虛擬仿真技術在中職單片機教學和技能大賽訓練中的應用策略

梁向榮

(甘肅省莊浪縣職教中心 甘肅平涼 744699)

近年來隨著信息技術的發展，虛擬仿真技術也得到迅速的發展并廣泛運用在各行各業中。虛擬仿真技術運用在中職單片機的教學中可以有效彌補大部分中職院校實訓設備欠缺的問題，同時也為單片機技能大賽的訓練提供更好的演練工具，可以有效提升教學的成果。目前在單片機技術教學的過程中主要存在以下問題。

一、目前單片機技術課程教學中存在的主要問題

單片機技術課程是一門基礎性的應用學科，是電子技術，通信技術的應用技術[1]。單片機的教學目的是培養電子技術應用型的高端人才，適應當前經濟以及技術的發展。因此，這門課程需要緊跟時代，跟隨最近的技術與發展。在教學的過程當中，不但要重視系統的理論知識教學，更加要重視教學實踐、理論實操，適應未來就業崗位的需求。目前的單片機教學中主要存在的問題就是理論教學為主，實操訓練不夠的問題。

在中職單片機的教學當中，教學大綱設計的課程中實操部分的內容說明較少，而且在教材中設計的實驗往往也是論證型的實驗，針對單片機的實踐運用較少，這樣的設置不利于學生訓練單片機的操作技能與技術水平的提升。加之在大部分的中職院校實操設備欠缺，落后，很多學生不能得到足夠的機會上機進行實訓。即使有機會進行上機實訓的學生也會因為設備，實驗設置的問題不能取得良好的實訓效果。這樣導致單片機的教學效果不佳，學生一方面不能通過上級實訓論證學習的理論，對理論知識了解不深刻，另一方面也沒有得到足夠的訓練，技術水平無法進行提升。

二、虛擬仿真技術的運用

基于目前中職單片機教學的現狀，虛擬仿真技術的運用將大大提升教學效果。本文將基于Proteus和Keil虛擬仿真軟件構建單片機技術實踐實驗室[2]。通過開展單片機各項專業實操教學以及技能大賽訓練，進而提升教學效果，培養學生的現代工程意識并提升技術水平。

Proteus嵌入式系統仿真軟件是通過將SPICE電路仿真與單片機仿真進行結合來模擬目前市場上主流單片機的運行環境，從而實現學生進行類似真實單片機操作的訓練，進一步的結合理論，加深了解并提升實際的操作水平，達到技術水平提升的效果。在Proteus的仿真系統中可以設置單步、斷點、全速等功能進行調試，進而觀察到單片機運行中各個寄存器的變化發展狀況。同時，在Proteus仿真軟件中還配備豐富的借口，普遍支持市面上的第三方軟件進行調試與編譯，基本具備單片機的功能，能讓學生進行全面的訓練。而單片機系統設計工具Keil軟件也具備比較全面的功能，不僅支持C語言以及混合編程，還能夠進行類似現實環境的仿真調試[3]。通過將Proteus與Keil軟件進行結合，基本能夠模擬單片機的實際操作與編程設計與調試。在此基礎上進行的單片機教學和技能大賽訓練可以完美地讓學生掌握單片機的操作與調試，單片機的編譯與控制，在此基礎上進行的訓練類似與實際的操作環境，才能在真正意義上提升學生的技能，提升教學效果[4]。

在單片機技術課程的教學中，運用虛擬仿真技術模擬真實的實驗環境，讓教師可以更加直觀、更加形象地進行教學，而學生也能夠更加容易理解單片機的技術理論以及實際操作。在此基礎上完成編程、調試，并操作單片機的各種功能與運行，評估整體的單片機應用的系統設計，對單片機的技術運用進行整體的了解。虛擬仿真技術同時可以模擬各種復雜的狀況與環境，讓參加技能大賽的學生得到更加多樣化、更加真實的訓練。通過虛擬仿真軟件還可以驗證各個系統設定以及參數的合理性。使用虛擬仿真軟件也可以有效降低實際中電子組件的損壞，節省時間與費用，提升效率與質量。

目前主要是運用Proteus以及Keil相結合創建虛擬仿真的條件，在中職單片機的教學過程中創建仿真的環境協助教學，讓學生可以更加直觀了解單片機的理論及實際操作。同時，虛擬仿真的軟件也可以模擬各種具體的操作環境，讓學生能夠進行實際的操作與調試，模擬現實問題，訓練學生解決問題的能力。這一點針對技能大賽的培訓更加具有現實意義，能夠有效提升訓練成果，降低成本，提升學生的技術水平。

三、結束語

綜上所述，目前中職單片機教學中存在著實訓操作不足的問題，使得技能大賽設置的意義不能凸顯。運用虛擬仿真技術在單片機教學及技能大賽訓練中可以有效模擬真實的操作環境得到良好的實驗效果，進而提升學生對基礎理論的理解程度和實際操作技能。學生也可以真實的經歷和體會單片機的運用與設計，培養動手能力與創新能力，實現培養綜合運用型人才的目的。