馬春燕 陳惠英 賈燕冰

［摘 要］ 針對一個知識點(diǎn)或特定問題的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動并不能充分體現(xiàn)一流課程建設(shè)的“兩性一度”，在“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐過程中，采用項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和知識點(diǎn)，設(shè)計了五個教學(xué)項(xiàng)目并通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，構(gòu)建了“項(xiàng)目設(shè)計+匯報講解、線上+線下、教師評價+學(xué)生互評”的全過程綜合考核評價體系，并對兩個工程實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行教學(xué)活動滿意度調(diào)查，結(jié)果表明，對項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動的設(shè)計和內(nèi)容表示“滿意”和“比較滿意”的學(xué)生占86.36%，取得了良好的教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］ 項(xiàng)目式教學(xué)法；翻轉(zhuǎn)課堂；考核評價體系；單片機(jī)

［基金項(xiàng)目］ 2022年度山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“應(yīng)對疫情‘單片機(jī)原理與接口技術(shù)融合式ETPP實(shí)踐教學(xué)探索與實(shí)施”（J20220150）；2022年度山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“‘電工電子技術(shù)課程從慕課到金課教學(xué)體系改革與實(shí)踐”（J20220106）；2021年度山西省高等學(xué)校教育教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“電氣工程一流專業(yè)建設(shè)研究與實(shí)踐”（J2021113）

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

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

一、項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

（一）項(xiàng)目式教學(xué)法

項(xiàng)目式教學(xué)法是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，以小組為單位，通過團(tuán)隊協(xié)作完成一個項(xiàng)目設(shè)計的教學(xué)活動。項(xiàng)目式教學(xué)法以學(xué)生為主體，以教師為指導(dǎo)，以項(xiàng)目設(shè)計為主線，串聯(lián)所學(xué)知識點(diǎn)，從點(diǎn)到面，從理論到實(shí)踐，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其團(tuán)隊協(xié)作和創(chuàng)新意識，將項(xiàng)目式教學(xué)法應(yīng)用于“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)，取得了良好的效果［1］。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式（Flipped Classroom Model）首先由教師設(shè)計并錄制教學(xué)視頻，學(xué)生在課前觀看視頻，自主學(xué)習(xí)，然后在課上交流學(xué)習(xí)成果和心得，將課堂變成教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間互動的場所，包括答疑解惑、合作探究、完成課業(yè)等活動，是以學(xué)生為中心的一種教學(xué)形態(tài)［2］。翻轉(zhuǎn)課堂通常具有教學(xué)視頻短小精悍、教學(xué)信息清晰明確、復(fù)習(xí)檢測方便快捷等特點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)平臺和信息技術(shù)為支撐，通過課前知識傳遞、課上內(nèi)化擴(kuò)展和課后成果固化，能夠有效提高教學(xué)效果［3-4］。

但是，針對某一個知識點(diǎn)或特定問題的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動并不能充分體現(xiàn)一流課程建設(shè)所要求的“兩性一度”。因此，在“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐過程中，筆者提出項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動的理念，并進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和考核評價體系建設(shè)，以學(xué)生為中心，提升課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。

二、項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐

“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的應(yīng)用型課程，在國內(nèi)大多數(shù)高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)方案中被列為專業(yè)必修課［5-6］。目前，課程大都以51內(nèi)核單片機(jī)為主講機(jī)型，包括單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、匯編語言指令及編程、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器、串行通信、顯示器和鍵盤、可編程并行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計等教學(xué)內(nèi)容［7-8］。為此，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和知識點(diǎn)，設(shè)計教學(xué)項(xiàng)目，以翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。

（一）項(xiàng)目設(shè)計

依據(jù)教學(xué)大綱，將教學(xué)內(nèi)容模塊化，串聯(lián)所學(xué)知識點(diǎn)，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計了五個教學(xué)項(xiàng)目，見表1。

項(xiàng)目1要求學(xué)生熟悉并掌握匯編語言指令、順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計方法、“冒泡”排序法的思想及編程、Keil軟件調(diào)試程序的方法和步驟，這部分為基礎(chǔ)內(nèi)容。項(xiàng)目2至項(xiàng)目4為單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，涉及定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、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(shè)計及軟件編程，這部分是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。項(xiàng)目5是單片機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計，在最小應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了可編程并行接口和A/D轉(zhuǎn)換接口設(shè)計、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計，難度大幅增加，旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力，同時鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，增加新功能，體現(xiàn)課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。項(xiàng)目2至項(xiàng)目5均要求學(xué)生進(jìn)行Keil+Proteus聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)，在電路設(shè)計、軟件編程以及反復(fù)調(diào)試的過程中，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心和耐心的工作態(tài)度、協(xié)同合作和創(chuàng)新意識。

