毛攀峰 张学俊
浙江国际海运职业技术学院 浙江省舟山市 316000
摘要：随着互联网虚拟技术的突破和应用，单片机教学逐渐暴露出各种问题，比如说，教学资源有限，教学的方法和手段存在单一弊端等。本文在研究过程中针对教学现状和教学改革内容进行分析，并提出了具体的虚拟方针模式。希望本文论述内容有利于提高单片机仿真教学的效率，有效促进学生职业岗位能力的形成和发展。
关键词：单片机；虚拟仿真；项目教学；课程模式
随着“互联网+”的深入发展，计算机虚拟技术与教育资源的结合已经展示出一定的发展前景和发展价值，虚拟仿真教学借助互联网虚拟现实技术和仿真技术的突破成为了新型的辅助教学途径和方式。在虚拟仿真教学模式下。学习的情景情况和操作环节将会一一展示，尤其是实践操作的流程会得到设计操作以及验证，产生了一种基于理论和实践的有效结合。除此之外，虚拟仿真教学本身具备灵活高效的教学特点，不仅有利于开展个性化的教学尝试，还符合众多高职院校教学发展的人才培养计划，据此，虚拟仿真教学成了众多高职院校培养职业能力、创新能力和创业能力的课程选择。
一、单片机教学现状分析
随着职业教育深入发展，职业教育工学与教育相结合，使得单片机技术成为高职院校计算机教学的主要课程。单片机教学课程具备较强的理论性和操作性，其不仅涉及到计算机软硬件的相关知识，更是基于复杂电路和多电子技术的结合[1]。除此之外，单片机教学本就复杂多变，可别是根据单片机形成的电路不仅具备多个接口芯片，还需要注重软件和硬件的配合。
这就使得单片机课堂教学呈现出较为枯燥和晦涩的特点。而且，高职院校单片机教学中教学资源不足，导致课堂教学始终讲授为主，很少涉及到实践教学和实验操作，这就使得原本以实验操作为主的课堂教学形式变成了口头传授。许多教师由于教学资源限制，只能将关键实验的步骤进行分拆讲解。也有部分学校对关键实验道具和器材进行配备，但是学生在实验过程中只需按照教师指导做好接线处理，输入程序即可完成操作。学生很少拥有自由且灵活地动手操作时间和机会。而且，还有部分高职院校虽然已经将仿真教学软件引入其中，但在应用方面仍然呈现短板。实际教学内的实验项目仍然以传统的验证性项目为主，几乎所有实验都需要会是繁琐和复杂的电路图，这不仅占用了大量的教学时间，还降低学习效率。由此可以说可以看出，单片机教学始终存在着教学资源有限、教学方式方法单一的落后、教学时间及效率不足等问题。
二、教学改革研究的内容
1.学习者特征与学习需求分析
在教学改革过程中，主要改革内容包括以下两点，其中学习者特征分析是结合学生基本信息进行了解，比如说年龄、性别、学习情况等等，而在学习者学习特征分析中，本文主要依据问卷和访谈的方法进行调查和实践。本文结合问卷调查结果了解到，该课程学生普遍为二年级，自身关于安装调试、电子图形设计等已经具备一定认知基础。不过，这部分学生对理论知识认知存在偏差，无法体现活学活用的特点，而且这部分学生入学成绩较低。自身认知能力悄然薄弱，对于出现了理解和理论知识的概念理解不全面。其实较为重要的为这部分高职学生基础薄弱，关于抽象知识和理论的理解能力较差[2]。不过在实践方面，对计算机硬件技术较为感兴趣，说明单纯的课堂教学无法满足信息需求，对学习缺乏热情和积极性的群体才是关键。不过，这部分群体也具备一定优势，许多学生关于改革的教学内容也保持理解，而课堂教学之外部分人群会通过多种渠道进行技术和概念的了解。而且对于学习者的动手能力较强，理论知识较差。而本文内容希望通过融教行为随起满足学生知识和操作的需求。使得学生在实践中获得理论依据和培养操作技能，这才是仿真虚拟教学的真实问题。
2.典型项目与学习任务设计
在典型项目设计过程中，通过虚拟仿真技术进行教学任务设计，该任务需要满足典型性和先进性的基本原则。
