項目式翻轉課堂教學設計及考核評價體系建設

馬春燕 陳惠英 賈燕冰

［摘 要］ 針對一個知識點或特定問題的翻轉課堂教學活動并不能充分體現一流課程建設的“兩性一度”，在“單片機原理與接口技術”課程教學改革與實踐過程中，采用項目式翻轉課堂教學模式，根據教學內容和知識點，設計了五個教學項目并通過翻轉課堂的形式進行教學實踐，構建了“項目設計+匯報講解、線上+線下、教師評價+學生互評”的全過程綜合考核評價體系，并對兩個工程實驗班進行教學活動滿意度調查，結果表明，對項目式翻轉課堂教學活動的設計和內容表示“滿意”和“比較滿意”的學生占86.36%，取得了良好的教學效果。

［關鍵詞］ 項目式教學法；翻轉課堂；考核評價體系；單片機

［基金項目］ 2022年度山西省高等學校教學改革創新項目“應對疫情‘單片機原理與接口技術融合式ETPP實踐教學探索與實施”（J20220150）；2022年度山西省高等學校教學改革創新項目“‘電工電子技術課程從慕課到金課教學體系改革與實踐”（J20220106）；2021年度山西省高等學校教育教學改革創新項目“電氣工程一流專業建設研究與實踐”（J2021113）

［作者簡介］ 馬春燕（1966—），女，河北唐山人，工學博士，太原理工大學電氣與動力工程學院教授，主要從事智能監測監控技術、新能源發電及控制技術研究；陳惠英（1965—），女，山西夏縣人，工學碩士，太原理工大學電氣與動力工程學院副教授，主要從事電工理論與新技術研究；賈燕冰（1980—），女，山西太原人，工學博士，太原理工大學電氣與動力工程學院教授，主要從事新型電力系統運行與控制研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）21-0116-04［收稿日期］ 2022-08-31

一、項目式翻轉課堂教學模式

（一）項目式教學法

項目式教學法是學生在教師的指導下，以小組為單位，通過團隊協作完成一個項目設計的教學活動。項目式教學法以學生為主體，以教師為指導，以項目設計為主線，串聯所學知識點，從點到面，從理論到實踐，充分調動學生的學習積極性，培養其團隊協作和創新意識，將項目式教學法應用于“單片機原理與接口技術”課程教學，取得了良好的效果［1］。

（二）翻轉課堂教學模式

翻轉課堂教學模式（Flipped Classroom Model）首先由教師設計并錄制教學視頻，學生在課前觀看視頻，自主學習，然后在課上交流學習成果和心得，將課堂變成教師與學生之間、學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑、合作探究、完成課業等活動，是以學生為中心的一種教學形態［2］。翻轉課堂通常具有教學視頻短小精悍、教學信息清晰明確、復習檢測方便快捷等特點，以網絡平臺和信息技術為支撐，通過課前知識傳遞、課上內化擴展和課后成果固化，能夠有效提高教學效果［3-4］。

但是，針對某一個知識點或特定問題的翻轉課堂教學活動并不能充分體現一流課程建設所要求的“兩性一度”。因此，在“單片機原理與接口技術”課程教學改革與實踐過程中，筆者提出項目式翻轉課堂教學活動的理念，并進行教學設計和考核評價體系建設，以學生為中心，提升課程的高階性、創新性和挑戰度。

二、項目式翻轉課堂教學設計與實踐

“單片機原理與接口技術”是一門理論與實踐緊密結合的應用型課程，在國內大多數高等院校電氣工程及其自動化專業的培養方案中被列為專業必修課［5-6］。目前，課程大都以51內核單片機為主講機型，包括單片機的基本結構及工作原理、匯編語言指令及編程、中斷系統、定時器/計數器、串行通信、顯示器和鍵盤、可編程并行接口、A/D和D/A轉換器接口設計等教學內容［7-8］。為此，根據教學內容和知識點，設計教學項目，以翻轉課堂的形式進行教學實踐。

（一）項目設計

依據教學大綱，將教學內容模塊化，串聯所學知識點，聯系實際應用，設計了五個教學項目，見表1。

項目1要求學生熟悉并掌握匯編語言指令、順序結構和循環結構程序的設計方法、“冒泡”排序法的思想及編程、Keil軟件調試程序的方法和步驟，這部分為基礎內容。項目2至項目4為單片機最小應用系統設計，涉及定時器/計數器、中斷系統、矩陣式鍵盤、LED和LCD顯示器以及串行通信的工作原理、硬件電路設計及軟件編程，這部分是教學的重點內容。項目5是單片機測控系統設計，在最小應用系統的基礎上增加了可編程并行接口和A/D轉換接口設計、步進電機驅動電路設計，難度大幅增加，旨在培養學生的綜合學習和實踐能力，同時鼓勵學生大膽創新，增加新功能，體現課程的高階性、創新性和挑戰度。項目2至項目5均要求學生進行Keil+Proteus聯合仿真實驗，在電路設計、軟件編程以及反復調試的過程中，培養學生細心和耐心的工作態度、協同合作和創新意識。

（二）教學活動

基于上述五個教學項目，按照教學內容和進度進行項目式翻轉課堂教學實踐。每個教學項目都包括課前、課中和課后三個階段。

1.課前：教師提煉項目中的知識點，制作短視頻，撰寫教學文檔，給出項目名稱及設計要求，出測驗題，課前1～2周通過超星泛雅平臺線上發布，并在學生自主學習和項目設計過程中進行答疑解惑、督促檢查。學生線上自主學習，掌握知識點，通過測驗題自測學習效果，達標后開始組隊進行項目的初步設計，制作項目匯報PPT。

