MOOC在现代控制理论课程教学中的应用

姚凤麒，方 红

(安徽工业大学 电气与信息工程学院，安徽 马鞍山 243002)

MOOC在现代控制理论课程教学中的应用

姚凤麒，方 红

(安徽工业大学 电气与信息工程学院，安徽 马鞍山 243002)

在教学中，我们应正确认识MOOC的作用，将MOOC与现有的课堂教学合理地结合起来，充分发挥MOOC的优势，使其服务于现有的课堂教学。在现代控制理论课程教学中，可以将MOOC用于协助翻转课堂教学，将重要概念和知识点、典型例题解析做成MOOC，还可以利用MOOC补充该课程涉及的众多数学知识点，以缓解学时压力。

MOOC；现代控制理论；教学改革

MOOC是Massive Open Online Course的简称，意为“大规模开放性网络课程”。自2012年MOOC兴起以来，就以全新的教学模式和教学理念席卷了整个教育界。我国以清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学为代表的一批名校纷纷投身其中，显示了对这一教育创新的积极态度。[1]现代控制理论是自动化专业的一门重要的基础必修课程，学习这门课程的目的在于掌握现代控制理论的基本理论和基本方法，以便进行系统分析和设计。[2]为了提高现代控制理论课程的教学质量，本文结合我校的实际情况，探讨在MOOC的强烈冲击下，现代控制理论教师对MOOC应持有的态度，并研究如何将MOOC这一新的教学方式和教学理念引入到现有的教学模式中。

一、对MOOC应持有的态度

对于MOOC这一新兴事物，学者们褒贬不一，各执一词。结合我校具体情况来看，我们认为让MOOC完全取代现代控制理论课堂教学或是对MOOC完全不闻不问都是不可取的，较可行的做法是将MOOC与现有的教学模式相结合。

(一)MOOC完全取代课堂教学不可取

首先，难以有合适的MOOC资料。尽管一些名校名师打造的MOOC课程很好，但是很难找到完全适用于我校学生知识水平和特点的课程；而若要我校教师自己打造MOOC课程，则需要耗费大量的人力、物力和财力，其中课程设计、录制视频、剪辑包装等等都需要付出很高的劳动成本。

其次，MOOC教学缺乏师生互动。MOOC是一个虚拟的学习环境，学生学习时面对的是机器。而在课堂里，教师的一个眼神、学生的言行举止、师生间的互动都会产生良好的教学效果。教师也会经常提醒学生注意集中精神认真听课，而在MOOC这种线上学习过程中，这些优势无法体现出来。

最后，MOOC学习通过率低。完全利用MOOC学习而没有老师的积极引导，学生学习容易无规律，没有紧迫感，难以坚持，容易放弃。Udacity的创始人Thrun就表示，MOOC在线教育模式的一个硬伤是：很少人能把课听完。相关研究表明，慕课学习者仅有7%的人能真正把Udacity之类的课程听完。[3]

(二)对MOOC不闻不问跟不上时代

MOOC作为一种新兴事物，在开放性、大规模性以及不受时间限制等方面具有明显优势。如果对MOOC抱有反对态度、不闻不问就会与时代脱轨，在竞争中处于劣势。尽管MOOC难以取代课堂教学，但若能好好加以利用，却能很好地服务于教师，尤其是青年教师。我校的青年教师大多数是刚一入职就开始上课，没有经过学习培训，对所讲授的课程内容不熟悉，对授课方法缺少经验，对课堂的掌控能力不足。借助于MOOC平台，青年教师可以进入国际顶尖大学的课堂，向名校名师学习，这不仅可以帮助他们加深课程内容的理解，更能让他们了解名校名师的教学理念，把握课程教学改革的最新动向。

(三)正确态度是将MOOC与传统教学模式相结合

我们既不能因为把MOOC理论上所具有的优越性当作现实的优点而盲目乐观，也不要因为MOOC在发展中遇到的挑战而对其失去信心。[4]明智的做法应该是既要吸取MOOC教学的优点，又要摒弃它的不足，并结合本校学生的实际学习情况，针对目前现代控制理论课程教学中存在的一些问题，将MOOC与传统教学模式合理地结合起来。

二、如何将MOOC与传统教学模式相结合

针对我校现代控制理论实际教学情况，将MOOC与传统教学模式结合起来，让MOOC为现有的课堂教学服务，是值得探索的一种教学方式。

(一)将MOOC用于协助翻转课堂教学

翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是教师设计视频，学生课前观看视频自主学习，回到课堂上与老师同学生面对面讨论并完成作业的一种教学形态。翻转课堂重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在课后，学生可以自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。[5]

