基于网络平台的自动控制原理课程教学改革探索

袁桂丽　王宝源　刘向杰

摘 要：随着现代科技的日益发展和互联网的广泛普及，传统的自动控制原理课程教学模式也开始向着多元化方向发展。在革新传统教学模式的过程中，有效利用互联网，通过互联网教学模式弥补传统教学模式的不足，不仅可以丰富教学内容，更可以提高学生的学习兴趣，促进学生由被动接受学习转化为主动自主学习，从而提高自动控制原理的教学效果。

关键词：自动控制原理；传统教学模式；网络教学模式；教学改革

中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2016）24-0056-03

一、引言

自动控制原理是来源于工程实践的理论课程，具有理论性强、实践性强、内容抽象、系统分析繁杂、涉及知识面广等特点，使学生学习起来具有一定的难度和深度，学生容易陷入枯燥、厌学的恶性循环，阻碍学生的学习。[1-3]然而，该门课程又是许多专业的基础知识，同时是后续相关课程的基础，掌握好自动控制原理是十分必要的。因此自动控制原理的教学必须进行改革，以激发学生的学习兴趣。本文以互联网教学为切入点，结合传统教学的优点，具体论述了实现自动控制原理的教学改革举措。

二、自动控制原理的课程特征

首先，自动控制原理的理论性强，概念繁多且不易理解，并且涉及到高等数学、复变函数与积分变换、线性代数、大学物理和电路等多门学科知识，数学在该门课程中应用广泛，学习难度较大。[4]此外，部分知识在大一学习，自动控制原理作为专业基础课在大三上学期开课，需要将多门功课的知识在短时间内融合，这也是自动控制原理学习的一个难点。

其次，自动控制原理是多个专业的基础课程，学生众多且学生之间差异较大。对于相同的问题，不同专业的学生接受能力不同，需要针对不同专业的学生因材施教。

最后，自动化技术发展迅速，新的理论方法、新的工程实践问题、新的矛盾层出不穷，迫使教学必须跟上时代的步伐，不断更新内容。[5]

三、自动控制原理课程的教学模式

自动控制原理有两种教学模式体系，具体如图1所示。[2]

自動控制原理课程教学模式分为课堂教学模式和网络教学模式，这两种教学模式处于同一框架下是不可分割的整体，分别完成不同的教学环节。例如，课堂教学模式下属三个教学环节：多媒体课堂教学、课堂研讨和习题演练；网络教学模式下属三个教学环节：网络自学参考、网络习题演练和网络在线答疑等。

四、传统教学模式的长处和短板

传统教学方法即以课堂教学模式完成知识从老师到学生的传递过程，这一过程在传统教学中是最重要的部分，也是学生学习知识、掌握知识并且熟练应用知识的主要途径。这一环节在教与学当中扮演着重要的角色，也是知识在传递过程中无法替代的一环。

传统的课堂教学模式以掌握教材内容为教学目的，教学效率高、易组织，能够及时地从学生的听课状态反映学生的听课效果，从而能够使任课教师根据听课状态及时调整授课内容和授课方式以取得更好的教学效果。师生之间面对面交流是教学过程中占绝对地位的互动方式，互动性更强，更利于学生在有限的时间内理解和掌握课程的重点和难点。

但传统教学模式在教学组织形式上、方式和方法上存在着一定的弊端。例如，在教学组织上通常以黑板和多媒体的形式传授知识，形式单调，交流渠道单一，不能充分调动学生的学习热情，导致听课易走神；在教学方式上通常以教师主动传授知识为主，学生被动地接受，导致学生大多是以任课教师的思维方式去思考问题，一定程度上抑制了学生的创新能力，学生的学习主动性和思维空间受到限制；在教学方法上通常采用以教师、教材、课堂为中心的教学方法，片面强调教师的主导作用，而且只能在有限的学时内讲述教学大纲要求的基础知识点，使得自动控制原理教学与实际生产生活中自动化技术相脱离，导致学生主体作用得不到充分发挥，难以因材施教，学生创新能力受制约等。

