韓 劍

（桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院，廣西 桂林 541004）

傳統(tǒng)課程是以“教師課堂演示，學(xué)生聽課學(xué)習(xí)”為主方式，其難以掌握并拓展各種電子電路的設(shè)計(jì)，加之傳統(tǒng)電子電路系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱體積龐大難以攜帶，各類芯片、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路和電源等在實(shí)驗(yàn)時(shí)均需要用導(dǎo)線一一連接，接線復(fù)雜使得學(xué)生往往在硬件接線上花費(fèi)大量的時(shí)間，難以把精力主要放在電子電路系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)上，且操作過(guò)程中連線復(fù)雜、芯片易損等問(wèn)題，使得硬件系統(tǒng)很容易出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)缺陷所在。

1 “虛實(shí)結(jié)合”教學(xué)改革方法

為解決以上傳統(tǒng)電子電路實(shí)驗(yàn)課程出現(xiàn)的問(wèn)題，引入LabVIEW、Proteus和NI Multisim等仿真軟件進(jìn)行電路虛擬仿真,學(xué)生們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)之前首先能夠在宿舍電腦上進(jìn)行虛擬仿真，接著在開放的多個(gè)“虛實(shí)”實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，最后在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行實(shí)操。異曲同工的是，學(xué)生可以在真實(shí)電路設(shè)計(jì)和仿真電路設(shè)計(jì)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換修改，直至最后完成正確的電路設(shè)計(jì)為止，在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中提高學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)電路的效率，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐動(dòng)手能力。

當(dāng)虛擬仿真完成后,利用硬件實(shí)踐平臺(tái)完成電路的實(shí)體調(diào)試，使得學(xué)生們提高對(duì)開發(fā)電路的設(shè)計(jì)興趣，激發(fā)對(duì)開發(fā)電路的設(shè)計(jì)能力，拓展了對(duì)發(fā)開電路的設(shè)計(jì)思維，學(xué)生可以結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目或者教師的科研項(xiàng)目，開發(fā)更加復(fù)雜的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 教改應(yīng)用

本項(xiàng)目成果從2013年開始使用KEIL+proteus仿真軟件進(jìn)行虛擬仿真，每個(gè)實(shí)驗(yàn)按照實(shí)物電路設(shè)計(jì)一個(gè)proteus仿真圖，以滿足學(xué)生在宿舍也可以編寫程序，在仿真電路圖上進(jìn)行聯(lián)調(diào)調(diào)試電路，不用局限于一定要去實(shí)驗(yàn)室才能做實(shí)驗(yàn)的困境。即：學(xué)生通過(guò)在proteus仿真軟件上繪制硬件電路圖，結(jié)合KEIL開發(fā)環(huán)境編寫程序進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，直到設(shè)計(jì)任務(wù)要求完成，再到實(shí)驗(yàn)室實(shí)際實(shí)驗(yàn)箱上運(yùn)行程序或者制作硬件電路板，圖1為單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)“虛實(shí)結(jié)合”示例圖。

圖1 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)proteus仿真圖和硬件電路圖

單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)題目如圖2所示，先讓學(xué)生根據(jù)題目要求，利用KEIL+proteus仿真軟件進(jìn)行虛擬仿真，KEIL調(diào)試程序，proteus虛擬仿真軟件進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，最后根據(jù)調(diào)試好的正確軟件和硬件制作出實(shí)物電路板，大大提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)室的使用效率。

圖2 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)訓(xùn)proteus仿真圖和硬件

3 結(jié)論

項(xiàng)目組自主研制多個(gè)適用于應(yīng)用型本科學(xué)生的“虛實(shí)實(shí)踐平臺(tái)”，且都申請(qǐng)了實(shí)用新型發(fā)明專利。研制的多款虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)通用的特點(diǎn)是，成本低、體積小方便攜帶、USB通信適用于筆記本電腦；結(jié)合以上幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以方便借給學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室以外的地方開展電路設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)的時(shí)候也提供學(xué)生借出實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)，大大提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。區(qū)內(nèi)多個(gè)本科院校不同專業(yè)推廣使用，共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)了“一人多教、一實(shí)多用、一課共享”，把實(shí)驗(yàn)室資源利用最大化。