摘 要：文章闡述了“射頻識別原理與應(yīng)用”課程的開設(shè)意義，論述了課程教學(xué)中存在的問題，分析了課程教學(xué)應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂的必要性，提出了翻轉(zhuǎn)課堂在“射頻識別原理與應(yīng)用”課程教學(xué)中的實施方案，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，加強學(xué)生學(xué)習(xí)的深度，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；射頻識別；線上資源

現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)日新月異，工科大學(xué)生的培養(yǎng)要更側(cè)重于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，這樣才能使其不斷學(xué)習(xí)和實踐新的技術(shù)，適應(yīng)社會的快速發(fā)展。翻轉(zhuǎn)課堂是混合式教學(xué)的一種具體實施，它重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，學(xué)生在課前通過看視頻、電子書、PPT等在線方式完成自主學(xué)習(xí)，課上通過合作學(xué)習(xí)、協(xié)作探究等方式促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行知識的內(nèi)化和遷移，把學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更專注于主動的基于項目的學(xué)習(xí)，從而獲得更深層次的理解，以達(dá)到學(xué)生高階思維的培養(yǎng)；教師則采用講授法和協(xié)作法來滿足學(xué)生的需要和促成他們的個性化學(xué)習(xí)，其目標(biāo)是為了讓學(xué)生通過實踐獲得更真實的學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂是一種“先學(xué)后教”的三維課堂教學(xué)模式，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是有準(zhǔn)備的互動與合作，學(xué)生提出的問題也更有針對性，更有深度和廣度，突出了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生的參與度更強，自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)節(jié)奏，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式[1]，將引發(fā)教師角色、課程模式、管理模式等一系列變革。下面以“射頻識別原理與應(yīng)用”課程的翻轉(zhuǎn)課堂為例闡述學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

1 “射頻識別原理與應(yīng)用”課程背景

1.1 “射頻識別原理與應(yīng)用”課程開設(shè)意義

射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它具有識別準(zhǔn)確、速度快、距離遠(yuǎn)的特點，是目前綜合性能較好的自動識別技術(shù)之一。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)分析，對各種應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行智能化、自動化的處理與控制，需要依托射頻識別技術(shù)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，將任何地點的任何物品在任何時間進(jìn)行互聯(lián)，需要通過射頻識別技術(shù)進(jìn)行物品標(biāo)識和信息記錄。近距離無線通信技術(shù)（Near Field Communication，NFC）技術(shù)是射頻識別和移動通信技術(shù)整合，是射頻識別技術(shù)的延伸。由此可見，射頻識別技術(shù)是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。射頻識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)感知層的核心技術(shù)之一，所以“射頻識別原理與應(yīng)用”課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)核心課程[2]。

1.2 “射頻識別原理與應(yīng)用”課程教學(xué)中存在的問題

“射頻識別原理與應(yīng)用”課程是一門理論和實踐相結(jié)合的綜合性課程，包括理論課、實驗課、課程設(shè)計三大部分。理論課涉及電路、電磁波、高頻電子電路、通信等知識，實驗課、課程設(shè)計涉及程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、嵌入式系統(tǒng)、Linux等內(nèi)容，因此，射頻識別技術(shù)涉及多學(xué)科，對基于計算機學(xué)科的學(xué)生掌握起來有一定的難度，更應(yīng)偏重于射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)實踐開發(fā)[3]。

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是多種技術(shù)的融合，所以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)大三年級開設(shè)的專業(yè)課程較多，而且每門課都包括理論課和實踐課，所以每門課程課時較緊張，“射頻識別原理與應(yīng)用”課程也不例外。在有限的課堂上，知識信息量大，學(xué)生不能完全接受和消化教師所講內(nèi)容，也來不及深入思考，使得知識停留于淺層，達(dá)不到深度學(xué)習(xí)的效果。

在教學(xué)活動中，教師是教學(xué)的主導(dǎo)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，然而一個教學(xué)班中的學(xué)生是不同個體組成的群體，在認(rèn)知、接受、理解等思維活動方面存在差異性，統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容不能滿足不同學(xué)生對象的學(xué)習(xí)需求。這樣，有些學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識內(nèi)容，而老師在課堂中主要考慮了中間層面學(xué)生的接受程度，而忽略了這部分學(xué)生，沒有及時給這些學(xué)生進(jìn)行深層次的教學(xué)，從而不能引導(dǎo)這些學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，對課程失去了熱情；還有一些學(xué)生不能完全接受所授知識，感覺課程有一定的難度，學(xué)習(xí)課程會有一定的挫敗感，打擊了他們的學(xué)習(xí)積極性。

鑒于上述問題，開展“射頻識別原理與應(yīng)用”課程的教學(xué)，需要一種良好的教學(xué)模式保障課程教學(xué)質(zhì)量和效果。

1.3 “射頻識別原理與應(yīng)用”課程教學(xué)中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂的必要性

