项目式翻转课堂教学设计及考核评价体系建设

马春燕 陈惠英 贾燕冰

［摘 要］ 针对一个知识点或特定问题的翻转课堂教学活动并不能充分体现一流课程建设的“两性一度”，在“单片机原理与接口技术”课程教学改革与实践过程中，采用项目式翻转课堂教学模式，根据教学内容和知识点，设计了五个教学项目并通过翻转课堂的形式进行教学实践，构建了“项目设计+汇报讲解、线上+线下、教师评价+学生互评”的全过程综合考核评价体系，并对两个工程实验班进行教学活动满意度调查，结果表明，对项目式翻转课堂教学活动的设计和内容表示“满意”和“比较满意”的学生占86.36%，取得了良好的教学效果。

［关键词］ 项目式教学法；翻转课堂；考核评价体系；单片机

［基金项目］ 2022年度山西省高等学校教学改革创新项目“應对疫情‘单片机原理与接口技术融合式ETPP实践教学探索与实施”（J20220150）；2022年度山西省高等学校教学改革创新项目“‘电工电子技术课程从慕课到金课教学体系改革与实践”（J20220106）；2021年度山西省高等学校教育教学改革创新项目“电气工程一流专业建设研究与实践”（J2021113）

［作者简介］ 马春燕（1966—），女，河北唐山人，工学博士，太原理工大学电气与动力工程学院教授，主要从事智能监测监控技术、新能源发电及控制技术研究；陈惠英（1965—），女，山西夏县人，工学硕士，太原理工大学电气与动力工程学院副教授，主要从事电工理论与新技术研究；贾燕冰（1980—），女，山西太原人，工学博士，太原理工大学电气与动力工程学院教授，主要从事新型电力系统运行与控制研究。

［中图分类号］ G642.0［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）21-0116-04［收稿日期］ 2022-08-31

一、项目式翻转课堂教学模式

（一）项目式教学法

项目式教学法是学生在教师的指导下，以小组为单位，通过团队协作完成一个项目设计的教学活动。项目式教学法以学生为主体，以教师为指导，以项目设计为主线，串联所学知识点，从点到面，从理论到实践，充分调动学生的学习积极性，培养其团队协作和创新意识，将项目式教学法应用于“单片机原理与接口技术”课程教学，取得了良好的效果［1］。

（二）翻转课堂教学模式

翻转课堂教学模式（Flipped Classroom Model）首先由教师设计并录制教学视频，学生在课前观看视频，自主学习，然后在课上交流学习成果和心得，将课堂变成教师与学生之间、学生与学生之间互动的场所，包括答疑解惑、合作探究、完成课业等活动，是以学生为中心的一种教学形态［2］。翻转课堂通常具有教学视频短小精悍、教学信息清晰明确、复习检测方便快捷等特点，以网络平台和信息技术为支撑，通过课前知识传递、课上内化扩展和课后成果固化，能够有效提高教学效果［3-4］。

但是，针对某一个知识点或特定问题的翻转课堂教学活动并不能充分体现一流课程建设所要求的“两性一度”。因此，在“单片机原理与接口技术”课程教学改革与实践过程中，笔者提出项目式翻转课堂教学活动的理念，并进行教学设计和考核评价体系建设，以学生为中心，提升课程的高阶性、创新性和挑战度。

二、项目式翻转课堂教学设计与实践

“单片机原理与接口技术”是一门理论与实践紧密结合的应用型课程，在国内大多数高等院校电气工程及其自动化专业的培养方案中被列为专业必修课［5-6］。目前，课程大都以51内核单片机为主讲机型，包括单片机的基本结构及工作原理、汇编语言指令及编程、中断系统、定时器/计数器、串行通信、显示器和键盘、可编程并行接口、A/D和D/A转换器接口设计等教学内容［7-8］。为此，根据教学内容和知识点，设计教学项目，以翻转课堂的形式进行教学实践。

（一）项目设计

依据教学大纲，将教学内容模块化，串联所学知识点，联系实际应用，设计了五个教学项目，见表1。

项目1要求学生熟悉并掌握汇编语言指令、顺序结构和循环结构程序的设计方法、“冒泡”排序法的思想及编程、Keil软件调试程序的方法和步骤，这部分为基础内容。项目2至项目4为单片机最小应用系统设计，涉及定时器/计数器、中断系统、矩阵式键盘、LED和LCD显示器以及串行通信的工作原理、硬件电路设计及软件编程，这部分是教学的重点内容。项目5是单片机测控系统设计，在最小应用系统的基础上增加了可编程并行接口和A/D转换接口设计、步进电机驱动电路设计，难度大幅增加，旨在培养学生的综合学习和实践能力，同时鼓励学生大胆创新，增加新功能，体现课程的高阶性、创新性和挑战度。项目2至项目5均要求学生进行Keil+Proteus联合仿真实验，在电路设计、软件编程以及反复调试的过程中，培养学生细心和耐心的工作态度、协同合作和创新意识。

