基于Proteus 软件的教学方法研究和实践

孟宪伟

(鸡西大学 电气与信息工程系，黑龙江 鸡西 158100)

基于Proteus 软件的教学方法研究和实践

孟宪伟

(鸡西大学 电气与信息工程系，黑龙江 鸡西 158100)

通过分析单片机教学中存在的问题，提出了运用Proteus仿真软件进行仿真教学的观点，并根据高校教学过程中出现的问题，提出了教学改革策略。

Proteus软件 ；单片机；仿真教学；教学方法

单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，应用于各种嵌入式系统中，单片机的理论知识很抽象，难于理解，因此在教学中采用单片机仿真软件——Proteus来弥补单片机教学中的不足。本文通过对Proteus软件的教学仿真过程，找出教学中存在的问题，并提出合理的教学建议。

一 单片机教学中存在的问题

1.基础理论枯燥，学习主动性差。

经调查研究，现在专科中学习单片机的学生中，有一部分是文科生，对硬件电路知识不懂或不感兴趣，理科学生也只是懂得一些基本电路知识，而单片机又是一门实践性强、非常抽象的课程，也是比较枯燥的，从最基本的理论知识学起，涉及的理论广、内容多，而课堂教学中又缺乏演示，上课的效果不理想，所以学生在学习的过程中主动性非常差。

2.理论教学和实践教学脱节。

传统的教学模式中，理论教学和实践教学是分开进行的，学生只能是机械的去记忆，而传统的单片机实验需要的硬件设备价格高，且专业性强，有一定的危险性，必须由专业教师现场指导，而教师的学时又受限制，所以学生的实验课效果不佳，造成理论教学和实践教学脱节。

二 单片机教学的改进策略

1. 教学内容的改进。

讲授单片机课程必须合理运用教学方法，改革教学内容，充分发挥学生的主体作用，改变学生的学习态度，由被动学习转变为主动学习。根据学生的接收程度，有针对性地选择教学内容，更好地完成教学计划，因此在教学中引入Proteus仿真系统。

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司的EDA工具软件，该软件可以对很多单片机和电子技术电路设计进行系统仿真。电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试。Proteus软件从原理图、布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，在电子设计中引入Proteus仿真软件，可以建立直观的仿真思想，它具有硬件投入少、可自行调试电路、实验过程中损耗小、与工程实践最为接近的特点。在教学实践中，可调试单片机程序，可仿真单片机外围的工作，丰富了学生实验教学的内容，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果，弥补了理论教学和实践教学的脱节。

2. 教学方法的改进。

在理论教学中要以学生为主体，教师为主导，教材为辅，锻炼学生独立分析问题、解决问题的能力，建立提高能力为主的教学模式。

(1)一体化教学方法。

教学过程中将理论和实践教学进行紧密结合，实践教学内容要突破依赖于专门的实验设备，充分应用计算机辅助设计软件，让学生在课内、课外进行电路的设计、仿真和验证，然后进行PCB的设计与制作。由于硬件电路知识抽象，学生难懂，教师讲得吃力，却收不到应有的效果，所以要及时进行实践教学，科学地确定教学目标，做好课程整体设计，确定本课程的学习情境，以行动为导向，以项目为载体，以任务为驱动，学做结合。具体实施过程：项目的选取(来自企业)——确定设计方案——原理图设计——PCB板制作——焊接——调试——形成产品。此过程从项目的选取到产品的形成，是体现一体化教学的思路，使学生及时消化、巩固理论知识。

(2)模块化教学方法。

模块式教学法是按照教学过程的基本环节，把教学内容按教学目标合理划分的教学方法。各模块之间即是相互独立，又是相互交叉的。Proteus软件的应用我们采取从基础知识入门和综合应用两个模块着手。

在基础入门中先介绍用Proteus画电路原理图和进行电子测量的基本方法，然后在数字电路实验中，应用Proteus的动画演示功能，可以通过红色(高电平)和蓝色(低电平)小方块显示每个器件引脚上电平的实时变化规律，这样就能很好地帮助学生理解和掌握电路的功能。在模拟电路实验中，借助Proteus强大的模拟仿真功能，在教学中可以很方便地给学生一边演示、一边讲解各种电路的特性和工作原理。

在综合应用模块中，通过基础课的学习，学生对类微处理器的功能仿真和外围器件的调试已经具备了运用能力，然后教学生用Proteus软件进行C语言程序调试的学习，学生可以自己绘制电路原理图，自己编制程序，在仿真软件里进行调试，然后安装到目标实验板，观察运行结果。还可以做很多设计性的实验，对提高学生的学习兴趣，具有非常实用的意义。

(3)真演示教学方法。

单片机课堂教学的时候，教师可以采用现场演示的方法，给学生以更形象生动地阐述说明。比如：可根据题目将班里的学生分组，每个组准备一道例题，并现场用Proteus 演示讲解，教师可根据每个组的课堂表现计入平时成绩。还可配合提问的方式与学生互动，引导学生自己去分析某条汇编指令的功能。这种教学方法是以知识点为依据，以学生实际接受能力为前提，设计出合理的任务。

(4)任务驱动型实验教学方法。

在实验授课中我们可以采用任务驱动型教学方法，它是以知识点为依据，以学生知识背景和接受能力为前提，设计出合理的任务。教师通过提出设计任务，让学生对任务进行分析，掌握所涉及的知识，在教师的指导下绘制仿真电路原理图、程序设计，运行Proteus模拟软件。这种教学方法主要教会学生学会学习，通过自评和互评，以及指导教师进行及时点评和理论指导，通过这个过程，学生在讨论中学习，在讨论中提高。

三 结语

在Proteus软件的教学中，理论教学和实践教学完全整合在一起，理论教学内容要例举实际应用，实践教学内容要突破依赖于专门的实验设备，让学生在“学中做，做中学”， 采用教师为主导，学生为主体的教学理念，根据学生在不同阶段的学习需求，实时地调整教学方法，在节省成本的同时，极大地培养了学生的学习兴趣，有效地提高了学生的单片机技术实践能力。

[1]王史春.基于PROTEUS在硬件电路一体化教学中研究与实践[J].中国科技教育，2011.

[2]周灵彬，任开杰．基于PROTEUS的电路与PCB设计[M].北京:电子工业出版社，2010．

[3]张文涛．PROTEUS仿真软件应用[M].北京:华中科技大学出版社，2010.

[4]李云胜. Proteus在电子实验教学中的应用[J].信息化研究， 2010(4)．

ClassNo.:G642DocumentMark：A

(责任编辑：郑英玲)

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

孟宪伟，硕士，实验师，鸡西大学电气与信息工程系。

1672-6758(2012)07-0014-2

G642

A