寶雞文理學(xué)院計算機學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)自2012年招生以來，秉著“重基礎(chǔ)、強應(yīng)用”的教學(xué)理念，不斷修訂人才培養(yǎng)方案，進(jìn)行教學(xué)改革探索，著力于應(yīng)用型人才培養(yǎng)。RFID應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計是基于嵌入式系統(tǒng)的軟件與硬件的綜合體，是軟件、硬件協(xié)同設(shè)計的工程[4]。2017年，寶雞文理學(xué)院計算機學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)獲批陜西省“一流專業(yè)”建設(shè)項目培育項目，需要對專業(yè)課程進(jìn)行資源整合，探索和嘗試新的教學(xué)模式，解決課程建設(shè)中存在的問題。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)可以解決上述問題，以學(xué)為本建設(shè)優(yōu)質(zhì)的在線開放課程，開啟課程資源共享與應(yīng)用模式，學(xué)生課下先學(xué)習(xí)老師提供的基礎(chǔ)知識，如果有問題就可以記錄下來，在課堂上由老師答疑或同學(xué)討論來解決。翻轉(zhuǎn)課堂通過把傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)和線上學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合在一起，實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，可以更好地加強面對面的互動，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作的能力，提高教學(xué)效果，開啟學(xué)生深度學(xué)習(xí)，滿足不同學(xué)生對象的學(xué)習(xí)需求[5]。

2 翻轉(zhuǎn)課堂在“射頻識別原理與應(yīng)用”課程教學(xué)中的實施方案

2.1 整合課程資源，搭建課程體系結(jié)構(gòu)

將“射頻識別原理與應(yīng)用”課程分為3個層次。第一層為RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，主要介紹RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用的核心作用、“射頻識別原理與應(yīng)用”課程開設(shè)意義、課程總體安排、課程學(xué)習(xí)資源等。第二層為RFID技術(shù)基礎(chǔ)知識，主要介紹RFID技術(shù)相關(guān)的基本概念和工作原理，包括RFID技術(shù)概述、RFID標(biāo)準(zhǔn)體系、RFID電子標(biāo)簽、RFID讀寫器、RFID系統(tǒng)編碼與調(diào)制、RFID中間件、RFID防碰撞技術(shù)。第3層為RFID技術(shù)應(yīng)用案例分析與實踐，主要介紹一些典型的RFID應(yīng)用實例的解決方案和實現(xiàn)方法，如圖書管理系統(tǒng)、停車收費管理系統(tǒng)、商品溯源系統(tǒng)等。

2.2 分解課程內(nèi)容，凝練課程微課設(shè)計

翻轉(zhuǎn)課堂實施的前提是發(fā)布課前課程學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識點。課程視頻資源是傳統(tǒng)課堂的另一種表現(xiàn)形式，具有教師面授的親切感，是利于學(xué)生學(xué)習(xí)的課程資源之一，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間靈活安排學(xué)習(xí)微課，掌握相關(guān)知識點[6]。但是課程視頻不能是整堂課的復(fù)制，而要進(jìn)行微視頻的制作。微課具有短小精悍的特點，能抓住學(xué)生的短時注意力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。為了更好地開展“射頻識別原理與應(yīng)用”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，需要制作課程微視頻。首先將“射頻識別原理與應(yīng)用”課程各章節(jié)的內(nèi)容按知識點進(jìn)行打散分解，然后凝練出精華部分，明確教學(xué)目標(biāo)，總結(jié)歸納出重點和難點，再精心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，采用舉例子、打比方等各種教學(xué)方法，最后錄制課程微課。將“射頻識別原理與應(yīng)用”課程體系中的第一、二層的各章節(jié)進(jìn)行分解，分解后的知識點包括課程開設(shè)意義、射頻識別概述、RFID系統(tǒng)構(gòu)成、RFID系統(tǒng)分類、電子標(biāo)簽概述、電子標(biāo)簽的組成、電子標(biāo)簽體系結(jié)構(gòu)、典型的電子標(biāo)簽、讀寫器概述、讀寫器的設(shè)計、RFID系統(tǒng)信源編碼、RFID系統(tǒng)信道編碼、RFID系統(tǒng)調(diào)制方法、RFID標(biāo)準(zhǔn)體系、RFID防碰撞ALOHA算法、RFID防碰撞二進(jìn)制樹型算法。

2.3 挖掘典型應(yīng)用，開展課程案例教學(xué)

以計算機學(xué)科為依托的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是“重實踐，偏應(yīng)用”，所以“射頻識別原理與應(yīng)用”課程的教學(xué)目標(biāo)是集RFID設(shè)備、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件工程思想、程序設(shè)計語言開發(fā)基于RFID技術(shù)的應(yīng)用管理系統(tǒng)。針對“射頻識別原理與應(yīng)用”課程體系中的第3層，課程教學(xué)要進(jìn)行RFID技術(shù)應(yīng)用案例分析與實踐，這部分內(nèi)容主要涉及QT開發(fā)、SQLite數(shù)據(jù)庫設(shè)計、RFID技術(shù)在交通、圖書管理、商品溯源等方面的應(yīng)用。為了讓學(xué)生課堂上更容易接受和掌握，在開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，首先課前給學(xué)生布置應(yīng)用案例需求分析和功能模塊設(shè)計分析任務(wù)，然后課堂上講解案例的設(shè)計和實現(xiàn)方式，接著引導(dǎo)學(xué)生分析案例設(shè)計的不足之處或案例可以如何擴展，最后讓學(xué)生在所講案例的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)或擴展，并作為作業(yè)上交。教師可以根據(jù)學(xué)生的作業(yè)情況，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)教學(xué)需改進(jìn)之處，重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。

