“双一流”背景下应用型高校专业课建设方法探讨

李丹

常熟高端论坛聚焦关注如何建设一流应用型本科专业、培养一流应用型本科人才。本文借此契机，深入讨论了“双一流”应用型专业课建设的软实力、有效方法、关键技术、基于反向设计理念的案例设计等内容。

1 应用型本科院校“双一流”建设2018年高端论坛概述

2018年12月1日至8日，应用型本科院校“双一流”建设2018年高端论坛在常熟理工学院隆重举行。高端论坛交流了先进的、重要的教育思想和教学理念，这些教育思想聚焦关注如何建设一流应用型本科专业、培养一流应用型本科人才。这些教学理念深刻思考了如何提升专业建设能力与人才培养水平，如何提高应用型本科人才培养质量。

高端论坛交流了9次专题报告，包括华中科技大学刘献君教授的“应用型本科人才培养的理念与路径”、常熟理工学院校长姜作军教授的“一流应用型人才培养的实践与思考”等重要教学理念。高端论坛进行了3所国内知名应用型高校的考察，包括考察常熟理工学院、常州大学、上海工程技术大学。高端论坛完成了2次专题讨论，包括讨论题目包括一流应用型本科教育与一流应用型专业。

笔者在论坛期间，参与讨论与思考“双一流”背景下应用型本科院校专业建设问题，并分析与交流了“双一流”背景下专业课建设方法等内容。

2 趣味教学是“双一流”应用型专业课建设的软实力

新常态下的教育：当人们以人为中心，顺应人性时，学生不再是流水线搭建的工具，不再为学生的学习潜能和发展可能性提供各种课程支持，学会选择回归学生，做出学生负责任的选择;需要把校园还给学生，成为真正的花园、家园、天堂;在这里，他们有足够的时间社交，跑步和做白日梦。

3 个性化教育是“双一流”应用型专业课建设的有效方法

个性化教育是时代的要求，现在已经进入了互联网时代。互联网具有开放性、交互性、个性化和全球化的特点。教育的个性化是教育法的体现。教育的本质在于个人，是每个人成长的问题。应用型人才需要培养创新精神和创业能力。具有独创性特征的创新思维是一种个性化思维。创新精神本质上是一种独立探究的精神。关键在于突破常规，独立思考，独立判断，独立探索，独立发现。我们强调集体智慧和头脑风暴的重要性，不是迷信、盲目、服从，而是这些只会刺激个体的大脑和激发创造性思维。最终的思维仍然是由个体思维产生的。以“创意”为特征的创造性思维是一种个性化思维。只有通过个性化教育，才能激发创新精神的形成。

4 反向设计的教学思维是“双一流”应用型专业课建设的关键技术

为了满足经济社会发展中不同类型人才的需求，高等教育的分类和发展得到了普遍的认可，普通本科院校也从“一栏”变成了“两栏”。以研究型人才培养为基础的研究型大学和以应用型人才培养为基础的地方本科院校，采用反向设计应用型人才培养模式改革的思路，探索应用型本科人才培养的解决方案，突破传统的研究型人才培养模式。行业需要明确人才培养的目标和毕业要求，然后确定学生应该具备的知识结构和能力结构，然后颠倒哪些课程、哪些实践环节，最后制定教学计划。

5 基于反向设计理念的嵌入式系统开发与综合实践课程设计

随着物联网技术的发展和移动应用市场的重大变化，人们的生活正在演变成以移动为中心、智能和多样化的生活，人们可以随时、随时随地通过移动设备或互联网监控家庭状况，远程管理和控制家用电器或设备。智能生活逐渐被越来越多的人所接受和使用，正是在这一巨大的行业背景下，结合功能强大的ZYNQ 7000嵌入式全可编程应用开发培训平台，提出了嵌入式系统开发与综合实践课程“智能环境监测系统”项目，旨在学习和实践新兴的物联网技术，掌握新的行业趋势。

