孟 霆， 張曉峻， 車雪峰， 王 鋒， 劉曉瑜， 孫晶華

（哈爾濱工程大學(xué)物理與光電工程學(xué)院，哈爾濱150001）

0 引 言

單片機(jī)在航空航天、石油勘探、機(jī)械電子和日用設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，因此在高校中涉及電子信息方面的專業(yè)均把單片機(jī)課程設(shè)成了必修科目［1］。其教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)出一批具有工程意識與創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才。單片機(jī)課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，要求學(xué)生了解單片機(jī)的底層架構(gòu)和內(nèi)核，掌握各種外設(shè)及接口的使用方法，學(xué)會利用匯編語言或C語言對單片機(jī)內(nèi)部集成的各種資源進(jìn)行配置［2］。教師在進(jìn)行課程規(guī)劃時(shí)，除必要的理論學(xué)時(shí)之外，還需設(shè)計(jì)豐富的實(shí)踐內(nèi)容，使學(xué)生能夠結(jié)合單片機(jī)開發(fā)板進(jìn)行軟件編程與硬件調(diào)試，以達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的［3］。傳統(tǒng)的授課方式存在兩點(diǎn)弊端：①理論課與實(shí)踐課相分離，即先到教室完成課堂理論授課，再讓學(xué)生到指定實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，這樣勢必會造成授課內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脫檔；②大多數(shù)高校使用的硬件實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是固定的，缺乏靈活性和開放性，并存在著建設(shè)投入大、維護(hù)成本高且無法隨時(shí)更新?lián)Q代等問題［4］。2020年春季，我校響應(yīng)教育部“停課不停教、停課不停學(xué)”的號召，單片機(jī)課程的授課模式從線下轉(zhuǎn)為線上，并首次引入了Proteus虛擬仿真軟件，其強(qiáng)大的線上虛擬仿真功能使單片機(jī)課程理論授課教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行融合設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。此外，這種線上教學(xué)模式降低了實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)營和維護(hù)成本，使建設(shè)共享開放型實(shí)驗(yàn)室成為了可能，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間和時(shí)間［5］。

1 Proteus軟件特點(diǎn)

Proteus軟件集成電路仿真、PCB設(shè)計(jì)和虛擬模型仿真的功能，在單片機(jī)仿真應(yīng)用領(lǐng)域有獨(dú)特的優(yōu)勢［6］。Proteus提供的單片機(jī)以及外圍器件虛擬模型與芯片實(shí)物功能是對應(yīng)，因此學(xué)生只需要直接將自己編譯好的HEX格式的文件導(dǎo)入，即可以在Proteus軟件界面中直觀地看到其模擬運(yùn)行的狀態(tài)和結(jié)果，在極大程度上代替了現(xiàn)場實(shí)物演示的需求［7］。Proteus軟件能夠把單片機(jī)的操作過程形象地展現(xiàn)出來，這些是傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)難以做到的，從而增強(qiáng)課堂的生動(dòng)性與互動(dòng)性。學(xué)生根據(jù)任務(wù)需求利用Proteus軟件提供的大量虛擬元器件，自主連接元件并編寫程序代碼，教師可以關(guān)注每一位學(xué)生的完成進(jìn)度并隨時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生完成任務(wù)后需要撰寫報(bào)告，拍攝過程視頻提交到教學(xué)系統(tǒng)中。用騰訊會議進(jìn)行線上研討時(shí)，每個(gè)同學(xué)可以采用Proteus軟件將任務(wù)的完成效果展示出來，教師和同學(xué)進(jìn)行點(diǎn)評，凸顯以學(xué)生為主體［8］。與傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)模式相比，采用Proteus軟件的線上教學(xué)可以極大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增進(jìn)學(xué)生與教師之間的互動(dòng)，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的硬件資源有限、講課與實(shí)踐相分離、教師與學(xué)生聯(lián)系不強(qiáng)等局限，為實(shí)現(xiàn)教育信息化提供了一種良好的手段［9］。