因此，本文认为高职院校可以加强与高新企业的合作及联系，或者是通过访谈，调研等等诸多形式了解到典型项目设计的细节和关键。而且，可以通过技术研讨会的形式对单片机操作人员职业成长所需进行分析，通过这种细节的调研，形成典型工作任务。而且，该学习任务制定必然需要遵循人才培养的规律和学生职业发展能力。按照不同层次和理论的学习者特征分析和需求分析进行展示。为此，更好地判断此举单片机技术的匹配性[3]。本文研究中，通过单片机课程设置流水灯、交通控制灯以及字符液晶频率计、数字定压仪等。并且在大型项目下设不同小任务，这位虚拟实验平台建设提供了条件。
3.虚拟仿真实验教学平台的开发
本文认为，通过虚拟仿真进行教学实验，需要把握以下三种教学重点。第一，需要按照典型项目设置典型任务，并且通过任务分配需求供给不同操作器材。然后，通过模块化教学思想对实验器具进行分类，确定实验所需，满足模块组成体系的需要。本文实验设计有时钟、单片机最小系统，储存器和虚拟仪器等构成。第三，选择Proteus、仿真软件和KeilC51uVision4编译调试环境作为虚拟实验教学平台的开发环境，在Proteus仿真环境下设计各模块电路，在Keil环境下设计、编译与各个典型学习任务相关的功能模块程序，并进行联合仿真调试。
三、虚拟仿真教学模式的构建
虚拟仿真教学模式构建体现综合特点，其不仅结合建构主义学习理论和混合式学习方法，应该在高职院校工学结合课程的要求下最大化地按照虚拟仿真教学原则进行设计和实验。可以说，仿真教学模式体现出一种理论与实际相结合的设计方案。其整体步骤为“项目导入——计划制定——计划实施和评价等”。本文接下来以流水灯设计为例进行分析，明确各环节模式的实际内容。
在单片机教学中，流水灯项目具备一定基础性，可以较好地帮助学生进行知识积累。实践中的任务安排主要体现在以下几个方面：一是按键左右移动，二是霓虹灯显示。在这个实验地进行中学生们可以通过单片机最小系统完成搭建，不仅熟练掌握单片机产品的设计方法，在操作中也积累了经验。可以较好的训练寻声门的理解能力、开发能力和创新协作能力等。
项目导入环节——教师需要做好三个准备。首先，通过虚拟实验平台完成教学目标教学目的和教学任务的布置。其次，根据学生现有接受能力和学习能力进行小组分配。然后为学生提供了相关学习资源和实验道具，并且，密切观察学生实践活动，清晰的传达实践任务。计划制定环节——学生已经通过小组协作方式完成目标分解，并且对实验所涉及到的不同要素和时间进行掌握。在此基础上，可以借鉴虚拟仿真平台进行决策，确定实践步骤，并且通过安装左右移动和按键移动等方式进行霓虹灯的实验准备[4]。然后，计划实施环节需要学生根据原有计划步骤进行项目地操作，学生和教师都可以通过虚拟仿真平台作出学习或者是指导。彼此之间也可以通过交流解决活动难题。
展示评价环节——学生实验效果的展示。不过，这不仅是学生学习的检验，还是一次知识的整理和反思，在展示过程中，学生可以对他人项目成果进行评价，也可以接受他人对自己项目的评价。彼此之间通过知识的交流达到巩固和升华目的。而且，同学之间彼此交流做到分析和总结，教师也会通过及时地反馈和评价，帮助学生理清思路，了解学生的实践活动中的不足和优势。本文认为，这种评价展示和的环节将有着重要的指导作用，它会形成一种基于实践课堂的知识整合，在反思的基础上巩固原有知识，提高教育教学质量。
参考文献
[1]岳大为，梁涛，郭欣，等.单片机虚拟仿真实验平台的建设研究[J].教育现代化，2019,6(29):205-206.
[2]周伟辉，周亚平，万心悦，等.基于虚拟仿真技术的《单片机原理与技术》的教学改革探析——以东华理工大学长江学院为例[J].南方农机，2020.
[3]程艺苑，李根全，姬晓旭，等.虚拟仿真技术在《单片机原理及其应用》教学中的应用[J].南阳师范学院学报，2018,v.17；No.190(04):55-58.
[4]周克辉.虚拟仿真技术在高职单片机课程教学中的应用与实践[J].电子测试，2018(16):119-120.
基金项目：浙江国际海运职业技术学院高等教育教学改革研究项目《虚拟现实仿真平台在机电类专业课程实践教学中的研究与实践》