5.1 基于反向设计理念的课程案例设计

系统采用完整的物联网技术架构，即感知层、传输层和应用层，感知层采用智能传感器采集各种数据并控制各种被控对象，传输层通过ZYNQ7000嵌入式全可编程应用开发实训平台的硬件设备驱动将各种数据传输至其上的中控系统进行数据处理，最后通过网络方式反馈给应用层，使用PC或PAD客户端的浏览器以Web页面方式显示。

5.2 基于反向设计理念的案例分解

智能环境监测系统要求实时监控环境参数，并获得实时视频信息;要求能随时随地的了解监控对象的信息。基于这樣的需求，制定了采用移动互联技术，开发基于Web浏览器的物联网应用系统，采用三层结构，从上至下分别为Web应用层、中间件层和物理设备层。

（1）Web应用层：

Web应用层的主要任务是响应客户端浏览器发送的HTTP和CGI请求;提交中间层物理设备层传感器采集的数据;并根据设备控制命令对物理层硬件进行控制。提供用户登录、用户注册、设备操作、视频监控、系统设置等界面;将用户信息和系统配置写入数据库以便保存和调用。前端应用层是直接与用户交互的层。

（2）中间件层：

中间件层包括嵌入式中央控制系统、嵌入式数据库和linux设备驱动程序。它的功能是处理物理设备层收集的数据，将其封装成与应用层兼容的格式，然后移动到web应用层。其目的是将应用层与物理设备层连接起来，提供网络应用层与物理设备层之间的接口。Appweb是一个嵌入式http网络服务器，可以直接集成到客户机应用程序和嵌入式设备中。促进基于网络的应用程序和设备的开发和部署。本项目中的Web应用层是运行在应用服务器上的Web前端应用程序。cgi命令控制器的功能是响应客户端浏览器发送的cgi命令请求，分析命令请求。判断数据采集命令或设备控制命令，调用硬件设备驱动程序或sysfs文件系统，通过gpio端口交互物理设备层。

（3）物理设备层：

提供最原始的设备数据和控制对象，主要设备有温度计、湿度计、导光器、蜂鸣器、监控摄像头，主界面是网络端口、usb端口、串口、音频输入输出端口、lcd显示界面。该层实现了原始数据的采集和记录，包括温度值、湿度值和视频流数据。此外，铅和蜂鸣器可以控制。在硬件层，当湿度传感器输出不同频率的波形时，axi计时器总线在zynq-pl上实例化。axi定时器的采集功能用于采集外部时钟的频率。led和bep都使用zynq universal emio端口进行输入和输出控制，而温度传感器使用universal emio端口进行单总线数据传输。

5.3 基于反向设计理念的任务实施

任务分为三项角色驱动工程师、中间件工程师和前端工程师。驱动工程师完成平台搭建、Linux驱动开发、文档输出。中间件工程师完成中间件开发、文档输出。前端工程师完成Web前端界面开发。

6 总结

专业核心课程建设是高等学校本科一流教育的必然要求和重要内容。反向设计思想是一种以结果为导向的教育理念，对本科专业核心课程建设具有重要的指导意义。在课程建设方面，应明确课程目标，优化教学内容，优化教学团队，建设优秀课程资源，创新教学模式，改革课程评价。最后，提高学生的实践能力和创新能力，以实现反向设计思想人才培养的目标。

基金项目：吉林农业科技学院教改课程“嵌入式系统开发与综合实践”。吉林省高等教育学会课题编号JGJX2018D202“依托德国双元制教育理念的高校双创教育改革研究与实践”。吉林农业科技学院农业应用型人才培养研究基地建设规划课题“依托智慧农业工程研究中心打造实践教学与协同创新平台”。吉林农业科技学院大学生科技创新项目吉农院合字[2018]第077号“基于仿人型机器人的银发族照护系统的研究与实践”。

（作者单位：吉林农业科技学院）