高秋红

一、引言

《单片机原理与接口技术》是我校电子相关专业一门以实操为主的核心课程。目前该课程已采用线上线下混合方式授课，但前期改革重在建设网上资源及其利用，而忽略了课堂教学模式改革及两者的有机结合，目前存在两个问题待解决：1）学生的主体意识不强，对学生的教育还是批量生产，缺乏个性化培养2）实践动手能力较弱，不利于实践型、创新型人才培养。

而翻转课堂是以学生为中心，对学生因材施教、个性化培养为特征;项目驱动法是以实际项目贯穿，将理论学习和实践紧密结合，强调项目成果的产出。将翻转课堂和项目驱动法两者结合设计出一种适合实践类课程的教学模式是非常必要的，可以从根本上解决前期混合式课改的问题，提高学生的自主学习能力，实践动手能力、创新能力。

二、基于项目驱动的“3+3”异步同频翻转课堂教学模式

探究翻转课堂和项目驱动法的特点，结合课程实际，提出了一种基于项目驱动的“3+3”异步同频翻转课堂教学模式。该模式以实际项目的生命周期贯穿，配合“线上+线下”异步混合授课模式，“学生+教师”的异步同频配合模式，“大组+小组”的异步分层课堂组织模式，完成课程的实施过程。项目开展按项目提出，基础知识扫盲，项目孵化，项目分享评价和进阶学习五个阶段进行，如图1所示。项目提出阶段，教师发布项目要求，学生分组选题，并讨论设计指标。基础知识扫盲阶段，教师根据每组指标制定个性化的学习方案，学生根据学习方案在线自学相关基础知识。项目孵化阶段，学生根据教师给出具体的指导方案设计制作项目。分享评价阶段，将生讲生评和生讲师评相结合，师评重点在引发学生思考。进阶学习阶段，学生提出进阶项目的选题，教师整理，进入新一轮学习，形成闭环。

三、典型项目案例的实施过程设计

以《单片机原理与接口技术》课程中定时器项目为例，以项目驱动的“3+3”异步同频翻转课堂教学模式为指引，搭建该项目的具体实施方案，计划占用10学时即“4+1+4+1两下两上”的学时分配模式。学期初对班级36人进行了分组，每小组6人，2小组为一大组，大组选择相同的项目，不同人数的班级再重新分组。该执行方案分四步：翻转准备，课后作业，翻转课堂，和进阶学习。如图2所示。

1.翻转准备

首先进行课上翻转准备，它是决定翻转能否成功的关键一堂课。教师不能把全部任务丢给学生就不管了，那样学生会产生畏難情绪，影响完成效果。教师的作用是“搭梯子”，把一个难的任务拆解，有针对性的指导。翻转准备占用课上4学时，共完成图1前3个阶段任务即项目提出、基础知识扫盲和项目孵化，虽然在课堂完成，但随时也会利用线上资源进行学习。

（1）项目提出

网上发布项目选题，提前让学生思考，课上正式解析翻转任务。以我校18电信本为例，线上发布了电子琴、基于PWM调速的小车、多波形发生器的设计三道题目，让同学按组选题，每两小组即一大组选同一道题目，要求具体指标自行设计，实现方案要有区别。

学生选题后，组长牵头与组员讨论确本组的项目指标，通过网上查资料或与教师讨论的方式明确任务要求。组长负责组内任务分工。教师负责对任务指标进行答疑，梳理下一步重难点知识等。比如电子琴项目硬件的重点是蜂鸣器的驱动电路，软件的重点是音阶对应频率如何转化成定时器的定时时间等。

（2）基础知识扫盲

组内分工和明确任务要求后，教师根据每组的指标，有针对性的梳理必备知识学习清单，学生根据需求线上自学。教师会深入每组对重难点知识进行答疑。

（3）项目孵化

基础知识弄懂后，可以进入方案设计和实现阶段，硬件包括硬件框图和原理图设计，软件包括软件流程图和程序编写，以及最后的软硬件整体联调。教师课上深入每组答疑解惑，首先保证设计方案的正确，然后督促方案的落地实现。

2.课后作业

该环节是项目孵化阶段的课后延伸。课上每组同学的进度参差不齐，大部分组课后还需继续完善自己的项目设计，主要包括硬件电路和软件程序设计，以及联调。该部分需教师重点关注项目完成度，课下继续一对一跟踪指导，目前采用线上工作坊的形式完成，以保证下周上课前能达到100%的成功率。

翻转课堂对学生提出了更高的要求，除了会设计电路和调程序外，还需会讲课、会合作。所以还增加了备课的作业，要求小组务必分工合作完成PPT的制作，讲解视频的录制，相关数据手册资料的查询整理，以及下周讲课前的准备工作等等，并按要求提交线上作业。

3.项目分享评价

第二次回到课上，重点完成翻转课堂、答辩评价、进阶项目酝酿三个内容。每组计划用时30分钟，其中每组讲解20分钟，答辩点评10分钟，六组共180分钟，4学时。

（1）小组展示

首先以小组为单位进行PK展示，重点讲解项目的设计原理，软硬件设计思路，原理图介绍、程序，核心元器件的介绍等，最后进行项目完整功能的演示。

（2）答辩和评价

讲解完毕，进入答辩环节。针对每组讲解内容，其他组同学提出自己的问题，按照提问和回答的质量分别记录提问组和答辩组成绩。这样不仅锻炼了展示同学讲的能力，还要求听的同学全程参与，独立思考，锻炼提出问题的能力。最后以调查问卷的形式对每组同学的表现等进行评分。作为期末成绩重要的一部分。

（3）进阶项目酝酿

同学评价后教师的总结点评，重点是引发学生的思考，激发学生进阶项目的研究选题。比如在点评PWM调速小车时，总结直流电机的驱动方式存在的问题，引出“还有哪些不同的电机？都可以应用在什么项目中？”等问题思考，引导同学尝试完成新项目的提出。

4.进阶学习

教师根据学生提出的进阶项目，给出相关的参考学习资料，供学生自学。最后网上提交学习的思维导图，也可课后自行完成全部设计，教师随时提供线上线下答疑服务。

四、结论

经过两轮实施，证明该教学模式有效的解决了前期混合式课改遗留的问题，增强了学生的学习积极性、主动性和自信心，提高了学生的实践能力和创新能力。

1.学生的学习自主性明显提高

该模式以项目为导向，从翻转前的准备，课后作业的完成，翻转课堂的讲解，学生自主评价，以及进阶项目的酝酿和学习，全程都是以学生为中心，教师为辅，学生的学习自主性明显提高。以19通信本网上资源学习记录为例，全学期共15周教学周，在线上学习不记录平时成绩的前提下，平均进课次数34次，阅读资源41次，在线时长656分钟，最高的在线时长高达2680分钟，使用率非常的高。

2.学生实践能力和综合能力显著提升

通过该模式的实践，学生项目的完成率可达到100%，实践能力大大提升。通过期末无记名方式填写问卷，学生问卷结果显示学生对该授课模式认可度比较高，在深入学习相关知识的能力、查阅整理资料、语言表达、团队合作意识，以及创新能力等方面平均75%以上均有显著提升。

[基金项目]2020年北京城市学院重点项目“《单片机原理与接口技术》翻转课堂研究”（JYB20201015）

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