“自动控制基础”课程数字化资源建设与实践

摘要： 本文从“自动控制基础”课程数字化资源现状与存在的问题出发，根据“自动控制基础”课程特点，结合江苏科技大学能源与动力工程、轮机工程、建筑环境与能源工程专业的偏船舶背景，基于课程内容优化和资源建设原则等方面提出了“自动控制基础”课程数字化资源建设与实践策略。

Abstract： Based on the present situation and existing problems of the digital resources of Automatic Control Basis， according to the characteristics of Automatic Control Basis， with the background of energy and power engineering， marine engineering， building environment and energy engineering in Jiangsu University of Science and Technology， based on the optimization of curriculum content and the principle of resource construction， this paper puts forward the construction and practice strategies of digital resources in the course of Automatic Control Basis.

关键词： 自动控制基础；数字化资源建设；高等工科学校

Key words： automatic control basis；digital resources construction；higher engineering school

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）10-0202-02

0 引言

“自动控制基础”是高校大机械类专业广泛采用的一门重要的专业基础课程，具有理论性强、系统性强、应用范围广等特点，是一门跨控制论与机械工程技术理论领域的边沿学科[1]。为了更好的开展教学，在前期“自动控制基础”课程教学改革基础上[2]，对课程的相关教学资源进行整合，并积极推进课程的数字化资源建设。通过对“自动控制基础”课程数字化资源的不断丰富与完善，加强了课程内部各知識体系之间的有机融合，提升了课程教学效果。通过课程数字化资源的建设，便于教师开展全方位的教学活动，加强丰富、生动、优质教学资源的充分利用，激发学生的兴趣和学习主动性，有利于学生开展个性化、自主性的研究型学习，对提高教学效果、保证教学质量，促进课程的发展起着积极的作用。

1 课程数字化资源的现状及主要问题

“自动控制基础”是江苏科技大学具有船舶背景的能源与动力工程、轮机工程、建筑环境与能源工程专业的一门重要的专业课，在相对应专业的课程体系中占有重要的地位。课程内容的概念比较抽象，涉及数学背景知识也比较多，工程实践性很强。所以学生不仅需要具备扎实的高等数学和电子电工技术等课程的基础知识，而且还要有一定的计算机应用能力。课程内容主要包括控制系统数学模型，控制系统的传递函数，控制系统的时域分析，控制系统的频率响应及频率指标，控制系统的稳定性分析（Routh稳定判据、Nyquist稳定判据）及相对稳定性指标，控制系统的设计与校正，线性离散系统初步等。目前本课程的数字化资源除了前期开发的多媒体课件及虚拟实验软件外，还有通过购买获得的相关教学资源，虽然这些数字化资源的量很丰富，但在实际使用中还是与教学存在较多的不匹配状况，对课程的教学效果提升非常有限。相对来说高质量的课程数字化资源十分匮乏，已有资源的使用频率也不高，课程数字化资源的应用水平还处在比较低级的阶段。

2 课程数字化资源建设的具体原则

为保证课程资数字化资源建设的质量和有效提升教学效果，“自动控制基础”课程数字化教学资源的建设应遵循系统性、实用性、发展性和创新性原则。主要来说，需要注意以下几点：应以课程教学的具体情况和相关专业背景，以及师生的实际需求为出发点，系统地开展有助于教师进行线上和线下互动教学、学生开展自主学习、合作及探究学习的数字化资源建设；在课程数字化资源建设的筹划阶段，全面思考课程资源建设之目的、内容、结构层次、现有条件等因素，再结合教学实践，得出系统的、整体的课程数字化资源建设规划，所以课程数字化资源的建设也是一个持续发展的过程；在资源建设和实践过程不断地增加新内容，，加强互动性良好和高质量教学资源，同时对已有的数字化资源进行优化，提炼出更实用的课程资源，实现课程资源的不断创新。

3 课程数字化资源建设的主要内容

结合“自动控制基础”课程的重点与难点，在前期课程教学改革的基础上，以课程大纲的章节相应的结构精心进行课件设计，在内容上做到有所取舍，以突出重要知识点。以深入讲解基本原理为前提，选取具有典型性的例子，通过微课、网络交互的方法对课程难点的详细分析，加强学生对主要知识点的理解。主要内容为：

①全面修订课程教学大纲，科学的选择和组合课程内容，以学科发展和前期课程教学改革的成果充实教学内容。

②借助江苏科技大学慕课系统网络教学综合平台建设课程网站，以发布课程的教学大纲、授课计划、数字化教材及微课库，课程章节的主要知识点、典型题目求解方法，考试复习要求、虚拟实验指导书，电子教案和多媒体课件等资源。

