應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂教學方法研究與實踐

李 丹

（吉林農(nóng)業(yè)科技學院，吉林吉林 132101）

1 應用型本科院?！半p一流”建設(shè)高端論壇

應用型本科院校“雙一流”建設(shè)高端論壇在常熟理工學院隆重舉行。高端論壇交流了先進的、重要的教育思想和教學理念，這些教育思想聚焦關(guān)注如何建設(shè)一流應用型本科專業(yè)、培養(yǎng)一流應用型本科人才。這些教學理念深刻思考了如何提升專業(yè)建設(shè)能力與人才培養(yǎng)水平，如何提高應用型本科人才培養(yǎng)質(zhì)量。高端論壇交流了9次專題報告，包括華中科技大學劉獻君教授的“應用型本科人才培養(yǎng)的理念與路徑”、常熟理工學院校長姜作軍教授的“一流應用型人才培養(yǎng)的實踐與思考”等重要教學理念。高端論壇進行了3所國內(nèi)知名應用型高校的考察，包括考察常熟理工學院、常州大學、上海工程技術(shù)大學。高端論壇完成了2次專題討論，討論題目包括一流應用型本科教育與一流應用型專業(yè)。

筆者在論壇期間，參與討論、思考“雙一流”背景下應用型本科院校專業(yè)建設(shè)問題，并分析與交流了應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂教學方法研究與實踐專題內(nèi)容。

2 個性化教育是應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)的有效方法

個性化教育是時代的要求，現(xiàn)在已經(jīng)進入了互聯(lián)網(wǎng)時代。互聯(lián)網(wǎng)具有開放性、交互性、個性化和全球化的特點。教育的個性化是教育法的體現(xiàn)。教育的本質(zhì)在于個人，是每個人成長的問題。應用型人才需要培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力。具有獨創(chuàng)性特征的創(chuàng)新思維是一種個性化思維。創(chuàng)新精神本質(zhì)上是一種獨立探究的精神。關(guān)鍵在于突破常規(guī)，獨立思考，獨立判斷，獨立探索，獨立發(fā)現(xiàn)。我們強調(diào)集體智慧和頭腦風暴的重要性，不是迷信、盲目、服從，而是這些只會刺激個體的大腦和激發(fā)創(chuàng)造性思維。最終的思維仍然是由個體思維產(chǎn)生的。以“創(chuàng)意”為特征的創(chuàng)造性思維是一種個性化思維。只有通過個性化教育，才能激發(fā)創(chuàng)新精神的形成。

3 趣味教學是應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)的軟實力

新常態(tài)下的教育:當人們以人為中心，順應人性時，學生不再是流水線搭建的工具，不再為學生的學習潛能和發(fā)展可能性提供各種課程支持，學會選擇回歸學生，做出學生負責任的選擇；需要把校園還給學生，成為真正的花園、家園、天堂；在這里，他們有足夠的時間社交，跑步和做白日夢。

4 反向設(shè)計的教學思維是應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

為了滿足經(jīng)濟社會發(fā)展中不同類型人才的需求，高等教育的分類和發(fā)展得到了普遍的認可，普通本科院校也從“一欄”變成了“兩欄”。以研究型人才培養(yǎng)為基礎(chǔ)的研究型大學和以應用型人才培養(yǎng)為基礎(chǔ)的地方本科院校，采用反向設(shè)計應用型人才培養(yǎng)模式改革的思路，探索應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂改革的解決方案，突破傳統(tǒng)的研究型人才培養(yǎng)模式。行業(yè)需要明確人才培養(yǎng)的目標和畢業(yè)要求，然后確定學生應該具備的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，然后顛倒哪些課程、哪些實踐環(huán)節(jié)，最后制定教學計劃。

5 基于反向設(shè)計理念的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與綜合實踐翻轉(zhuǎn)課程設(shè)計

