基于网络环境的“自动控制原理”教学模式改革

常艳超， 曾庆军， 薛文涛

(江苏科技大学 电子信息学院， 江苏 镇江 212003)

基于网络环境的“自动控制原理”教学模式改革

常艳超， 曾庆军， 薛文涛

(江苏科技大学 电子信息学院， 江苏 镇江 212003)

本文以“自动控制原理”课程为研究对象，以网络环境为依托，从教学内容、教学方法、实践环节以及考核方法等四个方面进行改革与实践。结果表明，新的教学模式，更能激发学生的学习热情，提高教学质量。

网络环境；自动控制原理；教学模式

0 引言

“自动控制原理”是自动化专业以及相关专业的一门重要基础理论课程，本课程的教学任务是使学生获得反馈控制的基础理论，掌握自动控制系统的基本分析和设计方法，提高学生分析问题与解决问题的能力，具备对给出模型的系统进行动态分析和设计的能力[1]。

“自动控制原理”课程内容抽象难懂，系统性、理论性较强，大部分学生在课程的学习过程当中感到颇有难度。

当今社会是信息化社会，网络无处不在，怎样才能利用网络发展这一契机，打破传统教学模式，改变现有的教学现状，建立起基于网络环境的教学模式，提高教学质量，是摆在广大任课教师面前的一个值得深思的问题。

1 网络教学的特点

网络教学能把传统教学中以“教”为中心的传授式教学过程，转变为以“学”为中心的探索性学习过程，它与传统的课堂教学相比有以下主要特点。

1)交互性

网络教学活动的中心在于学生。网络教学注重师生的在线交互，共同对教学内容进行研究、探讨。在网络环境中师生的位置变得更加平等。网络环境突破了课堂的时间限制，既可以同步双向交互，也可以异步双向交互，为师生之间、学生之间、教师之间提供了一个交互式的教学平台[2]。

2)多样性

网络环境下任课教师可以事先把每一节课的教学内容和教学目标在网络上发布，让学生自己决定是去上课还是通过网络教学视频自行学习，这样既可以实现预先的教学目标，也可以做到一直所倡导的因材施教。

3)开放性

随着网络的普及，在线学习已经成为了一种获取知识的重要途径，网络中有大量的个性化教育资源，如专题网络、教育专家个人网页、专题新闻、专业的电子杂志等，为学生个性化学习提供了前所未有的选择余地。

4)个性化

传统教学模式在很大程度上束缚了学生的创造力，各种教学活动都是把学生置于共同的影响之下，而网络教学克服了传统教学中的“一刀切”的人为现象，学生和教师之间通过网络交流，在学习的过程中学生就能及时了解到自己的进步与不足，及时地按要求调整学习。此外，利用网络可在任何时间进行学习或参加讨论，及时获得在线帮助，从而实现真正的个性化教学。

2 课程教学模式改革与实践

为了打破传统的教学模式的桎桔，发扬我校的办学特色，针对“自动控制原理”课程的知识内容体系，借助于网络技术这一平台，本文从教学内容、教学方法、实践环节以及考核方法等四个方面对该课程的教学模式进行大胆改革。当然这里所讲的网络教学模式并不是和传统的教学模式相背离，而是作为辅助学习的手段，网络教育和传统教育相结合，取长补短，最大化的提高学习效率[3-5]。

2.1教学内容的改革

该课程主要教学内容大概分为六章：第一章控制系统概述；第二章控制系统的数学模型；第三章控制系统的时域分析；第四章根轨迹法；第五章频域响应法；第六章控制系统的校正。

我校的教育模式同过去相比，已经产生了翻天覆地的变化，实践型、应用型等复合型人才的培养已经成为了主要的培养目标。理论教学学时被逐渐减少，实践环节的比重大幅增加，而该课程的知识内容较多，借助于网络这一平台，恰好可以解决减少和增加的矛盾。比如第二章的梅森公式的应用，线性系统的传递函数；第三章的一阶系统的时间响应，线性系统的稳定性；第四章的绘制根轨迹的法则；第五章的相对稳定性等内容，均不再作为课上内容，而是交由学生利用网络教学资源自行学习，教师只制定相应的方法加以考核。