③建设典型实例库，主要为结合专业应用背景的船舶柴油机气缸冷却水温度控制系统、船舶燃油粘度控制系统、船用辅锅炉水位自动控制系统、船舶主机遥控系统和船舶火灾监控系统自动控制等微课作品。

④完善虚拟实验平台，进行基于MATLAB 的过程控制仿真子系统的进一步建设，增加平台的开放性。各个仿真模块中，学生可以直接调用各个仿真模型进行参数设置，整个过程清晰明了，教学形象生动，既加深学生对基本理论的理解，又直观了解到各种控制系统的构成及应用，从而能取得较好的教学效果。

⑤建立課程的试题库，主要按照教学大纲对各个章节知识点的具体要求，编写每个章节的试题库，并根据教学内容的实际情况，确定需要重点掌握的知识点。

4 课程数字化资源建设中的创新点与注意点

在建设过程中注意构建数字化课程资源体系，将教师和学生，以及资源进行有机整合，形成了完整的体系。在整个体系中对课程资源的利用也形成了较完善的系统，从课程基本内容到关键知识点的展示都做了相应开发，能够较好地完成专业培养方案中课程需要达到的目标[3]。另外课程的数字化资源形式多样，包括电子版配套教材、教学课件、微课、虚拟实验、相关微博等，元素众多，并结合学生的兴趣做出相应的调整，能够更好地调动学生的学习动力和激情，使得学生从“要我学”到“我主动要学”，从而达到较好的教学和学习效果。

课程数字化资源建设需要注意的地方在于，不能对收集和自主开发的各种资源仅仅进行简单的相加，而是在建设过程中要有意识的加入教学理念。同时课程数字化资源只是教师教学的一个手段，起到的应该是“锦上添花”的作用，数字化资源并不能直接替代课堂教学。所以在教学时，不能是资源“使用”教师，而是教师要运用适当的教学技巧和方式，将数字化资源润入到教学中，二者有机结合，使得教学资源得到充分的优化利用。而且课堂教学也为数字化资源的建设提供了丰富的素材以及教学实践，因此两者是相辅相成的关系。

5 课程数字化资源库的特点和实践意义

数字化资源库的特点如下：

①课程数字化资源库是一个开放的体系平台，内容详实、概念清晰、形式多样，覆盖了“自动控制基础”课程的所有知识点，有利于学生进行课程内容的学习与理解，提高学生的自主学习意识。

②提供了与课堂教学内容章节相对应的多媒体课件和部分微课，在详细讲解课程基本知识的基础上，选取课程内容中的重点和难点，通过讲解、课堂讨论的方式对例题和应用实例的详细分析，确保学生对主要知识点的理解和掌握。

③促使学生进一步认识和掌握MATLAB这一机械控制工程系统中应用广泛的计算与仿真软件，使得学生能更好地理解课程基本概念，提高学生的分析和设计能力。

④注重培养学生探寻课程知识实际应用的发展成果，通过数字化资源库的不断丰富与完善，培养学生进行自我探究学习能力，从而提高学生的分析问题和解决问题的能力。

通过将近一年的实践，数字化课程资源的运用取得了较好的效果，目前已经积累了一批具有较高水平的课程资源；大部分教师和学生都做出了积极的评价，认为该课程数字化资源能有效地提高课程教学效果，激发学生的学习兴趣。但同时也存在一些问题：部分学生还没有使用课程资源的意识，资源平台的利用率还需要提高；第二，资源建设还不够全面，还需要在课程数字化资源的建设过程不断加入新内容。

6 结语

本文结合“自动控制基础”课程数字化资源建设，阐述了课程资源建设的基本思路和相关措施，所建设的数字化资源经过若干轮次的实践应用，取得了较好的成效，不仅提高了课堂教学水平，同时也调动了学生的学习积极性，加深了学生对课程内容的理解和掌握，为后续学习及工作打下了良好的基础。但课程资源还需要继续丰富与完善，课堂教学与资源应用不断融合，达到进一步提高课程教学效果，增强学生的自主学习、工程应用能力的培养目标。

参考文献：

[1]王伟，申爱明.《控制工程基础》课程教学改革研究与探索[J].安徽师范大学学报（自然科学版），2007（2）.

[2]徐华平，潘朝峰，刘炳霞.“自动控制基础”课程教学改革探析[J].黑龙江教育（高教研究与评估版），2015（4）.

[3]李志勇，魏红.高校精品课程数字化资源建设与推广应用研究[J].电脑知识与技术，2010，6（2）.