2 基于OBE理念的線上教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步提高在校學(xué)生利用所學(xué)的理論知識來分析和解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力，引入OBE（Outcomesbased Education）教育理念進(jìn)行單片機(jī)課程的線上授課內(nèi)容設(shè)計(jì)。OBE理念主要強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以結(jié)果為導(dǎo)向，相比傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)模式，能夠充分地培養(yǎng)大學(xué)生綜合專業(yè)素養(yǎng)和科研工作精神，更有利于對高水平人才的培養(yǎng)［10-11］。

2.1 教學(xué)內(nèi)容組成

單片機(jī)課程基于Microchip大學(xué)計(jì)劃，以業(yè)界先進(jìn)的dsPIC單片機(jī)為例，講述單片機(jī)的結(jié)構(gòu)原理以及在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。教學(xué)大綱中，整個(gè)課程48學(xué)時(shí)，課堂理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，通過理論課的學(xué)習(xí)，掌握dsPIC系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)以及工作原理，初步具備單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)方案論證設(shè)計(jì)的能力，教師采用PPT，視頻等教學(xué)手段授課，涉及的知識點(diǎn)多，內(nèi)容抽象，學(xué)生到課率通常只有70%左右。實(shí)驗(yàn)教學(xué)16學(xué)時(shí)，依托Microchip—哈爾濱工程大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式采用dsPIC33F單片機(jī)完成任務(wù)，要求學(xué)生焊接電路、編寫程序、調(diào)試功能、撰寫報(bào)告，完成答辯。學(xué)生積極性非常高，到課率100%，通過實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生具備單片機(jī)C語言程序編寫的能力，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試的能力。近3年，上課的學(xué)生人數(shù)從原來的30多人增加到了近140人，而實(shí)驗(yàn)室面積和實(shí)驗(yàn)儀器臺套數(shù)建設(shè)緩慢，實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨非常大的困難。其他兄弟院校存在著同樣的問題，教學(xué)硬件資源緊張，難以適應(yīng)學(xué)生規(guī)模迅速擴(kuò)展的教學(xué)需求［12］。

2020年春節(jié)學(xué)期，由于疫情影響，單片機(jī)課程授課模式從線下轉(zhuǎn)為線上，引入Proteus軟件并對教學(xué)內(nèi)容做了調(diào)整。調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

表1 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)知識部分采用14學(xué)時(shí)介紹dsPIC的結(jié)構(gòu)原理、功能模塊和軟件工具的使用，為4個(gè)應(yīng)用任務(wù)教學(xué)奠定基礎(chǔ)?；A(chǔ)知識部分的教學(xué)也采用Proteus軟件展示相關(guān)知識點(diǎn)，并要求學(xué)生修改相關(guān)參數(shù)觀察現(xiàn)象，例如學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下修改定時(shí)器的配置，在Proteus軟件中觀看LED燈閃爍的快慢，將抽象的定時(shí)器模塊原理具有可操作性和可視化，解決傳統(tǒng)課堂枯燥的問題。應(yīng)用任務(wù)部分30學(xué)時(shí)，根據(jù)OBE理念，以實(shí)際任務(wù)為導(dǎo)向，建立對應(yīng)的課程教學(xué)環(huán)節(jié)與能力目標(biāo)，教學(xué)基于Proteus軟件圍繞設(shè)計(jì)任務(wù)的解決展開，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索知識的應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)部分要求學(xué)生3人為1小組，采用dsPIC單片機(jī)設(shè)計(jì)抗疫相關(guān)的醫(yī)療儀，完成1篇設(shè)計(jì)報(bào)告，并采用PPT在線作口頭報(bào)告，教師與學(xué)生共同點(diǎn)評。

