虚拟仿真软件应用于单片机课堂教学的必要性
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【摘 要】职业高校的学生在学习过程中更注重实践应用，在单片机教学课堂上，学生经常提出的问题是这部分理论知识在实践中有什么用处。在这种大环境下，寓教于用就显得尤为重要。而仿真软件，正是以简便快捷的方式完美的解决了这一问题。在单片机教学过程中，仿真软件PROTEUS的使用将理论知识与实际应用很好的结合到了一起，不仅起到了将理论知识实际化的作用，而且在很大程度上调动了学生学习的积极性。另外，仿真软件的可实施性强的特点，有利于将其广泛应用于一线教学当中。
【关键词】PROTEUS；仿真软件；单片机教学；高职院校
我是一名单片机一线教学的老师，在教学过程当中发现，枯燥的电路知识和繁琐的指令不能引起学生的兴趣，尤其在例题讲解的时候，学生更是觉得理解困难，索然无味。那么如何让教学变得具有趣味性便成了值得我们思考的一个重要问题。而仿真软件的出现与应用，完美的解决了这一问题。PROTEUS嵌入式虚拟开发系统与仿真平台是一款可以实现数字电路、模拟电路、微控制器系统仿真及印刷电路板设计等功能的电子设计自动化软件。使用仿真软件进行仿真后，学生不仅可以通过仿真电路仿真现象理解结果，还可以通过亲眼所见的现象调动学生对整个过程的好奇心，引发其学习兴趣。下面我将从几个方面阐述将该软件应用于课堂教学的可行性及必要性。
一、高职院校学生学习的特点
高职院校的学生一般理论知识基础比较差，对理论知识学习兴趣不高，他们的关注点更多的放在了理论知识在现实中有什么用，怎么才能将理论知识应用于实践进而掌握一门有用的技能上。随着科技的发展，单片机在各个领域的应用也越来越广泛，单片机几乎成了所有高校相关专业的必学课程，高职院校也不例外，就单片机教学而言，枯燥的电路和代码不能调动其对学习的积极性，单纯的课堂讲解让学生云里雾里，说服性差，反而让他们觉得乏味无趣，而实践操作的训练更能让学生提高学习兴趣；通过实践中亲眼所见的现象更能激发学生对理论知识的探索。针对高职院校学生的这一特点，如何将理论知识变为实践应用，或者是理论知识和实践应用紧密结合便成为了职高教育面临的一大难题。而单片机教学中仿真软件的使用，恰好解决了这一问题。
二、仿真软件的优点
软件PROTEUS是英国Labcenter公司基于电路的软、硬件设计与调试都是在计算机虚拟环境下进行这一思想开发的仿真软件，运行于Windows操作系统上，不但具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路系统仿真等功能，还可以随时变电路参数使整个电路达到最优化的设计。PROTEUS软件集强大的功能与简单的操作于一体，不但是嵌入式领域技术最先进的开发工具，在一线教学中也可以得到广泛的应用。该软件可以将课本上的电路直观的反应到电脑显示器上，让学生直接观察电路中各元件的变化（比如LED的闪烁等）。成功的将难以理解的程序转化成了看的见的现象，让学生对理论知识的学习不再排斥。而仿真软件能广泛应用于课堂的另一个优势就是其运行环境简单，不需要额外的设备，只需在电脑上安装软件，并且该软件具有强大的原理图绘制功能。
三、仿真软件应用于课堂教学的必要性
目前，大多数高职院校课堂上采用的还是以老师讲授为主的教学方式，这种仅仅依靠黑板和粉笔的讲课方式越来越不被学生所接受。随着互联网技术日新月异的发展，我们早已进入信息时代，学生对新思路，新方法的需求也日益提高，课堂教学死记硬背的模式已无法满足学生的需要，这种方法势必会将学生的思想束缚在课本上。而仿真软件的引入及时的打破了这一壁垒，成功的将学生引导上了新的学习道路上。
单片机是一门实践性非常强的课程。因此若想收到理想的教学效果，必须要进行理论与实践的一体化、并行的教学。而进行单片机的实验教学则需要专门的设备、开发板。调试起来不光费时，而且学生若操作不当，极容易引起电路板的损坏与故障，从而很容易阻碍课程的进度。这样一来，单片机的教学给人的感觉是费时、费精力而不讨好。随着虚拟软件的出现，教学中的这些令人头疼的矛盾得到了根本性的解决。对于单片机教学，虚拟软件非常适合、非常的凑效。它通过模拟实际的电路而打造出适合程序运行的环境，从而使教学得到了功半事倍的效果，极大的提高了课堂的效率。使老师与学生有更多的精力投入到程序的设计上面，而不会把时间浪费在电路的调试上面。综上所述，单片机的仿真教学必将成为单片机教学的主流，有重大的研究意义。
随着电子技术突飞猛进的发展，仿真软件的应用越来越广泛，在教学过程中仿真软件的使用可行性非常高。仿真软件应用于课堂上需要的硬件仅仅是一台电脑，而电脑几乎是每个学生都有的。所以，将仿真软件应用于教学是切实可行的一项重要举措。
四、仿真软件应用于课堂教学的效果
在高职院校的单片机教学中，原始的教学方式已经不被学生所接受，仿真软件以提高学生学习兴趣为目的，并且取得了良好的效果。
仿真软件能在课堂教学中营造一种实际操作的情境，类似于实验室实际操作的环境，符合高职院校学生喜欢实际动手操作的特点，通过身临其境的仿真，不管是否能达到预期的仿真效果，都能使学生深入思考。出现错误的会主动找原因，结果正确的会更深一步理解整个过程。
比如用定时器完成LED闪烁的题目，大多数学生的第一反应是头大，不想思考，甚至无从下手。而用仿真软件进行仿真后，很多学生变得兴趣浓厚，很有好奇心。从结果逆流而上探究原因，学生从心里上更愿意听老师的讲解并且更能接受這个过程。甚至有的学生能举一反三，提出各种假设性的问题。这只是课堂教学中的一个很小的例子，而从这个简单的例子可以看出，将仿真软件应用于课堂教学当中，会起到意向不到的积极效果。这个现象再一次证明了仿真软件应用于课堂不仅仅是必要，而且是必行的措施。
五、结束语
心理学家皮亚杰说：＂一切有成效的活动须以某种兴趣作为先决条件。＂兴趣是最好的老师。两千多年前，伟大的教育家孔子就提出过＂知之者不如好之者＂，指出了学习兴趣对学习的重要性。传统方式的单片机教学枯燥无味，光凭老师的讲解，可见性差，很难引起学生的兴趣，死记硬背的模式更是让学生反感。随着电子技术与信息技术的发展，单片机的应用得到迅猛的发展，应用领域越来越广泛，几乎无处不在。如果单片机教学没有实操课程很难引起学生的兴趣。而虚拟仿真软件PRETUS引入，不仅增加了课堂的趣味性，更是大大提高的学生对单片机这门课程的认知度，激发了学习兴趣。仿真软件凭借其可行性高，教学效果好等优点，必将被广泛应用于单片机课堂教学。
【参考文献】
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[4]虞沧，叶茎，王晓虹，《单片机原理与接口技术》【M】，冶金工业出版社。