单片机应用技术理虚实一体化教学模式研究与实践①

李春艳

[摘 要] 作为厦门市教育科学“十三五”规划2016年度课题“中职电类专业理虚实一体化仿真教学研究”，在单片机课程中进行理虛实一体化教学实践并进行经验总结，理虚实一体化教学将理论、虚拟仿真、实践教学三者紧密结合，有效提升了单片机应用技术教学的质量，值得所有教师的探究与实践。

[关 键 词] 单片机应用技术；理虚实一体化；教学模式

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）06-0019-01

在中职教育中，单片机应用技术是电子类专业中的必修课程。作为一门应用型课程，其特点是理论与实践紧密结合，非常适合应用理虚实一体化教学模式。

一、理虚实一体化教学的作用

理虚实一体化教学是职业教育中理实一体化教学深入发展的一种新的教育模式，指在课堂教学中，将理论教育与实践教学相结合，虚拟仿真与实践操作相结合，虚拟资源与现实资源相结合。通常来说，理虚实一体化教学分为虚拟训练和实操两个阶段，学生在虚拟训练中了解装置、设备和工艺流程，在实际操作中进一步巩固和提升自己的操作技能。

在过去的理实一体化教学中，虽然学生的职业能力得到了有效的提升，但由于课堂时间有限，很难满足全部学生的操作要求。而理虚实一体化教学模式建立在多媒体技术的发展之上，将虚拟现实技术融入了课堂教学中，并以其高效率、低成本等优势得到了广泛的推广和应用，还有效克服了过去理实一体化教学中实训条件的局限性，有效降低了由于学生操作错误在真实操作中造成机器损坏和人身伤害的可能性。

二、单片机应用技术教学新模式探究

（一）仿真软件与课程结合开展教育教学

单片机技术与电子技术基础课程息息相关，在教学中应打破课程体系，与电子技术相结合来进一步落实理虚实一体化。而Proteus软件是应用较广泛的仿真单片机及电子器件的工具，可以用于单片机的各种模拟实验。在单片机教学中安排课程实训，制作电子小产品，可以让学生从无到有地完成电子产品的制作。Proteus软件既可以进行程序调试，还可以进行PCB电路布局与布线，并能看到电路板3D模型。Proteus软件起到承上启下的作用，可以为下一步的实践打基础。下面以单片机音频电路教学为例展示理虚实一体化教学模式在单片机教学中的应用。

1.在课堂上进行项目的任务分析和相关知识的要点讲解。硬件主要是单片机最小系统电路及应用电路；软件中主要是解决单片机如何发出不同的声音，播放乐曲。可以将其分为三个阶段的内容进行讲解分析：（1）扬声器发出单一频率的声音；（2）如何发出两种不同频率的声音；（3）如何实现简单乐曲。

2.应用Proteus软件进行仿真实验。应用软件绘制电路图进行仿真实验，在这个阶段中，应用虚拟软件仿真可将重点放在程序编辑上，而每人一台计算机可以跟上老师的进度，进行程序设计与分析，观察实验效果，教师也能较好地把握教学进度。而Proteus软件可以进行电路的布局与布线，学生可以观看3D模型，为下一步的电路制作打好基础。

需要注意的是，仿真软件里面所有的元件都是理想元件，所以，仿真能实现的效果实际做出来并不代表一定有效果。要想在实际中达到满意的效果还要凭借硬件经验进行反复的摸索和尝试。这就不可缺少最后一步，进行电路实物制作。

3.电路实物制作，进行真实实践。根据Proteus软件制作的布线图，进行万能板插装焊接，或者制作PCB板电路，焊接完成后进行通电检测硬件，观察实验效果。并可以与仿真电路实验效果进行对比，让学生在实践操作中更加理解仿真与实践的区别，仿真软件可以大大提高学习效率，但并不能代替实践。因此，理虚实一体化教学是由理论学习、虚拟操作与实践操作三者结合完成的，缺一不可。

（二）有的放矢设计实训项目，深化校企合作

理虚实一体化的教学模式可以让学生在模拟实验和真实实践过程中对基础知识内容进行深入的了解。为了更好地采用理虚实一体化的方式进行知识点的教学，需要教师有的放矢地设计实训项目，结合教学内容和学生学习的实际情况，选择教学中的重点内容，采用模块、课题或是任务体系结构的形式，在理论的指导下，在虚拟仿真和实际操作中进一步提升学生的实际水平。

职业教育是培养企业目前所需要的技能型人才的一种教育，因此为了深入促进理虚实一体化教学模式的推进，在教学中学校应该深化校企合作的模式，可以开发相应的软件平台。这个平台既可根据学习的科目实际需要加入理论知识，结合企业实际生产实践的项目进行学习，又可创设实践项目虚拟化环境仿真学习，最终还能到企业在真实的环境中实践学习，进一步深化了理虚实一体化的教学模式。

三、结语

通过一段时间的教学，结果初步证明，理虚实一体化教学模式可以有效提高单片机应用技术教学水平，激发学生对本门课程的学习兴趣。在未来的教学中，教师应该继续对理虚实一体化教学模式进行探究，并以此培养出更多社会需要的技术型人才。

参考文献：

[1]李萍，李红萍.基于项目教学法的单片机课程改革[J].甘肃科技纵横，2010，39（2）.

[2]赵晋芳，刘长江，赵卓.仿真技术在机电类课程教学中的应用研究[J].黑龙江科技信息，2016（10）.

[3]曹春雷.理虚实一体化教学模式初探[J].中国科教创新导刊，2012（14）.