基于Proteus仿真軟件的項目式教學(xué)法在單片機教學(xué)中的應(yīng)用研究

1、    基于proteus仿真軟件的項目式教學(xué)法在單片機教學(xué)中的應(yīng)用研究    賈興建摘 要： 針對單片機課程特點，提出以proteus仿真軟件項目式教學(xué)法為主導(dǎo)的教學(xué)改革方案，引導(dǎo)學(xué)生在實踐中完成知識點的學(xué)習(xí)，將理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來，可使學(xué)生較快融入企業(yè)，參與實際的單片機設(shè)計工作，提升實踐創(chuàng)新能力。關(guān)鍵詞： 單片機 教學(xué)改革 proteus仿真 實踐能力1.引言高校教學(xué)中有人提出與單片機有關(guān)的課程既難教又難學(xué)，教學(xué)效果不太理想，其主要原因在于：傳統(tǒng)的“老師講、學(xué)生聽”的教學(xué)方法挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對單片機課程特點，尋求一種能較好地培養(yǎng)學(xué)

2、生能力的教學(xué)方法是每一位任課教師迫切關(guān)注的問題。對各高校的單片機原理精品課程進行查閱，可以看出各高校對實踐教學(xué)非常重視，為了加強實踐教學(xué)，近年來，我國的一些學(xué)術(shù)機構(gòu)開始致力于虛擬實驗室的研究，雖有了一定發(fā)展，但是還存在很多不足：沒有形成較為合理的發(fā)展模式和方向，基于proteus軟件平臺的課程教學(xué)，在各個論文期刊也均有發(fā)表，各地高校也有研究，然而研究者多、應(yīng)用者少，真正貫徹與應(yīng)用實際教學(xué)過程中才是虛擬實驗教學(xué)的重中之重?？梢娞摂M實驗教學(xué)在國內(nèi)有一定的理論基礎(chǔ)，將其整合到課堂教學(xué)中有巨大的應(yīng)用價值。2.教學(xué)方法和教學(xué)手段針對不同項目，采用引導(dǎo)教學(xué)法、案例分析法、演示教學(xué)法等多種教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生

3、積極思考，樂于實踐，強化學(xué)習(xí)效果。2.1演示教學(xué)法教學(xué)過程中首先演示仿真運行結(jié)果，然后提出問題，學(xué)生帶著問題和對演示結(jié)果的好奇，投入任務(wù)的學(xué)習(xí)之中。對于一些關(guān)鍵步驟的理解，可現(xiàn)場修改程序，顯示運行效果，例如最簡單的流水燈，可修改指令改變燈循環(huán)點亮的時間，或使奇數(shù)燈循環(huán)點亮，使學(xué)生理解每條指令的功能。2.2案例分析法對于一些基本模塊的設(shè)計，可采用案例教學(xué)法。通過簡單的、具體的任務(wù)實例分析、介紹知識點，使學(xué)生對單片機有一個感性認識。同時對于第一個綜合項目的設(shè)計，也可采用案例分析法，之后學(xué)生就可以舉一反三，進行綜合項目的開發(fā)設(shè)計。2.3引導(dǎo)教學(xué)法對于一些較難理解的知識點，可采用預(yù)先設(shè)置故障的方法，引

4、導(dǎo)學(xué)生理解。如數(shù)碼管的動態(tài)顯示，在點亮下一位之前要關(guān)閉所有數(shù)碼管，否則會亂碼，對于這一點學(xué)生很難理解，所以在教學(xué)時，先不指明，當學(xué)生遇到此問題解決不了時，教師再指導(dǎo)修改，使學(xué)生印象深刻，便于理解。3.項目教學(xué)的實施3.1教學(xué)對象以本校自動化專業(yè)大學(xué)三年級學(xué)生為教學(xué)對象，采用proteus軟件項目式教學(xué)法。這一時期的學(xué)生已掌握本專業(yè)的一些基本理論知識，對電路進行分析設(shè)計，繪制電氣原理圖，知道常用的電子元器件，可以進行仿真設(shè)計中硬件電路的設(shè)計。對于軟件部分，學(xué)生可用c語言進行編程設(shè)計，完成軟硬件的聯(lián)合調(diào)試。3.2教學(xué)內(nèi)容的選取將項目式教學(xué)法引入單片機教學(xué)中，關(guān)鍵是項目的設(shè)計，項目設(shè)計是否合理直接影

5、響教學(xué)效果優(yōu)劣，教師在選擇教學(xué)項目時，應(yīng)緊扣教學(xué)大綱從實用性、可行性、綜合性等方面考慮。led流水燈、按鍵、數(shù)碼管顯示、液晶顯示、蜂鳴器、定時器、溫度測量等這些具有代表性的小項目是一個綜合性大項目設(shè)計的基本模塊，這些項目在日常生產(chǎn)生活中，學(xué)生經(jīng)?？吹接玫?，學(xué)生有興趣學(xué)習(xí)，基本模塊應(yīng)用好了，可以進行綜合的大項目的開發(fā)設(shè)計。3.3教學(xué)目標3.3.1從工程實際需求出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生從事單片機設(shè)計需要的技能和知識、學(xué)習(xí)方法及基本的生存和發(fā)展能力，使學(xué)生較快融入企業(yè)，參與實際的單片機設(shè)計工作。3.3.2培養(yǎng)的學(xué)生在用單片機進行畢業(yè)設(shè)計時，展現(xiàn)仿真效果，并做出設(shè)計實物，在各創(chuàng)新設(shè)計大賽中，設(shè)計出更具智能化的作

6、品。3.4教學(xué)過程項目從簡單到復(fù)雜，難度從小到大，有個循序漸進的過程。在教學(xué)的早期，教師處于主導(dǎo)地位，給學(xué)生充分講解每個基本模塊的硬件、軟件設(shè)計方法，到后期以學(xué)生為主導(dǎo)，教師布置項目任務(wù)，學(xué)生在掌握基本模塊的應(yīng)用后，開始進行綜合項目的設(shè)計，如恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計，此項目應(yīng)用到溫度測量、數(shù)碼管顯示、按鍵設(shè)置、蜂鳴器報警、繼電器控制等基本模塊，最終通過仿真軟件proteus直觀地看到溫度顯示及控制的效果，讓學(xué)生有成就感，提高學(xué)習(xí)興趣。最終在理論知識、課程設(shè)計、動手能力、創(chuàng)新設(shè)計等方面進行考核，驗證proteus項目式教學(xué)法對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對知識的掌握和應(yīng)用方面的有效性。結(jié)語每個項目的運行結(jié)果在proteus軟件平臺上清晰可見，原理圖、仿真結(jié)果可視性強，比傳統(tǒng)的硬件開發(fā)板更便于理解學(xué)習(xí)，使學(xué)生對單片機及電子設(shè)計的興趣大大提升，知識的掌握和應(yīng)用也有很大提高。實驗例程中包含大量芯片與接插件，由于經(jīng)費、損耗等因素，傳統(tǒng)硬件開發(fā)板受到限制。使用虛擬環(huán)境中仿真模型，幾乎等同于真實的元器件，實驗的可操作性遠遠高于真實器件，避免初學(xué)者在學(xué)習(xí)中遇到不必要的麻煩，導(dǎo)致對主干知識理解的偏差。學(xué)生不必再考慮元器件的損耗和一些在實驗中容易出現(xiàn)的安全問題，使得他們在實驗過程中更大膽地實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計，為做好后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。參考文獻：1唐煒.基于“項目驅(qū)動”的單片