1.全民科学素质是社会文明进步的基础
随着世界科技日益进步与互联网的广泛传播与迅猛发展，全民科学素质的培养与提高显得尤为重要。科学素质是国民素质的重要组成部分，是社会文明进步的基础。公民具备科学素质是指崇尚科学精神，树立科学思想，掌握基本科学方法，了解必要科技知识，并具有应用其分析判断事物和解决实际问题的能力。提升科学素质，对于公民树立科学的世界观和方法论，对于增强国家自主创新能力和文化软实力、建设社会主义现代化强国，具有十分重要的意义。
早在《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》中，国家就曾提出了面向中小学的“完善基础教育阶段的科技教育，增强中小学生的创新意识、学习能力和实践能力，促进中小学科技教育水平大幅提升”等多维度的目标。 在《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2021—2035年）》中更加细化的提出了激发青少年好奇心和想象力，增强科学兴趣、创新意识和创新能力，培育一大批具备科学家潜质的青少年群体，为加快建设科技强国夯实人才基础的青少年科学素质提升行动。
同时随着对学生个性化发展的需求，科技教育及学生综合创新精神的培养等相关课程的开设如雨后春笋般展开。比如机器人少年班、中小学人工智能开源硬件课程、少儿编程班、创客天地教育活动等等。以上课程和教育活动多以软硬件知识教育为主，其中软件知识主要有基础编程知识教学和软件操作等，硬件知识有机器人、开源硬件、3D打印等。 但是随着课程的普及与展开在软硬件方面都出现了随之而来的问题与挑战。在软件方面，比如学生基础良莠不齐，特别是中小学阶段学生年纪尚小、接受能力弱、知识面有限，不能按计划完成枯燥繁琐的编程课程。在硬件方面，首先多数学习所用硬件器材的价格并不便宜，其次不同硬件之间存在着厂商设置的壁垒，硬件之间不能相互兼容造成了器材的浪费，加剧了学习的成本。而图形化编程软件与虚拟仿真软件的出现则解决了上述的问题。其中具有代表性有面向小学生的scratch，面向中学生的app inventor等。同样逐渐在学校教学中流行起来的Linkboy平台也同时具有虚拟仿真和图形化编程功能，深受大家青睐。
2.Linkboy虚拟仿真项目搭建案例
下面通过“倒计时交通灯”项目案例来展示Linkboy平台图形化与模拟仿真的特点。
（1）首先搭建基础硬件
从“模块”列表中找到“Arduino主控板系列”，点击并选择“Arduino盾板类”中的“nano转uno”控制器，拖拽到空白工作区；从“模块”列表中找到“LED灯和数码点阵系列”，分别拖拽“LED灯类”中红黄绿三种颜色的灯到空白工作区；同样从“模块”列表中点击“LED数码点阵元件类”，选择并拖拽其中的“三位数码管”元件到空白工作区。可以通过鼠标左键拖拽调整元器件摆放到合适的位置，这时点击元器件的接口位置软件会自动提示控制器上可与之相连的接口，并且生成彩色的导线。按照软件提示依次连接元器件与控制器，Linkboy软件可自动识别连接错误的导线并报错。
（2）图形化程序的编写
图1 程序指令搭建
程序为实现交通灯循环的效果选择点击“反复执行”选项。双击空白处或点击左侧的“指令”列表出现“模块类功能指令”，用来为已放置在工作区的元器件添加指令。如图1，率先使绿灯点亮然后再熄灭。在“模块”列表中的“定时延时类”选项中找到“延时器”模块并拖拽到工作区，设置延时三秒指令。将指令添加到绿灯点亮指令下方，程序按照循环结构执行指令，如此绿灯将实现点亮三秒后再熄灭。然后令程序实现黄灯闪烁功能，将黄灯点亮零点五秒熄灭的指令添加到其中。将整数次改写为3次，程序将重复执行三次黄灯的点亮与熄灭。红灯点亮指令的添加方式与绿灯基本相同。
添加程序指令的最后一个阶段即为程序加入倒计时功能。设定交通灯的倒计时时间为5秒，在元素列表中找到整数值并设置计数值为5。由于要实现倒计时功能须要计数值按规律递减1，新建“模块类功能指令”在“指令编辑器”中找到“全局自定义”并设置计数值-=1。当倒计时结束后红灯应该立即熄灭，在“指令”列表中添加条件判断指令“如果、否则”。如果计数值大于等于1，那么数码管正常显示计数值，否则红灯熄灭，程序将向下执行。当计数值恰好为零时红灯熄灭，数码管清空，初始计数值设定为5，所以依次递减的执行次数应循环执行6次。在“指令”列表中选择“反复执行整数次”并指定次数为6。到此软件指令部分就已经搭建完成。此时点击保存按钮可将程序保存在指定的文件夹内，点击运行按钮可以运行程序，检查仿真元器件是否正常运转，如有错误可暂停更改。点击下载按钮可将编译好的程序下载到实体开发板中，连接实体元器件就可以观看到真实的效果。
3.Linkboy虚拟仿真平台的优势分析
通过上述案例的搭建可以看出：
Linkboy虚拟仿真平台仿真性高，所见即所得，元器件种类丰富可模拟多种不同平台的元器件。模拟运行程序提高了容错率，避免了错误操作造成的实体元器件损坏，从而降低了学习成本。
Linkboy虚拟仿真平台操作逻辑简单明了，鼠标即可完成操作。图形化编程指令通俗易懂，全中文显示，鼠标拖拽即可实现程序搭建。有利于零基础和基础薄弱的学生上手。
作为一款开源软件，Linkboy拓展性极强，不仅可以仿真热门的Arduino系列，还可以仿真其他热门系列包括国产主控板系列。而且Linkboy更新高，还在不断丰富其内容，从入门到专业领域都有其应用的案例。
学习环境突破空间限制，学生不仅可在学校机房学习，也可在家里自主学习。不需要特定的学习设备，下载安装软件即可开始学习使用。
4.小结
综上所述，Linkboy虚拟仿真平台在推动中小学生科学素质培养与提升和科学普及上作用明显。其学习成本低、易上手、不受空间限制、拓展性强等特性都有利于科学的普及。习近平总书记指出：“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。”科学普及的重要性不言而喻。