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和移動應用市場的重大變化，人們的生活正在演變成以移動為中心、智能和多樣化的生活，人們可以隨時隨地通過移動設(shè)備或互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控家庭狀況，遠程管理和控制家用電器或設(shè)備。智能生活逐漸被越來越多的人所接受和使用，正是在這一巨大的行業(yè)背景下，結(jié)合功能強大的ZYNQ 7000嵌入式全可編程應用開發(fā)培訓平臺，提出了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與綜合實踐課程“智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”項目，旨在學習和實踐新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，掌握新的行業(yè)趨勢。

5.1 基于反向設(shè)計理念的課程案例設(shè)計

系統(tǒng)采用完整的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，即感知層、傳輸層和應用層，感知層采用智能傳感器采集各種數(shù)據(jù)并控制各種被控對象，傳輸層通過ZYNQ7000嵌入式全可編程應用開發(fā)實訓平臺的硬件設(shè)備驅(qū)動將各種數(shù)據(jù)傳輸至其上的中控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，最后通過網(wǎng)絡(luò)方式反饋給應用層，使用PC或PAD客戶端的瀏覽器以Web頁面方式顯示。

5.2 基于反向設(shè)計理念的案例分解

智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)要求實時監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，并獲得實時視頻信息；要求能隨時隨地的了解監(jiān)控對象的信息。基于這樣的需求，制定了采用移動互聯(lián)技術(shù)，開發(fā)基于Web瀏覽器的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，采用三層結(jié)構(gòu)，從上至下分別為Web應用層、中間件層和物理設(shè)備層。

（1）Web應用層：

Web應用層的主要任務是響應客戶端瀏覽器發(fā)送的HTTP和CGI請求;提交中間層物理設(shè)備層傳感器采集的數(shù)據(jù);并根據(jù)設(shè)備控制命令對物理層硬件進行控制。提供用戶登錄、用戶注冊、設(shè)備操作、視頻監(jiān)控、系統(tǒng)設(shè)置等界面;將用戶信息和系統(tǒng)配置寫入數(shù)據(jù)庫以便保存和調(diào)用。前端應用層是直接與用戶交互的層。

（2）中間件層：

中間件層包括嵌入式中央控制系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫和linux設(shè)備驅(qū)動程序。它的功能是處理物理設(shè)備層收集的數(shù)據(jù)，將其封裝成與應用層兼容的格式，然后移動到web應用層。

（3）物理設(shè)備層：

提供最原始的設(shè)備數(shù)據(jù)和控制對象，主要設(shè)備有溫度計、濕度計、導光器、蜂鳴器、監(jiān)控攝像頭，主界面是網(wǎng)絡(luò)端口、usb端口、串口、音頻輸入輸出端口、lcd顯示界面。該層實現(xiàn)了原始數(shù)據(jù)的采集和記錄，包括溫度值、濕度值和視頻流數(shù)據(jù)。在硬件層，當濕度傳感器輸出不同頻率的波形時，axi計時器總線在zynq-pl上實例化。

5.3 基于反向設(shè)計理念的任務實施

任務分為三項角色驅(qū)動工程師、中間件工程師和前端工程師。驅(qū)動工程師完成平臺搭建、Linux驅(qū)動開發(fā)、文檔輸出。中間件工程師完成中間件開發(fā)、文檔輸出。前端工程師完成Web前端界面開發(fā)。

6 總結(jié)

應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)是高等學校本科一流教育的必然要求和重要內(nèi)容。反向設(shè)計思想是一種以結(jié)果為導向的教育理念，對應用型本科院校翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)具有重要的指導意義。在課程建設(shè)方面，應明確課程目標，優(yōu)化教學內(nèi)容，優(yōu)化教學團隊，建設(shè)優(yōu)秀課程資源，創(chuàng)新教學模式，改革課程評價。最后，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，以實現(xiàn)反向設(shè)計思想人才培養(yǎng)的目標。