應(yīng)用任務(wù)部分的教學(xué)內(nèi)容包括流水燈設(shè)計(jì)、數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)、基于dsPIC的FFT實(shí)現(xiàn)和遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，涵蓋的知識內(nèi)容包括中斷系統(tǒng)、定時(shí)器、輸入捕捉與輸出比較、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、異步串行通信、I2C通信接口等單片機(jī)內(nèi)部功能模塊的相關(guān)知識與配置方式。遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，要求學(xué)生掌握復(fù)雜程序的調(diào)試方法，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能并滿足應(yīng)用需求為目標(biāo)，著重對學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.2 遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)采用Proteus軟件通過串口通信實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的溫度和光照強(qiáng)度實(shí)時(shí)監(jiān)測。系統(tǒng)功能主要包括：①溫度傳感器DS18B20工作原理研究，掌握一線制編程方法；②光照度傳感器特性的測量；③LCD液晶屏的工作原理，并行驅(qū)動(dòng)時(shí)序的編程方法；④溫度報(bào)警器設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)按鍵設(shè)置溫度報(bào)警的閾值，若當(dāng)前環(huán)境溫度高于該閾值，則驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警；⑤光照度報(bào)警器的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)按鍵設(shè)置光照度的報(bào)警閾值，若當(dāng)前環(huán)境溫度超過閾值，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警；⑥UART與PC端的通信。對學(xué)生的具體要求是：①掌握兩種傳感器的使用方法；②掌握LCD液晶顯示模塊的驅(qū)動(dòng)方式；③掌握多種通信方式；④掌握Proteus軟件中虛擬儀器的使用和復(fù)雜程序的調(diào)試方法；⑤掌握單片機(jī)功能模塊的應(yīng)用；⑥實(shí)現(xiàn)對溫度和光照強(qiáng)度的實(shí)時(shí)監(jiān)測和超閾值報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)。

遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)原理如圖1所示，單片機(jī)選用dsPIC33F32GP204，具控制功能和高速的數(shù)據(jù)處理能力，應(yīng)用非常廣泛。振蕩器采用外部4M無源晶振，通過配置PLL來獲得40 MHz的振蕩頻率。該型號芯片的工作頻率是振蕩頻率的1/2，則獲得的工作頻率為20 MHz。通過Proteus軟件對時(shí)鐘寄存器進(jìn)行配置產(chǎn)生不同的運(yùn)行效果。溫度傳感器選用DS18B20，采用單總線的方式與單片機(jī)通信，占用的硬件資源少，編程較復(fù)雜，對單片機(jī)的控制時(shí)序要求嚴(yán)格，可以很好地訓(xùn)練學(xué)生對器件工作時(shí)序的理解［13］。對于光強(qiáng)的測量，由于光敏電阻的阻值隨光強(qiáng)的增大而減小，故將光敏電阻與2 kΩ電阻串聯(lián)接到3 V的電源，將光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出。電壓信號接入單片機(jī)的AD模塊引腳，經(jīng)采樣轉(zhuǎn)換后，換算出光強(qiáng)值。溫度和光強(qiáng)通過LCD1602液晶屏顯示，由dsPIC單片機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的讀/寫操作時(shí)序，即可在液晶屏上顯示需要的字符。通過按鍵組實(shí)現(xiàn)報(bào)警閾值的設(shè)定，按下按鍵進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，通過在液晶屏上移動(dòng)閃爍的光標(biāo)，可以直觀地觀察到設(shè)置閾值的過程。程序自動(dòng)采集溫度和光照度，判定是否超過閾值。報(bào)警時(shí)，采用輸出比較模塊輸出PWM信號，驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警。此外，環(huán)境參數(shù)等信息通過UART模塊輸送至計(jì)算機(jī)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容可以通過虛擬串口監(jiān)視器查看，串口傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的電平變化可通過虛擬示波器觀測。