然而翻转课堂教学占总学时的比例、哪些教学内容适合于翻转课堂教学则需要认真思考和精心设计。首先，翻转课堂学时过多有可能会耽延教学进度，而学时过少又难以发挥翻转课堂的优势。我们认为，在初始的探索阶段拿出20%～30%的学时做成翻转课堂，既不会耽延教学进度，又能提高学生自主学习能力、表达能力和沟通能力。其次，翻转课堂教学内容应该选择十几分钟内能讲解清楚、同时又便于讨论的知识点。现代控制理论课程内容多，且呈碎片化，很多知识点都能在短时间内讲解清楚，便于录制短视频；同时，一些知识点又容易混淆，需要同学之间、师生之间的相互讨论以帮助学生加深理解、加以区分。比如说控制系统的状态能控性和能观测性的定义、判据及其之间的联系，再如李亚普诺夫稳定性的不同定义及其判据等等都是较适合于制作MOOC并进行翻转课堂教学的知识点。

(二)将重要概念和知识点做成MOOC

现代控制理论中，有些概念和知识点难以理解却又很重要，例如控制系统的极点配置、状态观测器的设计、状态转移矩阵的概念和求解、一个系统方程如何转换成能控标准型或能观标准型等。对于这些重要的概念和知识点，即使教师上课讲得很详细，可是只是在课堂讲解一遍很难让学生完全透彻地理解。若将这些内容做成MOOC，用于学生课前预习或课后复习，供学生反复查看和理解，既可避免学生在课堂里因各种原因无法很好掌握知识却又无法弥补的尴尬。

(三)将典型例题解析做成MOOC

在笔者的教学过程中，经常会遇到以下情况。一是由于课时受限，一些很好的例题没有时间在课堂上讲解。二是常有多个学生请教相同的问题，教师不得不重复作答。三是一些学有余力的学生希望挑战更有难度的习题，但苦于缺乏资料、缺少交流。针对这些现象，可以将一些经典例题、难题、考研题等素材放到MOOC中，既可避免教师重复劳动，节约时间成本，又能扩大学生知识面，拓展学生思维，加强学生之间的交流。

(四)补充数学知识，缓解学时压力

现代控制理论教学内容多，涉及的数学知识点也多。例如，在第3章控制系统的能控性和能观测性中，系统的能控性和能观测性的证明要用到矩阵的秩、矩阵的逆、矩阵指数函数等知识。再如，控制系统的状态空间模型是一阶微分方程组，所以系统的运动分析、能控性、能观测性和稳定性等分析问题，以及极点配置、状态观测器设计等综合问题最终都归结为微分方程和线性代数等数学问题。虽然自动化专业的学生学习过相关数学知识，但掌握不扎实，且有遗忘。因此，教师在授课过程中不得不为他们补充部分数学知识，造成课时非常紧张，影响教学质量。如果将这些数学知识归纳总结做成MOOC，供学生自主学习，即可实现既补充了所需数学知识，又不影响原有教学进度的目的。

三、结语

MOOC的到来对高等学校的教学改革提出了新要求。本文结合我校实际情况，指出面对MOOC这一新兴事物，既不能让MOOC完全取代课堂教学，也不能对其不闻不问，而是应将MOOC与现有的课堂教学合理地结合起来，充分发挥MOOC的优势，使其服务于现有的课堂教学。同时，针对现代控制理论这门课程，探讨了将MOOC与现有教学相结合的具体做法。

[1]覃新和. 基于MOOC课程平台的教学设计策略探讨——以《计算机网络基础》课程为例[J]. 广西师范学院学报(自然科学版), 2015(3): 133-136.

[2]王孝武.现代控制理论基础[M].北京: 机械工业出版社, 2006.

[3]Chloe. MOOC难颠覆传统大学模式的硬伤：仅有7%的人能把课程听完，听课的人多已拿到学士学位证书[EB/OL]. (2013-11-18).http://www.36kr.com/p/207739.html.

[4]汪基德, 冯莹莹, 汪滢. MOOC热背后的冷思考[J]. 教育研究, 2014(9): 104-111.

[5]翻转课堂[EB/OL].http://baike.baidu.com/link?url=96jbfA2r5q22Z56XQkWou4lPvjoRjVmMo6RiicTfj0ICjBp0hmF

jakeyzk6FIA8eM_QBckJAIYg8SpdUD2yi9.

(责任编辑 汪继友)

On the Application of MOOC in the Teaching of the Course Modern Control Theory

YAO Feng-qi, FANG Hong

(School of Electrical and Information Engineering, AHUT, Ma’anshan 243002，Anhui, China)

It is necessary to make a correct understanding of MOOC with the reasonable combination of the present classroom teaching at the best use of its advantages and service to the teaching. In the teaching of the course Modern Control Theory, teachers are supposed to change MOOC into the assistance of flipped classroom teaching in which some important concept, knowledge points and typical example analysis can be additionally made into MOOC, and add up, by use of MOOC, varieties of mathematical knowledge points related to the course for the alleviation of less teaching hour pressure.

MOOC(massive open online courses)； Modern Control Theory；teaching reform

2016-01-07

姚凤麒(1984-)，女，安徽宿州人，安徽工业大学电气与信息工程学院副教授，博士。

G642.0

A

1671-9247(2016)03-0063-02