單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)理虛實(shí)一體化教學(xué)模式研究與實(shí)踐①

李春艷

[摘 要] 作為廈門市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度課題“中職電類專業(yè)理虛實(shí)一體化仿真教學(xué)研究”，在單片機(jī)課程中進(jìn)行理虛實(shí)一體化教學(xué)實(shí)踐并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，理虛實(shí)一體化教學(xué)將理論、虛擬仿真、實(shí)踐教學(xué)三者緊密結(jié)合，有效提升了單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)的質(zhì)量，值得所有教師的探究與實(shí)踐。

[關(guān) 鍵 詞] 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)；理虛實(shí)一體化；教學(xué)模式

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）06-0019-01

在中職教育中，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是電子類專業(yè)中的必修課程。作為一門應(yīng)用型課程，其特點(diǎn)是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，非常適合應(yīng)用理虛實(shí)一體化教學(xué)模式。

一、理虛實(shí)一體化教學(xué)的作用

理虛實(shí)一體化教學(xué)是職業(yè)教育中理實(shí)一體化教學(xué)深入發(fā)展的一種新的教育模式，指在課堂教學(xué)中，將理論教育與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，虛擬仿真與實(shí)踐操作相結(jié)合，虛擬資源與現(xiàn)實(shí)資源相結(jié)合。通常來說，理虛實(shí)一體化教學(xué)分為虛擬訓(xùn)練和實(shí)操兩個(gè)階段，學(xué)生在虛擬訓(xùn)練中了解裝置、設(shè)備和工藝流程，在實(shí)際操作中進(jìn)一步鞏固和提升自己的操作技能。

在過去的理實(shí)一體化教學(xué)中，雖然學(xué)生的職業(yè)能力得到了有效的提升，但由于課堂時(shí)間有限，很難滿足全部學(xué)生的操作要求。而理虛實(shí)一體化教學(xué)模式建立在多媒體技術(shù)的發(fā)展之上，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入了課堂教學(xué)中，并以其高效率、低成本等優(yōu)勢得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，還有效克服了過去理實(shí)一體化教學(xué)中實(shí)訓(xùn)條件的局限性，有效降低了由于學(xué)生操作錯(cuò)誤在真實(shí)操作中造成機(jī)器損壞和人身傷害的可能性。

二、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)新模式探究

（一）仿真軟件與課程結(jié)合開展教育教學(xué)

單片機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程息息相關(guān)，在教學(xué)中應(yīng)打破課程體系，與電子技術(shù)相結(jié)合來進(jìn)一步落實(shí)理虛實(shí)一體化。而Proteus軟件是應(yīng)用較廣泛的仿真單片機(jī)及電子器件的工具，可以用于單片機(jī)的各種模擬實(shí)驗(yàn)。在單片機(jī)教學(xué)中安排課程實(shí)訓(xùn)，制作電子小產(chǎn)品，可以讓學(xué)生從無到有地完成電子產(chǎn)品的制作。Proteus軟件既可以進(jìn)行程序調(diào)試，還可以進(jìn)行PCB電路布局與布線，并能看到電路板3D模型。Proteus軟件起到承上啟下的作用，可以為下一步的實(shí)踐打基礎(chǔ)。下面以單片機(jī)音頻電路教學(xué)為例展示理虛實(shí)一體化教學(xué)模式在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。

1.在課堂上進(jìn)行項(xiàng)目的任務(wù)分析和相關(guān)知識的要點(diǎn)講解。硬件主要是單片機(jī)最小系統(tǒng)電路及應(yīng)用電路；軟件中主要是解決單片機(jī)如何發(fā)出不同的聲音，播放樂曲?？梢詫⑵浞譃槿齻€(gè)階段的內(nèi)容進(jìn)行講解分析：（1）揚(yáng)聲器發(fā)出單一頻率的聲音；（2）如何發(fā)出兩種不同頻率的聲音；（3）如何實(shí)現(xiàn)簡單樂曲。

2.應(yīng)用Proteus軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用軟件繪制電路圖進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)階段中，應(yīng)用虛擬軟件仿真可將重點(diǎn)放在程序編輯上，而每人一臺計(jì)算機(jī)可以跟上老師的進(jìn)度，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)與分析，觀察實(shí)驗(yàn)效果，教師也能較好地把握教學(xué)進(jìn)度。而Proteus軟件可以進(jìn)行電路的布局與布線，學(xué)生可以觀看3D模型，為下一步的電路制作打好基礎(chǔ)。

需要注意的是，仿真軟件里面所有的元件都是理想元件，所以，仿真能實(shí)現(xiàn)的效果實(shí)際做出來并不代表一定有效果。要想在實(shí)際中達(dá)到滿意的效果還要憑借硬件經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)的摸索和嘗試。這就不可缺少最后一步，進(jìn)行電路實(shí)物制作。

3.電路實(shí)物制作，進(jìn)行真實(shí)實(shí)踐。根據(jù)Proteus軟件制作的布線圖，進(jìn)行萬能板插裝焊接，或者制作PCB板電路，焊接完成后進(jìn)行通電檢測硬件，觀察實(shí)驗(yàn)效果。并可以與仿真電路實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行對比，讓學(xué)生在實(shí)踐操作中更加理解仿真與實(shí)踐的區(qū)別，仿真軟件可以大大提高學(xué)習(xí)效率，但并不能代替實(shí)踐。因此，理虛實(shí)一體化教學(xué)是由理論學(xué)習(xí)、虛擬操作與實(shí)踐操作三者結(jié)合完成的，缺一不可。

（二）有的放矢設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，深化校企合作

理虛實(shí)一體化的教學(xué)模式可以讓學(xué)生在模擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)踐過程中對基礎(chǔ)知識內(nèi)容進(jìn)行深入的了解。為了更好地采用理虛實(shí)一體化的方式進(jìn)行知識點(diǎn)的教學(xué)，需要教師有的放矢地設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，選擇教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，采用模塊、課題或是任務(wù)體系結(jié)構(gòu)的形式，在理論的指導(dǎo)下，在虛擬仿真和實(shí)際操作中進(jìn)一步提升學(xué)生的實(shí)際水平。

職業(yè)教育是培養(yǎng)企業(yè)目前所需要的技能型人才的一種教育，因此為了深入促進(jìn)理虛實(shí)一體化教學(xué)模式的推進(jìn)，在教學(xué)中學(xué)校應(yīng)該深化校企合作的模式，可以開發(fā)相應(yīng)的軟件平臺。這個(gè)平臺既可根據(jù)學(xué)習(xí)的科目實(shí)際需要加入理論知識，結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)，又可創(chuàng)設(shè)實(shí)踐項(xiàng)目虛擬化環(huán)境仿真學(xué)習(xí)，最終還能到企業(yè)在真實(shí)的環(huán)境中實(shí)踐學(xué)習(xí)，進(jìn)一步深化了理虛實(shí)一體化的教學(xué)模式。

三、結(jié)語

通過一段時(shí)間的教學(xué)，結(jié)果初步證明，理虛實(shí)一體化教學(xué)模式可以有效提高單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)水平，激發(fā)學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣。在未來的教學(xué)中，教師應(yīng)該繼續(xù)對理虛實(shí)一體化教學(xué)模式進(jìn)行探究，并以此培養(yǎng)出更多社會(huì)需要的技術(shù)型人才。

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