圖1 遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

學(xué)生根據(jù)原理圖的功能編寫程序，將編譯后的HEX文件導(dǎo)入到Proteus軟件模型中，點(diǎn)擊運(yùn)行仿真，觀察現(xiàn)象。圖2所示為Proteus軟件仿真運(yùn)行時(shí)的界面，Proteus軟件在原理圖上用不同顏色表示引腳的狀態(tài)，紅色為低電平，藍(lán)色為高電平，灰色為引腳懸空，學(xué)生可以直觀地看到引腳電平的變化情況。學(xué)生可以利用示波器、邏輯分析儀、探針等虛擬工具分析程序運(yùn)行過程中硬件電路各部分的信號實(shí)時(shí)狀態(tài)，還可以通過軟件中的watch窗口觀察寄存器值和在程序中定義的全局變量，這些調(diào)試方法是傳統(tǒng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室不具備的。

圖2 仿真系統(tǒng)運(yùn)行界面

根據(jù)課時(shí)安排，遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)任務(wù)共12學(xué)時(shí)?；救蝿?wù)內(nèi)容占8學(xué)時(shí)，包括：器件工作原理、原理圖設(shè)計(jì)與調(diào)試方法，占2學(xué)時(shí)；液晶模塊顯示，占2學(xué)時(shí)；DS18B20溫度傳感器的應(yīng)用編程，占2學(xué)時(shí)；實(shí)現(xiàn)UATR與IIC通信，占2學(xué)時(shí)。教師用8學(xué)時(shí)講解基本功能模塊，引導(dǎo)學(xué)生完成基本的應(yīng)用任務(wù)，使學(xué)生掌握器件的工作原理和程序的基本調(diào)試方法。此外，教師根據(jù)實(shí)際的工程任務(wù)布置擴(kuò)展任務(wù)，設(shè)計(jì)溫度和光照度報(bào)警系統(tǒng)，學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，利用課外時(shí)間完成擴(kuò)展功能。然后，用4學(xué)時(shí)組織學(xué)生在線展示自己的作品，教師和學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)評。學(xué)生根據(jù)點(diǎn)評的建議完善功能，撰寫報(bào)告和錄制任務(wù)功能講解視頻，最終提交給教師。

圖3（a）、（b）所示為學(xué)生在學(xué)會LCD顯示模塊驅(qū)動(dòng)方法后，自定義開機(jī)界面顯示內(nèi)容，如姓名、學(xué)號或單詞。圖3（c）～（f）展示了傳感器仿真模型和學(xué)生設(shè)計(jì)的顯示界面，通過LCD模塊顯示當(dāng)前溫度、光照度和設(shè)定的報(bào)警閾值。圖3（g）所示是學(xué)生擬合的光敏電阻特征曲線，學(xué)生運(yùn)用Excel工具，通過擬合多項(xiàng)式的方式得到了光敏電阻兩端電壓隨光照度變化的規(guī)律，在光照度計(jì)設(shè)計(jì)中需要使用擬合出的公式。