2.4 重視教學(xué)設(shè)計，組織翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

教學(xué)設(shè)計是根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教學(xué)對象的特點，將教學(xué)諸要素有序安排，確定合適的教學(xué)方案的設(shè)想和計劃。教學(xué)設(shè)計一般包括教學(xué)課題、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點、教學(xué)內(nèi)容、板書設(shè)計、教學(xué)方法、教學(xué)步驟與時間分配等環(huán)節(jié)、學(xué)生活動、課后評價與反思等內(nèi)容。教學(xué)不只是單純地講授知識內(nèi)容，還要重視教學(xué)設(shè)計，教學(xué)設(shè)計直接決定著一堂課的教學(xué)效果和質(zhì)量。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)是一種混合式教學(xué)模式，涉及課前、課堂、課后等階段，與傳統(tǒng)教學(xué)相比更要重視教學(xué)設(shè)計[7]。教師要樹立堅定的教育改革理念，培養(yǎng)較高的教育信息化素養(yǎng)，由“教”向“導(dǎo)”轉(zhuǎn)換角色，課前通過QQ群或微信群推送教學(xué)資源，教學(xué)資源要呈現(xiàn)教學(xué)課題、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點、教學(xué)內(nèi)容，這些資源的設(shè)計是順利開展課堂教學(xué)的前提。課堂上首先要對學(xué)生課前內(nèi)容學(xué)習(xí)的檢測設(shè)計，包括問卷設(shè)計、問題設(shè)計、小測驗設(shè)計、小組討論設(shè)計、學(xué)生演示和答辯設(shè)計等檢測方式設(shè)計，通過檢測環(huán)節(jié)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并針對此情況開展下一步教學(xué)，教師講授學(xué)生沒有掌握好的內(nèi)容或總結(jié)歸納知識點或指出學(xué)生理解有誤的地方。課堂教學(xué)結(jié)束前，針對學(xué)生的不同接受程度，布置多層次要求的作業(yè)，滿足不同能力學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。課后教師要根據(jù)學(xué)生評價，反思教學(xué)設(shè)計是否合適，并進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。

2.5 注重實踐創(chuàng)新，組織學(xué)生參加各類競賽與大創(chuàng)項目

工科專業(yè)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)是學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了促進(jìn)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的提高，鼓勵學(xué)生積極參加各類物聯(lián)網(wǎng)競賽和申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。以競賽和項目為契機，以任務(wù)和項目驅(qū)動的形式，激發(fā)學(xué)生去思考和探索，使學(xué)生將課程群的知識和技術(shù)綜合起來應(yīng)用，既能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，又能促進(jìn)學(xué)生綜合實踐能力的提高，學(xué)生的團隊協(xié)作能力、邏輯表達(dá)能力、交流學(xué)習(xí)能力也有所增強，為后續(xù)綜合實踐性教學(xué)奠定基礎(chǔ)，如課程設(shè)計、實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計。

2.6 重視教學(xué)評價，改進(jìn)教學(xué)設(shè)計

教學(xué)評價是檢驗教學(xué)效果的一種方式，以評促教是教學(xué)評價的目標(biāo)。翻轉(zhuǎn)課堂是一種新的教學(xué)模式，教師在教學(xué)過程中可能存在著各種問題，可以通過每堂課的小評價和學(xué)期末的總體評價，通過一些測試了解學(xué)生對知識點的掌握情況，根據(jù)一些問卷調(diào)查中學(xué)生提出的建議改變教學(xué)設(shè)計，促進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的順利開展。對學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價要注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性評價[8]，改變以前以筆試結(jié)果為主的評價，將每堂課學(xué)生課前學(xué)習(xí)、參與討論、課后實踐的表現(xiàn)加入學(xué)習(xí)評價中，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氣氛，使翻轉(zhuǎn)課堂能夠切實開展，避免學(xué)生不積極參與翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)的情況。

3 結(jié)語

將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到“射頻識別原理與應(yīng)用”課程教學(xué)中，可以解決當(dāng)前該課程教學(xué)中存在的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)師生之間的交流，提高學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力。目前，基于翻轉(zhuǎn)課堂的“射頻識別原理與應(yīng)用”課程教學(xué)設(shè)計已經(jīng)完成，還需建立一個“射頻識別原理與應(yīng)用”課程的在線學(xué)習(xí)平臺或APP，將教學(xué)資源分類細(xì)化列出，學(xué)生可以通過這個平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，老師在教學(xué)過程中可以不斷地去補充和完善教學(xué)資源和設(shè)計，并通過這個平臺針對學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄和學(xué)習(xí)互動情況進(jìn)行評價考核。

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