五、基于互联网平台的自动控制原理的教学

当今时代，随着互联网的高速发展，信息呈现爆炸式传递，使得学生的学习不仅仅局限在课堂上。网络教学是在网络环境下，以现代教学思想和学习理论为指导，充分发挥网络的各种教学功能和利用丰富的网络教学资源优势，用数字化技术传递教学内容，开展以学习者为中心的非面授教学活动。网络教学模式作为传统教学模式的有益补充，不仅可以利用多样化的教学手段提高学生的学习兴趣，而且可以让学生在自己合适的时间、地点进行学习，还不受次数的约束，使学习变成学生的一种有益探索。移动互联网近年来发展迅猛，使得互联网教学模式的形式不断推陈出新，为学生创造了更好的学习条件。

1.网络教学模式

网络教学具有许多传统教学模式所不及的优点，使课堂教学的内涵和外延得以扩充和发展，现代网络教学创造了一种以“四大分离”为主要特征的全新教学模式：

（1）时间分离：教学过程的“非实时性”（指学生可以观看在线直播如同观看已经拍好的电影）和“非线性”（指学生可重复学习同一堂课的视频而不受时间限制，这与很难重复再现的传统课堂教学迥然不同）。这一特性不仅解放了学生的学习自由性，而且可以减少老师的重复劳动。

（2）空间分离：空间分离即网络的异地性。网络教学不受空间的限制，学习者不论在任何地方都可以根据自己的心理与可能的情况合理选择地点与时间来学习。

（3）师生分离：指老师与学生从传统的面对面直接交流变成了彼此隔绝的单向间接交流，学生不用与老师见面。

（4）教管分离：授课老师往往不管理个体学生的学习过程。

基于上述一些特点，我校师生设置了丰富的教学内容，例如在校内网平台搭建自动控制原理版块，并上传录制好的每位任课老师的课堂教学视频、国内外其他大学的自动控制原理精品课程视频、PPT以及网站链接等，以此拓展学生的学习视野；在教学天地栏目中上传不同专业老师的教学课件、PPT等以便学生课后复习参考；在趣味讲堂中上传前沿科技中与自动控制原理相关的科普知识讲解，从而增加学生的学习兴趣；在风采天地中不断更新学生们自创的有关自动控制原理的作品，如倒立摆控制等。

网络教学虽然已经取得较高的成就，但是仍有一些局限性阻碍其发展或者不能达到预期的目的。例如，网络教学虽然能够做到“时空分离”，但前提是必须有电脑及网线，然而在很多情况下不能够满足这种要求。此外，虽然在校内网中上传了内容丰富的课件或视频等，但是一旦脱离了校内网的环境，同学们就无法登录网站来获取这些内容。

为更好地利用互联网教学的优势，进一步发挥互联网教学的作用，我校师生积极探索移动互联教学模式。移动互联教学是基于移动互联网而发展起来的新型教学模式。随着智能手机在我国的普及，移动信号覆盖率的提高，手机逐渐成为人们日常生活中不可分割的部分，种类繁多的手机APP从各个方面影响着人们的生活，尤其是以微信为代表的社交平台对人们的影响深远。

近年来，我校师生积极探寻如何利用微信开展自动控制原理的课后教学，以满足学生的学习要求。微信作为社交平台有多种功能，如公众号、群组、可浏览Windows办公软件等。例如，我校自动控制原理老师已经建立以专业为单位的自动控制原理微信交流群，群内包含任课老师及学生，在群组内学生可以随时随地向老师询问相关问题，可语音、文字，也可以图片形式交流等。除了一对多的答疑外，也可以一对一地辅导学习。随着微信公众号的兴起，我校老师也尝试建立并完善了以自动控制原理教学为内容的公众号，在公众号内搭建多个板块，如科技前沿、历史回溯、教学天地等，并且每位老师可随时随地推送与自己研究领域相关的文章、前沿科技等。

随着移动互联网的进一步发展，相信会有更多内容丰富的网络学习形式被挖掘。在未来，可以开发跨学科集多门教学为一体的APP应用程序，使网络教学的“四大分离”得以进一步实现，更加充分地释放学生学习的自由性。