此外，在教学过程中，以自动控制理论应用为主线，结合我校自身特点，尽可能多地引用一些船用电气自动化仪表、辅助设备自动控制、主机遥控等基本原理和应用知识。这样，既开阔了学生眼界、实现理论与实践的紧密结合，又更有效地改进了教学效果、提高了教学质量。

2.2教学方法的改革

我校传统的教学方法是教师在上面讲，学生在下面听，灌输式教学为主，学生很少会参与到课堂教学过程中来，即使师生之间有互动，也十分有限。所有学生在同一个学习环境下学习，统一安排考试，任课教师会经常检查上课出勤率，作为平时成绩的一部分。

新的教学方法完全与此不同，其新颖之处主要体现在以下几个方面：

(1)在授课计划的制定上，不是所有的教学内容都规定为学生必须到课学习，安排一定的机动内容，对于这部分内容学生可以到课学习，也可以借助于网络教学资源进行自学，但前提是不能影响后续内容的学习。制定好的授课计划利用网络平台进行发布，每位同学都可获悉相关内容的制定情况，相对于传统的教学模式，这样的授课计划，让学生的学习有了更多的灵活性和自主性，但同时为了维持正常的教学秩序，防止滥竽充数的现象发生，对于不想到课的学生比例要严格把控，采取提前申请的方式。

(2)启发式教学为主，让学生真正成为学习的主体。对于选择自学而不到课的学生，事先设定一定的问题。例如，第二章梅森公式的应用,可以设定以下几个问题：①什么是前向通路，如何求前向通路总传输？②什么是回路，如何求回路总传输？③ 什么是互相独立的回路，什么是互相接触的回路？④ 如何求信号流图的特征多项式？⑤ 如何求流图余子式？

基于学生都具有一定的好奇心，通过问题的设定，可以激发了学生寻找答案的热情，带着问题展开学习，等问题全部解决，相应的内容也就基本掌握了。

(3)检验学生对知识的掌握情况是教学过程当中不可缺少的环节之一。对于传统的教学方法，主要是通过课上提问问题和布置课后作业两种方式来体现。

新的检验方式课后作业全部利用网络平台进行发布，学生作业全部网上提交，规定最后提交时间，时间一到便发布标准答案，让学生采取互评的方式进行作业批改，每次作业设置一定的分值，按照作业完成质量获得相应的得分，学生可以通过互评环节，巩固学习内容。

2.3实践环节的改革

实践环节是教学过程当中不可或缺的一部分，通过实践环节可以起到验证和巩固所学知识的作用。对于传统的教学模式，该课程有三个课内实验，总共六个学时，由实验教师统一安排实验教学，实验内容多年不变，学生数人一组合作开开展实验，很难避免滥竽充数现象。

近年来，我院投入大量资金，先后兴建船舶电子对抗系统实验室、现代综合测控实验室、船舶机舱自动化系统实验室、船舶综合电力系统实验室等一系列实验室，崭新的实验环境，先进的实验设备，为实践环节的改革提供了良好的基础和条件。

改革后的实践环节，除课内必做实验之外，任课教师将若干实验项目任务书利用网络平台进行发布，供学生选作。学生可以自己联系实验室做实验，实验完成后利用网络平台提交实验报告，由任课教师验收实验结果。对于完成选作实验的学生，可以获得相应实践环节加分。选作实验不具有强制性，供学有余力的学生选择。

