應用型本科院校翻轉課堂教學方法研究與實踐

李 丹

（吉林農業(yè)科技學院，吉林吉林 132101）

1 應用型本科院?！半p一流”建設高端論壇

應用型本科院校“雙一流”建設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注如何建設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)建設問題，并分析與交流了應用型本科院校翻轉課堂教學方法研究與實踐專題內容。

2 個性化教育是應用型本科院校翻轉課堂建設的有效方法

個性化教育是時代的要求，現(xiàn)在已經進入了互聯(lián)網時代?；ヂ?lián)網具有開放性、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)新精神本質上是一種獨立探究的精神。關鍵在于突破常規(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課堂建設的軟實力

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 反向設計的教學思維是應用型本科院校翻轉課堂建設的關鍵技術

為了滿足經濟社會發(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)為基礎的研究型大學和以應用型人才培養(yǎng)為基礎的地方本科院校，采用反向設計應用型人才培養(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構和能力結構，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 基于反向設計理念的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與綜合實踐翻轉課程設計

隨著物聯(lián)網技術的發(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備或互聯(lián)網監(jiān)控家庭狀況，遠程管理和控制家用電器或設備。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)網技術，掌握新的行業(yè)趨勢。

5.1 基于反向設計理念的課程案例設計

系統(tǒng)采用完整的物聯(lián)網技術架構，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)實訓平臺的硬件設備驅動將各種數(shù)據傳輸至其上的中控系統(tǒng)進行數(shù)據處理，最后通過網絡方式反饋給應用層，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，開發(fā)基于Web瀏覽器的物聯(lián)網應用系統(tǒng)，采用三層結構，從上至下分別為Web應用層、中間件層和物理設備層。

（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;提交中間層物理設備層傳感器采集的數(shù)據;并根據設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、設備操作、視頻監(jiān)控、系統(tǒng)設置等界面;將用戶信息和系統(tǒng)配置寫入數(shù)據庫以便保存和調用。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)據庫和linux設備驅動程序。它的功能是處理物理設備層收集的數(shù)據，將其封裝成與應用層兼容的格式，然后移動到web應用層。

（3）物理設備層：

提供最原始的設備數(shù)據和控制對象，主要設備有溫度計、濕度計、導光器、蜂鳴器、監(jiān)控攝像頭，主界面是網絡端口、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)據的采集和記錄，包括溫度值、濕度值和視頻流數(shù)據。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 基于反向設計理念的任務實施

任務分為三項角色驅動工程師、中間件工程師和前端工程師。驅動工程師完成平臺搭建、Linux驅動開發(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

應用型本科院校翻轉課堂建設是高等學校本科一流教育的必然要求和重要內容。反向設計思想是一種以結果為導向的教育理念，對應用型本科院校翻轉課堂建設具有重要的指導意義。在課程建設方面，應明確課程目標，優(yōu)化教學內容，優(yōu)化教學團隊，建設優(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)反向設計思想人才培養(yǎng)的目標。