（二）教学活动

基于上述五个教学项目，按照教学内容和进度进行项目式翻转课堂教学实践。每个教学项目都包括课前、课中和课后三个阶段。

1.课前：教师提炼项目中的知识点，制作短视频，撰写教学文档，给出项目名称及设计要求，出测验题，课前1～2周通过超星泛雅平台线上发布，并在学生自主学习和项目设计过程中进行答疑解惑、督促检查。学生线上自主学习，掌握知识点，通过测验题自测学习效果，达标后开始组队进行项目的初步设计，制作项目汇报PPT。

2.课中：学生在智慧教室线下汇报讲解项目设计方案、硬件设计、软件编程及运行结果分析，交流学习体会，回答教师和其他同学提出的问题。教师提问、点评、强调重点、讲解难点、给出建议并进行记录。学生通过交流学习，一问一答，查漏补缺，内化所学知识，取长补短，拓宽设计思路。

3.课后：学生进行总结，固化所学知识，完善项目设计，录制项目设计讲解短视频并提交至超星泛雅平台，同时线上观看其他同学录制的短视频，互相学习、共同进步，然后进行互评给出成绩。教师线上观看学生提交的短视频，结合线下汇报和学生互评结果，根据评价指标给出成绩，整理并发布设计过程中存在的共性问题和知识拓展等内容，引导学生将知识融会贯通、积累实践经验，提高发现和解决问题的能力。

三、項目式翻转课堂教学考核评价体系建设

项目式翻转课堂教学考核评价方式是教学过程中的重要环节，涉及知识、能力和素质的综合考核与评价，既要起到考核知识掌握、评价能力提高和素质提升情况的作用，更要激发学生学习的积极性、创新设计的热情和内在动力。因此，对项目式翻转课堂教学活动进行全过程考核评价，构建“项目设计+汇报讲解、线上+线下、教师评价+学生互评”的综合考核评价体系，见表2。

结语

通过五次项目式翻转课堂教学活动，实现了线上与线下、课内与课外、知识点与项目设计相融合，将单片机汇编语言指令及编程、定时器/计数器、中断系统、矩阵式键盘、显示器、串行通信、外设接口电路设计及仿真软件的使用串联在一起，从分散的知识点到项目设计，循序渐进地提高软硬件设计及Keil+Proteus联合调试的综合能力，培养了学生仔细认真的工作作风、遇到困难不言放弃的学习态度和创新意识，体现了课程的高阶性、创新性和挑战度。构建的项目设计全过程综合考核评价体系可以有效调动学生自主学习、深入探究和勇于创新的积极性。

对S1901和S2001电气工程实验班项目式翻转课堂教学活动满意度调查的统计结果显示，选择“一般般”的学生占13.64%，选择“比较满意”的学生占34.09%，选择“满意”的学生占52.27%。有77.27%的学生表示达到了预期的学习目标，93.18%的学生对单片机产生了浓厚的学习兴趣。项目式翻转课堂教学设计与实践，使有限的课堂教学时间得到了优化配置，提高了学生的学习效率，获得了良好的教学效果。

参考文献

［1］魏芬，邓海琴.项目教学法在单片机实践教学中的探索与实践［J］.实验室科学，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与翻转课堂混合教学模式在通识教育中的应用：以“物联网与社会生活”课程为例［J］.科技文汇（下旬刊），2019（12）：124-126.

［4］李克东，赵建华.混合学习的原理与应用模式［J］.电化教育研究，2004（7）：1-6.

［5］王桥，冀慎统，马敏耀，等.以应用能力培养为目标的实践类课程教学改革：以《单片机原理与应用》课程为例［J］.高教学刊，2017（15）：106-108.

［6］冯洋.基于实践创新能力培养的单片机原理及应用课程改革与实践研究［J］.高教学刊，2015（15）：87-88.

［7］马春燕，郑剑海，王淑红，等.基于“口袋机”的“单片机原理与接口技术”课程开放式教学探索［J］.实验技术与管理，2020，37（4）：16-19.

［8］马春燕，郑剑海，王淑红．《单片机原理与接口技术》混合式教学探索与实践［J］.教育教学论坛，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