（二）教學(xué)活動

基于上述五個教學(xué)項(xiàng)目，按照教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度進(jìn)行項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐。每個教學(xué)項(xiàng)目都包括課前、課中和課后三個階段。

1.課前：教師提煉項(xiàng)目中的知識點(diǎn)，制作短視頻，撰寫教學(xué)文檔，給出項(xiàng)目名稱及設(shè)計要求，出測驗(yàn)題，課前1～2周通過超星泛雅平臺線上發(fā)布，并在學(xué)生自主學(xué)習(xí)和項(xiàng)目設(shè)計過程中進(jìn)行答疑解惑、督促檢查。學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)，掌握知識點(diǎn)，通過測驗(yàn)題自測學(xué)習(xí)效果，達(dá)標(biāo)后開始組隊進(jìn)行項(xiàng)目的初步設(shè)計，制作項(xiàng)目匯報PPT。

2.課中：學(xué)生在智慧教室線下匯報講解項(xiàng)目設(shè)計方案、硬件設(shè)計、軟件編程及運(yùn)行結(jié)果分析，交流學(xué)習(xí)體會，回答教師和其他同學(xué)提出的問題。教師提問、點(diǎn)評、強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、講解難點(diǎn)、給出建議并進(jìn)行記錄。學(xué)生通過交流學(xué)習(xí)，一問一答，查漏補(bǔ)缺，內(nèi)化所學(xué)知識，取長補(bǔ)短，拓寬設(shè)計思路。

3.課后：學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，固化所學(xué)知識，完善項(xiàng)目設(shè)計，錄制項(xiàng)目設(shè)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(xué)錄制的短視頻，互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，然后進(jìn)行互評給出成績。教師線上觀看學(xué)生提交的短視頻，結(jié)合線下匯報和學(xué)生互評結(jié)果，根據(jù)評價指標(biāo)給出成績，整理并發(fā)布設(shè)計過程中存在的共性問題和知識拓展等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生將知識融會貫通、積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

三、項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)考核評價體系建設(shè)

項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)考核評價方式是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，涉及知識、能力和素質(zhì)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(zhì)提升情況的作用，更要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)新設(shè)計的熱情和內(nèi)在動力。因此，對項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動進(jìn)行全過程考核評價，構(gòu)建“項(xiàng)目設(shè)計+匯報講解、線上+線下、教師評價+學(xué)生互評”的綜合考核評價體系，見表2。

結(jié)語

通過五次項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動，實(shí)現(xiàn)了線上與線下、課內(nèi)與課外、知識點(diǎn)與項(xiàng)目設(shè)計相融合，將單片機(jī)匯編語言指令及編程、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、矩陣式鍵盤、顯示器、串行通信、外設(shè)接口電路設(shè)計及仿真軟件的使用串聯(lián)在一起，從分散的知識點(diǎn)到項(xiàng)目設(shè)計，循序漸進(jìn)地提高軟硬件設(shè)計及Keil+Proteus聯(lián)合調(diào)試的綜合能力，培養(yǎng)了學(xué)生仔細(xì)認(rèn)真的工作作風(fēng)、遇到困難不言放棄的學(xué)習(xí)態(tài)度和創(chuàng)新意識，體現(xiàn)了課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。構(gòu)建的項(xiàng)目設(shè)計全過程綜合考核評價體系可以有效調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)、深入探究和勇于創(chuàng)新的積極性。

對S1901和S2001電氣工程實(shí)驗(yàn)班項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動滿意度調(diào)查的統(tǒng)計結(jié)果顯示，選擇“一般般”的學(xué)生占13.64%，選擇“比較滿意”的學(xué)生占34.09%，選擇“滿意”的學(xué)生占52.27%。有77.27%的學(xué)生表示達(dá)到了預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)，93.18%的學(xué)生對單片機(jī)產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。項(xiàng)目式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐，使有限的課堂教學(xué)時間得到了優(yōu)化配置，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，獲得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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［8］馬春燕，鄭劍海，王淑紅．《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》混合式教學(xué)探索與實(shí)踐［J］.教育教學(xué)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