2.网络教学与传统教学互补

我们应清醒地认识到，网络教学和传统教学各有优势和不足，因此，网络教学和传统教学存在着优势互补关系。我们要充分发挥两者的优势，完善教学体系。

（1）传统教学体现的是师生的双边活动，师生在实际生活中直接接触，然而这种活动中老师居于主导地位，学生处于被动接受地位，在一定程度上体现出两者之间的不平等。网络教学是师机生多边活动，這一活动由于是非直接接触，从而可以实现师生之间在空间、时间和心理上同步、异步交互的“零距离”，在本质上更加体现民主与平等的特点，然而正是这种非直接接触的教学方式导致教师不能直观地读取学生学习过程中的内心活动，在一定程度上使得教师无法了解所授知识是否能够满足学生的学习需求。因此，网络教学与传统教学应该相互补足。

（2）网络教学更多地体现了教师作为学习辅助者的角色，而非决策者的角色，使得学生拥有更多的学习决定权。然而，正是由于网络教学给予学生更加充分自由的学习环境，从而导致部分学生学习懈怠、懒惰等问题，传统教学定时上课的优势恰好可以弥补这一不足，帮助学生养成良好的学习习惯。

（3）网络教学中师生非直接接触的虚拟学习环境在体现交流民主平等的同时，在一定程度上会导致师生间变得陌生，出现交流障碍，交往不真实等情况，因此传统教学中师生间保持适当的实际接触会有效减少虚拟学习交流的弊端，提高学习和指导的效率。

网络作为传统教学的辅助工具，可以在课堂教学中充分发挥其构建多媒体化和个性化学习环境、提供丰富网络资源和拓展教学时空的作用。随着社会信息化程度的进一步提高，网络教学仍将会得到补充和发展，并发挥越来越重要的作用。作为一个教学工作者，应当在现代教学理论的指导下，在教学实践中对网络教学进行探索和研究，不断改进课堂教学，提高课堂教学的效率。

3.网络平台的内容

网络教学平台的内容如图2所示，主要有3大板块，分别为教学天地、趣味讲堂以及在线答疑。

（1）教学天地设有5个子版块。每个子版块实现不同的功能，如名师风采板块介绍各位任课老师的特点、研究领域等以供各位同学参考来选择老师辅导。

（2）趣味讲堂设有3个子版块。通过每个版块下的内容，如在生产生活中前沿科技发展的创新性应用实例和理论发展的历史事件等资料，来增加课程的趣味性和吸引力，令整个课程显得丰富多彩。同时设有学生风采展示栏目，为那些有想法、热爱自动控制原理的同学提供一个展示和交流的平台，激发同学们的学习兴趣，并把这些兴趣转化为学习的动力。同时对这些同学也会形成一种良好的激励作用，使学生们的思维更加活跃，真正发挥学生在学习中的主体作用。

（3）在线答疑设有2个子版块，分别为师生互动和学习交流。师生互动的内容不再局限于自动控制原理课程教学等学习内容，还包括生活方面的交流，老师可以从朋友圈等分享同学的喜悦或者送上关心。例如，曾有位同学因腿部骨折却无钱治疗，我校师生通过朋友圈扩散消息筹措资金，送上关心和祝福。这种交流方式使得师生之间能够加深了解，打破了传统的师生身份的观念，建立起亦师亦友的关系。学习交流部分主要指学生之间的互动交流，形成良好的学习氛围，自发地建立起学习小组的模式。

六、结论

随着社会的发展和科技的进步，教学也应与时俱进，在网络发达的今天，深度结合互联网与自动控制原理的教学，不仅可以提高教学质量和学生学习的兴趣，而且加强了师生之间、教师之间的交流，打破了传统教学的壁垒，使课上课下的学习都变得丰富多彩。总之，教师在教学过程中应大胆思考，革新现有的教学方法，努力使学生学习到更多的知识，培养更多的人才。

参考文献：

[1]谢静超，毕月虹，刁彦华等.土木建筑教育改革理论与实践（第12卷）[C].武汉：武汉理工大学，2010：433-435.

[2]李振龙，乔俊飞，孙亮等.自动控制原理课程体系结构和教学方法探讨[J].教学研究，2009，32（2）：66-68，72.

[3]刘羡飞，李俊红.结合大学生特点谈“自动控制原理”的教学改进[J].中国教育技术装备，2008（Z1）：67-69.

[4]申昕.基于三横三纵结构体系的自动控制原理教学探讨[J].成都纺织高等专科学校学报，2013，30（1）：59-61.

[5]盖晓华，郭学军，刘叔军.自动控制原理课程教学改革与实践[J].中国西部科技，2009，8（23）：87-88.

（编辑：李晓萍）