圖3 擴(kuò)展部分學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的結(jié)果

3 學(xué)習(xí)效果的多元化考核

為適應(yīng)社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的需求，單片機(jī)課程線上教學(xué)采用多元化的考核方式，引導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展，提升自主學(xué)習(xí)能力。構(gòu)建多元化的考核方式也將對整個(gè)教學(xué)過程起到反饋與激勵(lì)作用。多元化考核方式的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其考核模式構(gòu)建的主要原則為：注重考核學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程，即充分關(guān)注每個(gè)學(xué)生自身在學(xué)習(xí)中的態(tài)度和狀態(tài)，培養(yǎng)每個(gè)學(xué)生不斷進(jìn)取、積極向上的良好學(xué)習(xí)品德［14］。對學(xué)生學(xué)習(xí)效果考核從理論知識、實(shí)踐應(yīng)用能力和專業(yè)素養(yǎng)3個(gè)維度出發(fā)，進(jìn)行多元化考核。理論知識掌握情況是衡量學(xué)生知識掌握程度最基本的要求。實(shí)踐應(yīng)用能力是將所學(xué)理論知識熟練運(yùn)用的能力，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求自主設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)功能，在設(shè)計(jì)的過程中掌握復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)試方法；對于衡量學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，需要教師對學(xué)生進(jìn)行多方位的考核，包括撰寫報(bào)告是否能清晰地體現(xiàn)設(shè)計(jì)思路、答辯過程中的表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、方案設(shè)計(jì)創(chuàng)新性等。由此可見，專業(yè)素養(yǎng)包含知識儲備和實(shí)踐能力，屬于更高層次的考核維度，三者滿足遞進(jìn)關(guān)系，從理論到實(shí)踐，再到提升素養(yǎng)，最終達(dá)成專業(yè)培養(yǎng)的預(yù)期目標(biāo)，使得學(xué)生們能夠有效地針對光電信息科學(xué)與工程中的各種系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，將所學(xué)的信息技術(shù)處理方法和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，通過選擇和運(yùn)用恰當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)，利用現(xiàn)有資源和工具來解決實(shí)際工程中出現(xiàn)的問題。

圖4 課程考核方式構(gòu)建

考核的實(shí)施指標(biāo)如表2所示，基礎(chǔ)知識、應(yīng)用任務(wù)和課程設(shè)計(jì)三大模塊占相應(yīng)的考核權(quán)重，學(xué)生的最終成績可由公式計(jì)算得出：最終成績=基礎(chǔ)知識成績×0.3+應(yīng)用任務(wù)完成成績×0.4+課程設(shè)計(jì)成績×0.3?；A(chǔ)知識和應(yīng)用任務(wù)兩個(gè)模塊的加權(quán)為0.7，目的是將考核重心放在平時(shí)，實(shí)現(xiàn)以結(jié)果為導(dǎo)向，重視過程評價(jià)。

表2 課程考核指標(biāo)

（1）基礎(chǔ)知識考核。注重于學(xué)生的參與程度和學(xué)習(xí)態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生提出疑問，增進(jìn)教師與學(xué)生溝通交流，教師依據(jù)學(xué)生的出勤率、課堂積極性和知識的掌握程度進(jìn)行評分。由于采用線上教學(xué)模式，課上還可以增加幾個(gè)Proteus虛擬操作展示和線上問答環(huán)節(jié)，可由學(xué)生在線完成，并由系統(tǒng)自動(dòng)記分，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生積極性，提高學(xué)生的參與度。

（2）應(yīng)用任務(wù)考核。共設(shè)有4個(gè)任務(wù)內(nèi)容，結(jié)合教師的課堂教學(xué)和教師編寫的任務(wù)說明書，要求學(xué)生采用Proteus軟件完成任務(wù)功能的調(diào)試，撰寫報(bào)告，在報(bào)告中體現(xiàn)任務(wù)完成的過程、數(shù)據(jù)處理過程、結(jié)果討論等內(nèi)容，最終將報(bào)告和任務(wù)完成講解視頻提交到教師評閱系統(tǒng)中。教師從報(bào)告的撰寫格式、數(shù)據(jù)的真實(shí)性、學(xué)生對任務(wù)完成過程的分析和反思等方面進(jìn)行評分。

（3）課程考核。要求學(xué)生采用dsPIC單片機(jī)設(shè)計(jì)抗疫相關(guān)的醫(yī)療儀，對學(xué)生的撰寫報(bào)告和PPT答辯進(jìn)行考核評分。在課程結(jié)束1周后，以3人為1組用PPT進(jìn)行答辯，用Proteus軟件展示任務(wù)完成效果。教師從設(shè)計(jì)方案合理性、設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)思路表達(dá)準(zhǔn)確性、答辯邏輯性、小組成員參與程度、團(tuán)隊(duì)合作情況等方面對學(xué)生考核打分。在答辯過程中，其他同學(xué)可以提問，對于給出合理建議的同學(xué)進(jìn)行加分。通過這種方式給學(xué)生提供展示與自我反省的舞臺［15］。