2.4考核方法的改革

网络环境给传统的考核方法注入了新的活力，传统的考核方法一般由平时成绩、实验成绩和考试成绩三部分构成，各自占据一定的比例。平时成绩占总评比重一般为百分之二十到三十，由作业完成情况和上课出勤情况构成；实验成绩占总评比重一般为百分之十；考试成绩所占总评比重一般为百分之六十到七十。而网络环境下，考核的方法有了更大的灵活性，主要体现在平时成绩和实验成绩两部分，因为学生可以自己决定某些内容是到课学习还是自己学习，因此，平时成绩主要体现在作业完成情况，每次作业网上提交，由学生互评，根据作业完成质量获得相应分数，最后成绩累加，按比例计入总评。实验成绩的不同主要体现在选作实验方面，学生选作实验，按照完成质量，获得相应加分，一般完成一个选作实验最多可以获得五分加分，选作实验加分设有上限，最多奖励20分，最后实验总分累加按比例算入总评。

网络环境下，课程总评成绩尽量提高平时成绩和实验成绩的比重，减小期末考试成绩所占的比重，期末考试只占到总评成绩的40%左右。

新的考核方法对于学生而言，有了更大的透明度，很少会出现以往学生对自己的总评成绩存在异议的问题。学生要想获得高分，必须认真对待每一次作业，必须花更多的精力在实践环节上，更加符合新时期人才培养的需要。

2.5初步成效

经过一个学期的改革与实践，学生对“自动控制原理”课程的学习积极性有了较大提高，35%的学生申请过网络自学，由被动学习变主动学习，54%的学生进行了选作实验，提高了动手能力和实践能力，期末总评不及格率由去年的41%降低为27%，绝大部分学生由最初的羞于互动到后来爱上互动。但并没有杜绝滥竽充数现象，这有待于通过加大中间过程考核力度来加以改善。

3 结语

网络环境下的新的教学模式更加强调学生为教学活动的主体，强调网络环境中的师生互动以及学生和学生之间的互动。网络教学模式让整个教学过程有了更大的灵活性和趣味性，更加强调了对教学资源库的建设和使用[5]。总而言之，网络环境下的教学模式创建更适应“建构主义”教学理论，也就是充分发挥学生的自主性，在任课教师的指导和帮助下自我进行知识的建构和探索。学生在新的教学模式下进行学习，极大了提高了学习热情，能够更快、更深、更有兴趣地掌握“自动控制原理”课程的理论精髓，达到良好的教学效果。

需要补充的是本文所提及的网络平台为“爱课程网”，所有的改革活动都是在该平台上进行创建,创建成果如图1所示。

(常艳超等文)

图1 课程建设成果剪图

[1] 陈伟,曾庆军.船舶电气类专业“自动控制原理”课程教学改革[J],北京:中国电子教育,2012(2):65-68.

[2] 张贵明.网络环境下教学模式的构建及创新[J].北京:计算机教育，2013(22):93-97.

[3] 白素兰.网络环境下教学模式研究[J].北京:教育与职业，2011(6):172-173.

[4] 周围.网络环境下教学模式的探究与实践[J].哈尔滨:教育探索，2005(2):60-61.

[5] 吴敏.基于现代信息技术的教学模式反思[J],湘潭:当代教育理论与实践, 2015(3):95-97.

TeachingModeReformAboutAutomaticControlPrincipleBasedontheNetworkEnvironment

CHANGYan-chao,ZENGQing-jun,XUEWen-tao

(Schoolofelectronicsandinformation,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003,China)

This paper takes the Automatic Control Principle course as the research object, based on the network environment, and do some reforms and practices in teaching content, teaching methods, practice teaching and examination methods. The results show that the new teaching model can stimulate students′ learning enthusiasm and improve teaching quality.

network environment; automatic control principle; teaching model

2016-11-17;

2017-03-14

国家特色专业建设项目、江苏省品牌专业建设项目、江苏科技大学2014年高等教育科学研究课题(GJKTY201426)

常艳超(1980c)，男，在读博士生，讲师，主要从事“自动控制原理”、“ 过程控制基础等”等课程教学控制理论与控制过程、电厂综合自动化的研究，E-mail:462351966@qq.com

G423.07

A

1008-0686(2017)05-0018-04