基于Proteus 軟件的教學方法研究和實踐

孟憲偉

(雞西大學 電氣與信息工程系，黑龍江 雞西 158100)

基于Proteus 軟件的教學方法研究和實踐

孟憲偉

(雞西大學 電氣與信息工程系，黑龍江 雞西 158100)

通過分析單片機教學中存在的問題，提出了運用Proteus仿真軟件進行仿真教學的觀點，并根據高校教學過程中出現的問題，提出了教學改革策略。

Proteus軟件 ；單片機；仿真教學；教學方法

單片機技術是現代電子工程領域一門迅速發展的技術，應用于各種嵌入式系統中，單片機的理論知識很抽象，難于理解，因此在教學中采用單片機仿真軟件——Proteus來彌補單片機教學中的不足。本文通過對Proteus軟件的教學仿真過程，找出教學中存在的問題，并提出合理的教學建議。

一 單片機教學中存在的問題

1.基礎理論枯燥，學習主動性差。

經調查研究，現在專科中學習單片機的學生中，有一部分是文科生，對硬件電路知識不懂或不感興趣，理科學生也只是懂得一些基本電路知識，而單片機又是一門實踐性強、非常抽象的課程，也是比較枯燥的，從最基本的理論知識學起，涉及的理論廣、內容多，而課堂教學中又缺乏演示，上課的效果不理想，所以學生在學習的過程中主動性非常差。

2.理論教學和實踐教學脫節。

傳統的教學模式中，理論教學和實踐教學是分開進行的，學生只能是機械的去記憶，而傳統的單片機實驗需要的硬件設備價格高，且專業性強，有一定的危險性，必須由專業教師現場指導，而教師的學時又受限制，所以學生的實驗課效果不佳，造成理論教學和實踐教學脫節。

二 單片機教學的改進策略

1. 教學內容的改進。

講授單片機課程必須合理運用教學方法，改革教學內容，充分發揮學生的主體作用，改變學生的學習態度，由被動學習轉變為主動學習。根據學生的接收程度，有針對性地選擇教學內容，更好地完成教學計劃，因此在教學中引入Proteus仿真系統。

Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，該軟件可以對很多單片機和電子技術電路設計進行系統仿真。電路仿真是互動的，針對微處理器的應用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現軟件源碼級的實時調試。Proteus軟件從原理圖、布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，在電子設計中引入Proteus仿真軟件，可以建立直觀的仿真思想，它具有硬件投入少、可自行調試電路、實驗過程中損耗小、與工程實踐最為接近的特點。在教學實踐中，可調試單片機程序，可仿真單片機外圍的工作，豐富了學生實驗教學的內容，激發了學生的學習興趣，提高了教學效果，彌補了理論教學和實踐教學的脫節。

2. 教學方法的改進。

在理論教學中要以學生為主體，教師為主導，教材為輔，鍛煉學生獨立分析問題、解決問題的能力，建立提高能力為主的教學模式。

(1)一體化教學方法。

教學過程中將理論和實踐教學進行緊密結合，實踐教學內容要突破依賴于專門的實驗設備，充分應用計算機輔助設計軟件，讓學生在課內、課外進行電路的設計、仿真和驗證，然后進行PCB的設計與制作。由于硬件電路知識抽象，學生難懂，教師講得吃力，卻收不到應有的效果，所以要及時進行實踐教學，科學地確定教學目標，做好課程整體設計，確定本課程的學習情境，以行動為導向，以項目為載體，以任務為驅動，學做結合。具體實施過程：項目的選取(來自企業)——確定設計方案——原理圖設計——PCB板制作——焊接——調試——形成產品。此過程從項目的選取到產品的形成，是體現一體化教學的思路，使學生及時消化、鞏固理論知識。

(2)模塊化教學方法。

模塊式教學法是按照教學過程的基本環節，把教學內容按教學目標合理劃分的教學方法。各模塊之間即是相互獨立，又是相互交叉的。Proteus軟件的應用我們采取從基礎知識入門和綜合應用兩個模塊著手。

在基礎入門中先介紹用Proteus畫電路原理圖和進行電子測量的基本方法，然后在數字電路實驗中，應用Proteus的動畫演示功能，可以通過紅色(高電平)和藍色(低電平)小方塊顯示每個器件引腳上電平的實時變化規律，這樣就能很好地幫助學生理解和掌握電路的功能。在模擬電路實驗中，借助Proteus強大的模擬仿真功能，在教學中可以很方便地給學生一邊演示、一邊講解各種電路的特性和工作原理。

在綜合應用模塊中，通過基礎課的學習，學生對類微處理器的功能仿真和外圍器件的調試已經具備了運用能力，然后教學生用Proteus軟件進行C語言程序調試的學習，學生可以自己繪制電路原理圖，自己編制程序，在仿真軟件里進行調試，然后安裝到目標實驗板，觀察運行結果。還可以做很多設計性的實驗，對提高學生的學習興趣，具有非常實用的意義。

(3)真演示教學方法。

單片機課堂教學的時候，教師可以采用現場演示的方法，給學生以更形象生動地闡述說明。比如：可根據題目將班里的學生分組，每個組準備一道例題，并現場用Proteus 演示講解，教師可根據每個組的課堂表現計入平時成績。還可配合提問的方式與學生互動，引導學生自己去分析某條匯編指令的功能。這種教學方法是以知識點為依據，以學生實際接受能力為前提，設計出合理的任務。

(4)任務驅動型實驗教學方法。

在實驗授課中我們可以采用任務驅動型教學方法，它是以知識點為依據，以學生知識背景和接受能力為前提，設計出合理的任務。教師通過提出設計任務，讓學生對任務進行分析，掌握所涉及的知識，在教師的指導下繪制仿真電路原理圖、程序設計，運行Proteus模擬軟件。這種教學方法主要教會學生學會學習，通過自評和互評，以及指導教師進行及時點評和理論指導，通過這個過程，學生在討論中學習，在討論中提高。

三 結語

在Proteus軟件的教學中，理論教學和實踐教學完全整合在一起，理論教學內容要例舉實際應用，實踐教學內容要突破依賴于專門的實驗設備，讓學生在“學中做，做中學”， 采用教師為主導，學生為主體的教學理念，根據學生在不同階段的學習需求，實時地調整教學方法，在節省成本的同時，極大地培養了學生的學習興趣，有效地提高了學生的單片機技術實踐能力。

[1]王史春.基于PROTEUS在硬件電路一體化教學中研究與實踐[J].中國科技教育，2011.

[2]周靈彬，任開杰．基于PROTEUS的電路與PCB設計[M].北京:電子工業出版社，2010．

[3]張文濤．PROTEUS仿真軟件應用[M].北京:華中科技大學出版社，2010.

[4]李云勝. Proteus在電子實驗教學中的應用[J].信息化研究， 2010(4)．

ClassNo.:G642DocumentMark：A

(責任編輯：鄭英玲)

DiscussionofTeachingMethodsReformBasedonProteusSoftware

Meng Xianwei

This article analyses the problems of chip microcomputer teaching , and proposes to carry out the simulation teaching with the Proteus software.Some strategies to reform the teaching are also put forward in the paper.

Proteus software; chip microcomputer; simulation teaching; teaching method

孟憲偉，碩士，實驗師，雞西大學電氣與信息工程系。

1672-6758(2012)07-0014-2

G642

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