2.課中：學生在智慧教室線下匯報講解項目設計方案、硬件設計、軟件編程及運行結果分析，交流學習體會，回答教師和其他同學提出的問題。教師提問、點評、強調重點、講解難點、給出建議并進行記錄。學生通過交流學習，一問一答，查漏補缺，內化所學知識，取長補短，拓寬設計思路。

3.課后：學生進行總結，固化所學知識，完善項目設計，錄制項目設計講解短視頻并提交至超星泛雅平臺，同時線上觀看其他同學錄制的短視頻，互相學習、共同進步，然后進行互評給出成績。教師線上觀看學生提交的短視頻，結合線下匯報和學生互評結果，根據評價指標給出成績，整理并發布設計過程中存在的共性問題和知識拓展等內容，引導學生將知識融會貫通、積累實踐經驗，提高發現和解決問題的能力。

三、項目式翻轉課堂教學考核評價體系建設

項目式翻轉課堂教學考核評價方式是教學過程中的重要環節，涉及知識、能力和素質的綜合考核與評價，既要起到考核知識掌握、評價能力提高和素質提升情況的作用，更要激發學生學習的積極性、創新設計的熱情和內在動力。因此，對項目式翻轉課堂教學活動進行全過程考核評價，構建“項目設計+匯報講解、線上+線下、教師評價+學生互評”的綜合考核評價體系，見表2。

結語

通過五次項目式翻轉課堂教學活動，實現了線上與線下、課內與課外、知識點與項目設計相融合，將單片機匯編語言指令及編程、定時器/計數器、中斷系統、矩陣式鍵盤、顯示器、串行通信、外設接口電路設計及仿真軟件的使用串聯在一起，從分散的知識點到項目設計，循序漸進地提高軟硬件設計及Keil+Proteus聯合調試的綜合能力，培養了學生仔細認真的工作作風、遇到困難不言放棄的學習態度和創新意識，體現了課程的高階性、創新性和挑戰度。構建的項目設計全過程綜合考核評價體系可以有效調動學生自主學習、深入探究和勇于創新的積極性。

對S1901和S2001電氣工程實驗班項目式翻轉課堂教學活動滿意度調查的統計結果顯示，選擇“一般般”的學生占13.64%，選擇“比較滿意”的學生占34.09%，選擇“滿意”的學生占52.27%。有77.27%的學生表示達到了預期的學習目標，93.18%的學生對單片機產生了濃厚的學習興趣。項目式翻轉課堂教學設計與實踐，使有限的課堂教學時間得到了優化配置，提高了學生的學習效率，獲得了良好的教學效果。

參考文獻

［1］魏芬，鄧海琴.項目教學法在單片機實踐教學中的探索與實踐［J］.實驗室科學，2016，19（1）：119-121.

［2］LAGE M J， PLATT G J， TREGLIA M.Inverting the classroom： A gateway to creating an inclusive learning environment［J］. The Journal of Economic Education，2000，31（1）：30-43.

［3］王婷婷，彭熙，葛非.SPOC與翻轉課堂混合教學模式在通識教育中的應用：以“物聯網與社會生活”課程為例［J］.科技文匯（下旬刊），2019（12）：124-126.

［4］李克東，趙建華.混合學習的原理與應用模式［J］.電化教育研究，2004（7）：1-6.

［5］王橋，冀慎統，馬敏耀，等.以應用能力培養為目標的實踐類課程教學改革：以《單片機原理與應用》課程為例［J］.高教學刊，2017（15）：106-108.

［6］馮洋.基于實踐創新能力培養的單片機原理及應用課程改革與實踐研究［J］.高教學刊，2015（15）：87-88.

［7］馬春燕，鄭劍海，王淑紅，等.基于“口袋機”的“單片機原理與接口技術”課程開放式教學探索［J］.實驗技術與管理，2020，37（4）：16-19.

［8］馬春燕，鄭劍海，王淑紅．《單片機原理與接口技術》混合式教學探索與實踐［J］.教育教學論壇，2019（50）：168-170．

Teaching Design and Evaluation System Construction Based on Project for Flipped Classroom： Teaching Reform and Practice in SCM Principle and Interface Technology

MA Chun-yan， CHEN Hui-ying， JIA Yan-bing

（College of Electrical and Power Engineering， Taiyuan University of Technology， Taiyuan，

Shanxi 030024， China）

Abstract： The “flipped classroom” teaching activity aiming at a knowledge point or a specific problem could not fully reflect the “higher level， innovation and challenge” of the first-class curriculum construction. The project-based “flipped classroom” teaching mode has adopted in the process of teaching model reform and practice for the course “Single Chip Microcomputer Principle and Interface Technology”. According to the teaching content and knowledge points， the five teaching projects are designed and carried out in the form of “flipped classroom”. The comprehensive assessment and evaluation system for the whole process of “project design + report and explanation， online + offline， teacher evaluation + student mutual evaluation” is established. The “class completion survey” has finished for two engineering experimental classes. The statistical results show that 86.36% of the students expressed “satisfaction” and “relatively satisfied” with the “flipped classroom” teaching activities and content， which shows good teaching effect.

Key words： project-based teaching method; flipped classroom; assessment and evaluation system; single chip microcomputer