考核結(jié)果如圖5所示，參與課程學(xué)習(xí)的學(xué)生人數(shù)總計(jì)為138人，獲得優(yōu)秀（90～100分）的人數(shù)為23人，獲得良好（80～90分）的人數(shù)為46人，獲得中等（70～80分）的人數(shù)為55人，獲得及格（60～70分）的人數(shù)為14人。獲得良好以上的人數(shù)為69人，占總?cè)藬?shù)的50%，中等占總?cè)藬?shù)的40%，及格及以上的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的100%。由此可見，多元化的考核方式將重心放在學(xué)習(xí)過程考核上，做到督促學(xué)生把功夫下在平時(shí)，從而提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，避免了以往考試方式，學(xué)生在考試前突擊學(xué)習(xí)，死記硬背應(yīng)付考試，導(dǎo)致掛科人數(shù)居高不下，不能學(xué)以致用［16］。

圖5 學(xué)生成績分布柱狀圖

4 學(xué)生反饋

學(xué)生居家采用Proteus軟件自主完成單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的場景如圖6所示，表明了基于Proteus線上教學(xué)模式下，學(xué)生可以自主地完成學(xué)習(xí)內(nèi)容，突破了時(shí)間與空間的限制。某位同學(xué)以課后反饋的形式提到：“本次設(shè)計(jì)任務(wù)與實(shí)際有很好的結(jié)合，讓我不僅對單片機(jī)工作原理理解更加深入，也對單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用有了更清晰的認(rèn)識，這些知識將為以后的學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)?！绷碛幸幻瑢W(xué)反饋：“相比其他課程，本課程的設(shè)計(jì)項(xiàng)目較多。但我并不討厭這些設(shè)計(jì)任務(wù)，反而認(rèn)為完成這些任務(wù)非常有意思，不僅感嘆Proteus軟件的功能是如此強(qiáng)大！”證明了基于Proteus軟件的單片機(jī)線上教學(xué)探索取得了良好的教學(xué)效果，Proteus軟件的單片機(jī)虛擬仿真功能具有良好的操作性和效果展示性，結(jié)合工程應(yīng)用，能夠激發(fā)學(xué)生的成就感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。此外，同學(xué)與教師之間的交流探討，同學(xué)之間的互助互學(xué)也至關(guān)重要，正如某同學(xué)反饋到：“我把我的設(shè)計(jì)思路，教給一些沒有思路的同學(xué)，幫助他們順利完成拓展任務(wù)。非常喜歡這種上課老師教授基礎(chǔ)任務(wù)的方法，課后我們完成拓展任務(wù)的教學(xué)模式，老師再組織點(diǎn)評，既節(jié)約了時(shí)間，也扎實(shí)了基礎(chǔ)，還有有利于發(fā)揮自己的思考?！?/p>

圖6 學(xué)生居家學(xué)習(xí)場景

5 結(jié) 語

單片機(jī)課程線上教學(xué)采用Proteus軟件有效解決了傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)模式理論與實(shí)踐脫離的問題，解決了由于學(xué)生人數(shù)快速增長導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)硬件資源不能滿足教學(xué)需求的問題，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間和時(shí)間。Proteus軟件集成單片機(jī)編程、虛擬調(diào)試工具和豐富的元器件資源使OBE教學(xué)理念和多元化考核方式得以有效實(shí)施。從考核結(jié)果和學(xué)生的反饋可知，該教學(xué)探索有利于激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)全面發(fā)展。今后單片機(jī)課程的教學(xué)將探索Proteus軟件融合智慧樹教學(xué)平臺實(shí)施“線上+線下”的教學(xué)模式，不斷迭代優(yōu)化教學(xué)理念和考核方法，為新工科背景下的教學(xué)改革提供一種參考和啟示。