擬仿真軟件構(gòu)建單片機(jī)技術(shù)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室[2]。通過開展單片機(jī)各項(xiàng)專業(yè)實(shí)操教學(xué)以及技能大賽訓(xùn)練，進(jìn)而提升教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代工程意識(shí)并提升技術(shù)水平。

Proteus嵌入式系統(tǒng)仿真軟件是通過將SPICE電路仿真與單片機(jī)仿真進(jìn)行結(jié)合來模擬目前市場上主流單片機(jī)的運(yùn)行環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生進(jìn)行類似真實(shí)單片機(jī)操作的訓(xùn)練，進(jìn)一步的結(jié)合理論，加深了解并提升實(shí)際的操作水平，達(dá)到技術(shù)水平提升的效果。在Proteus的仿真系統(tǒng)中可以設(shè)置單步、斷點(diǎn)、全速等功能進(jìn)行調(diào)試，進(jìn)而觀察到單片機(jī)運(yùn)行中各個(gè)寄存器的變化發(fā)展?fàn)顩r。同時(shí)，在Proteus仿真軟件中還配備豐富的借口，普遍支持市面上的第三方軟件進(jìn)行調(diào)試與編譯，基本具備單片機(jī)的功能，能讓學(xué)生進(jìn)行全面的訓(xùn)練。而單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具Keil軟件也具備比較全面的功能，不僅支持C語言以及混合編程，還能夠進(jìn)行類似現(xiàn)實(shí)環(huán)境的仿真調(diào)試[3]。通過將Proteus與Keil軟件進(jìn)行結(jié)合，基本能夠模擬單片機(jī)的實(shí)際操作與編程設(shè)計(jì)與調(diào)試。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的單片機(jī)教學(xué)和技能大賽訓(xùn)練可以完美地讓學(xué)生掌握單片機(jī)的操作與調(diào)試，單片機(jī)的編譯與控制，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的訓(xùn)練類似與實(shí)際的操作環(huán)境，才能在真正意義上提升學(xué)生的技能，提升教學(xué)效果[4]。

在單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)中，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓教師可以更加直觀、更加形象地進(jìn)行教學(xué)，而學(xué)生也能夠更加容易理解單片機(jī)的技術(shù)理論以及實(shí)際操作。在此基礎(chǔ)上完成編程、調(diào)試，并操作單片機(jī)的各種功能與運(yùn)行，評(píng)估整體的單片機(jī)應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)單片機(jī)的技術(shù)運(yùn)用進(jìn)行整體的了解。虛擬仿真技術(shù)同時(shí)可以模擬各種復(fù)雜的狀況與環(huán)境，讓參加技能大賽的學(xué)生得到更加多樣化、更加真實(shí)的訓(xùn)練。通過虛擬仿真軟件還可以驗(yàn)證各個(gè)系統(tǒng)設(shè)定以及參數(shù)的合理性。使用虛擬仿真軟件也可以有效降低實(shí)際中電子組件的損壞，節(jié)省時(shí)間與費(fèi)用，提升效率與質(zhì)量。

目前主要是運(yùn)用Proteus以及Keil相結(jié)合創(chuàng)建虛擬仿真的條件，在中職單片機(jī)的教學(xué)過程中創(chuàng)建仿真的環(huán)境協(xié)助教學(xué)，讓學(xué)生可以更加直觀了解單片機(jī)的理論及實(shí)際操作。同時(shí)，虛擬仿真的軟件也可以模擬各種具體的操作環(huán)境，讓學(xué)生能夠進(jìn)行實(shí)際的操作與調(diào)試，模擬現(xiàn)實(shí)問題，訓(xùn)練學(xué)生解決問題的能力。這一點(diǎn)針對(duì)技能大賽的培訓(xùn)更加具有現(xiàn)實(shí)意義，能夠有效提升訓(xùn)練成果，降低成本，提升學(xué)生的技術(shù)水平。

三、結(jié)束語

綜上所述，目前中職單片機(jī)教學(xué)中存在著實(shí)訓(xùn)操作不足的問題，使得技能大賽設(shè)置的意義不能凸顯。運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)在單片機(jī)教學(xué)及技能大賽訓(xùn)練中可以有效模擬真實(shí)的操作環(huán)境得到良好的實(shí)驗(yàn)效果，進(jìn)而提升學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的理解程度和實(shí)際操作技能。學(xué)生也可以真實(shí)的經(jīng)歷和體會(huì)單片機(jī)的運(yùn)用與設(shè)計(jì)，培養(yǎng)動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)綜合運(yùn)用型人才的目的。