項目驅動的翻轉課堂教學模式研究

高秋紅

一、引言

《單片機原理與接口技術》是我校電子相關專業(yè)一門以實操為主的核心課程。目前該課程已采用線上線下混合方式授課，但前期改革重在建設網上資源及其利用，而忽略了課堂教學模式改革及兩者的有機結合，目前存在兩個問題待解決：1）學生的主體意識不強，對學生的教育還是批量生產，缺乏個性化培養(yǎng)2）實踐動手能力較弱，不利于實踐型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

而翻轉課堂是以學生為中心，對學生因材施教、個性化培養(yǎng)為特征;項目驅動法是以實際項目貫穿，將理論學習和實踐緊密結合，強調項目成果的產出。將翻轉課堂和項目驅動法兩者結合設計出一種適合實踐類課程的教學模式是非常必要的，可以從根本上解決前期混合式課改的問題，提高學生的自主學習能力，實踐動手能力、創(chuàng)新能力。

二、基于項目驅動的“3+3”異步同頻翻轉課堂教學模式

探究翻轉課堂和項目驅動法的特點，結合課程實際，提出了一種基于項目驅動的“3+3”異步同頻翻轉課堂教學模式。該模式以實際項目的生命周期貫穿，配合“線上+線下”異步混合授課模式，“學生+教師”的異步同頻配合模式，“大組+小組”的異步分層課堂組織模式，完成課程的實施過程。項目開展按項目提出，基礎知識掃盲，項目孵化，項目分享評價和進階學習五個階段進行，如圖1所示。項目提出階段，教師發(fā)布項目要求，學生分組選題，并討論設計指標。基礎知識掃盲階段，教師根據(jù)每組指標制定個性化的學習方案，學生根據(jù)學習方案在線自學相關基礎知識。項目孵化階段，學生根據(jù)教師給出具體的指導方案設計制作項目。分享評價階段，將生講生評和生講師評相結合，師評重點在引發(fā)學生思考。進階學習階段，學生提出進階項目的選題，教師整理，進入新一輪學習，形成閉環(huán)。

三、典型項目案例的實施過程設計

以《單片機原理與接口技術》課程中定時器項目為例，以項目驅動的“3+3”異步同頻翻轉課堂教學模式為指引，搭建該項目的具體實施方案，計劃占用10學時即“4+1+4+1兩下兩上”的學時分配模式。學期初對班級36人進行了分組，每小組6人，2小組為一大組，大組選擇相同的項目，不同人數(shù)的班級再重新分組。該執(zhí)行方案分四步：翻轉準備，課后作業(yè)，翻轉課堂，和進階學習。如圖2所示。

1.翻轉準備

首先進行課上翻轉準備，它是決定翻轉能否成功的關鍵一堂課。教師不能把全部任務丟給學生就不管了，那樣學生會產生畏難情緒，影響完成效果。教師的作用是“搭梯子”，把一個難的任務拆解，有針對性的指導。翻轉準備占用課上4學時，共完成圖1前3個階段任務即項目提出、基礎知識掃盲和項目孵化，雖然在課堂完成，但隨時也會利用線上資源進行學習。

（1）項目提出

網上發(fā)布項目選題，提前讓學生思考，課上正式解析翻轉任務。以我校18電信本為例，線上發(fā)布了電子琴、基于PWM調速的小車、多波形發(fā)生器的設計三道題目，讓同學按組選題，每兩小組即一大組選同一道題目，要求具體指標自行設計，實現(xiàn)方案要有區(qū)別。

學生選題后，組長牽頭與組員討論確本組的項目指標，通過網上查資料或與教師討論的方式明確任務要求。組長負責組內任務分工。教師負責對任務指標進行答疑，梳理下一步重難點知識等。比如電子琴項目硬件的重點是蜂鳴器的驅動電路，軟件的重點是音階對應頻率如何轉化成定時器的定時時間等。

（2）基礎知識掃盲

組內分工和明確任務要求后，教師根據(jù)每組的指標，有針對性的梳理必備知識學習清單，學生根據(jù)需求線上自學。教師會深入每組對重難點知識進行答疑。

（3）項目孵化

基礎知識弄懂后，可以進入方案設計和實現(xiàn)階段，硬件包括硬件框圖和原理圖設計，軟件包括軟件流程圖和程序編寫，以及最后的軟硬件整體聯(lián)調。教師課上深入每組答疑解惑，首先保證設計方案的正確，然后督促方案的落地實現(xiàn)。

2.課后作業(yè)

該環(huán)節(jié)是項目孵化階段的課后延伸。課上每組同學的進度參差不齊，大部分組課后還需繼續(xù)完善自己的項目設計，主要包括硬件電路和軟件程序設計，以及聯(lián)調。該部分需教師重點關注項目完成度，課下繼續(xù)一對一跟蹤指導，目前采用線上工作坊的形式完成，以保證下周上課前能達到100%的成功率。

翻轉課堂對學生提出了更高的要求，除了會設計電路和調程序外，還需會講課、會合作。所以還增加了備課的作業(yè)，要求小組務必分工合作完成PPT的制作，講解視頻的錄制，相關數(shù)據(jù)手冊資料的查詢整理，以及下周講課前的準備工作等等，并按要求提交線上作業(yè)。

3.項目分享評價

第二次回到課上，重點完成翻轉課堂、答辯評價、進階項目醞釀三個內容。每組計劃用時30分鐘，其中每組講解20分鐘，答辯點評10分鐘，六組共180分鐘，4學時。

（1）小組展示

首先以小組為單位進行PK展示，重點講解項目的設計原理，軟硬件設計思路，原理圖介紹、程序，核心元器件的介紹等，最后進行項目完整功能的演示。

（2）答辯和評價

講解完畢，進入答辯環(huán)節(jié)。針對每組講解內容，其他組同學提出自己的問題，按照提問和回答的質量分別記錄提問組和答辯組成績。這樣不僅鍛煉了展示同學講的能力，還要求聽的同學全程參與，獨立思考，鍛煉提出問題的能力。最后以調查問卷的形式對每組同學的表現(xiàn)等進行評分。作為期末成績重要的一部分。

（3）進階項目醞釀

同學評價后教師的總結點評，重點是引發(fā)學生的思考，激發(fā)學生進階項目的研究選題。比如在點評PWM調速小車時，總結直流電機的驅動方式存在的問題，引出“還有哪些不同的電機？都可以應用在什么項目中？”等問題思考，引導同學嘗試完成新項目的提出。

4.進階學習

教師根據(jù)學生提出的進階項目，給出相關的參考學習資料，供學生自學。最后網上提交學習的思維導圖，也可課后自行完成全部設計，教師隨時提供線上線下答疑服務。

四、結論

經過兩輪實施，證明該教學模式有效的解決了前期混合式課改遺留的問題，增強了學生的學習積極性、主動性和自信心，提高了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

1.學生的學習自主性明顯提高

該模式以項目為導向，從翻轉前的準備，課后作業(yè)的完成，翻轉課堂的講解，學生自主評價，以及進階項目的醞釀和學習，全程都是以學生為中心，教師為輔，學生的學習自主性明顯提高。以19通信本網上資源學習記錄為例，全學期共15周教學周，在線上學習不記錄平時成績的前提下，平均進課次數(shù)34次，閱讀資源41次，在線時長656分鐘，最高的在線時長高達2680分鐘，使用率非常的高。

2.學生實踐能力和綜合能力顯著提升

通過該模式的實踐，學生項目的完成率可達到100%，實踐能力大大提升。通過期末無記名方式填寫問卷，學生問卷結果顯示學生對該授課模式認可度比較高，在深入學習相關知識的能力、查閱整理資料、語言表達、團隊合作意識，以及創(chuàng)新能力等方面平均75%以上均有顯著提升。

[基金項目]2020年北京城市學院重點項目“《單片機原理與接口技術》翻轉課堂研究”（JYB20201015）

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