基于混合式教学模式的自动控制技术课程改革

陈青华

近年来网络技术的飞速发展和智能手机的普及，高等教育从内容到形式都面临着巨大的机遇和变革，国家级精品课程和开放课程建设，就是网络技术与高等教育相结合的产物。在线教育也随着网络覆盖范围的扩大受到前所未有的重视。基于移动互联网络环境的学习模式在该背景下应运而生，在一定程度上带动教育的变革与创新。在高等教育教学中引入移动互联网络环境下的个性化学习模式，不仅可以培养学生的自主学习能力、互助协作能力，而且可以丰富教学手段、提高教与学的效果。《自动控制技术》课程是高校本，专科机电类，自动化类专业的重要基础课之一，具有理论性强、内容多、难度大的特点。近几年的教学实践中发现以下突出问题：学生数学基础薄弱，对课程中的微分方程、传递函数、拉普拉斯变换、频域分析等内容理解困难；课程教学以理论教学为主，学生以“上课听讲”+“课下作业”的传统模式学习，学习的兴趣和积极性有待提高；自动控制技术虽然在各行各业都取得了广泛应用，但教材中讲授的仍然是经典理论。学生普遍反映内容枯燥，感受不到课程内容在现实生活、将来工作实践中的具体应用。

一、混合式教学理论及要求

高职高专和应用型本科院校，以培养应用型人才为目标，教学方式方面从传统的课堂教学向“工学结合”、项目化案例化、任务驱动等转变，课堂组织也出现了反转课堂等新的形式。随着计算机和互联网技术的进步，知识的载体多样化，线上线下相结合的混合式教学模式广受重视。具体来说，这种教学模式具有以下优点：①学生可以灵活安排学习时间，摆脱单一的课堂学习，利用手机等移动设备和移动互联网络，在图书馆，宿舍等获取知识，提交作业，参与讨论。②教学平台上的重点内容可重复回放，便于多次观看，有利于基础薄弱的学生提高学习效果。③利用网络学习平台，可以进行在线答疑，小组讨论等活动，有利于培养学生的创造性思维。

混合式教学要求教师的角色由单一的知识传播者向学习活动的组织、引导、监管、评价者转变。具体来说，混合式教学模式要求教师提升以下方面的能力。

1.教学资源处理，建设能力。对课程相关的图像、视频、音频等资料进行收集、整理、压缩、编辑等处理，要求教师能够熟练应用图形，视频编辑软件，以及利用Flash动画做演示。《自动控制技术》课程中，学生往往对控制技术在现实中的应用认识模糊，教师可采用最新的短视频来介绍，如先进的港口无人码头，现代化汽车组装车间等。

2.教学环节设计能力。混合式教学需要教师将教学活动分成线上教学和课堂教学2部分。线上教学指的是利用网络教学平台，上传相关的课件、视频、图片，收发各个章节的作业，并利用网络平台进行在线答疑，在线测试等功能。《自动控制技术》课程需要利用matlab软件进行仿真计算，教师需要根据教学内容设计上机案例。利用matlab和SIMULINK实现时域、频域的分析和计算。

3.课程整合和评价能力。近年来国家和省级精品课程建设广受重视，许多课程的资源都可以在网上获取。网络上学习资源的丰富性和易获取性为学生提供了多种学习途径。学生通过网络平台的链接，可以获得不同学校的课程资源，同一个知识点由不同老师来讲解，显然更有利于知识的理解。课程评价方面，由传统的试卷评价向综合评价过渡，即由分数单一评价转变为学生的学习参与度，作业、实验报告完成情况，小组讨论参与情况等。

混合式教学模式本质上以学生为主体，教师是教学活动的主导者。其对学生的要求有以下几个方面：①学生需要提高自我约束和自我控制能力。线上学习过程需要学生使用手机，电脑等设备登陆网络进行学习活动，如果学生自制力不强的话，很容易在学习过程中被网络上的游戏等所吸引，从而浪费时间，影响学习效果。②网络安全意识。电脑网络和手机网络都存在病毒，网络诈骗等行为，学生线上学习过程中，也需要提高网络安全意识。③提高学习自主性。积极参与教学环节中的小组讨论，独立完成各种作业，杜绝抄袭。

二、课程改革的具体方法

1.需要教师收集和加工教学资源。将《自动控制技术》各章节的相关图片，视频资料分类处理，并上传到网络教学平台。然后，教师根据人才培养方案，合理设计和规划各章节的教学内容，课时计划，作业内容，上机实践等细节。教学活动中，教师设计的教学任务粒度适中，以相对独立的知识点为单位。每一章都布置相关的书面作业，并有相关的上机练习。通过学习matlab软件，使学生能够掌握用工具软件进行拉普拉斯变换、微分方程求解、时域响应曲线绘制、BODE图绘制等基本技能。

2.教学过程中，通过网络学习平台布置预习任务，提示重点和难点，要求学生阅读教材，并根据教师给出的知识点针对性的学习，记录问题并做好讨论和发言准备。课前学习在线上进行，学生完成自学后，可以进行在线自测，如果遇到问题，可以线上向教师提问以获取帮助。课堂教学中，教师根据教学内容的安排，通过课堂提问、小组讨论发言、案例分析等多种方式，检验学生课前线上学习的效果，并及时发现问题。教学过程中，教师要善于抛出问题，启发学生思考并展开讨论。课堂教学的后期，教师需要对重点知识进行梳理，并总结归纳。课程中注意布置开放型的课外学习任务，利用matlab编写程序，探讨不同参数对控制系统性能的影响。课外学习SIMULINK在時域分析，线性系统设计校正中的应用。

3.《自动控制技术》强调理论和实践相结合，鼓励学生课外完成一些与小制作。例如自动开关的窗帘、简易机器人等。从前期建模开始，逐步分析小系统的稳定性、误差和动态响应等，并利用工具软件分析参数，以改善性能。

本文对《自动控制技术》课程的教学改革，加强了对学生平时学习情况和学习效果的考查，将平时考核的比重增大。学生总成绩一线上成绩（50%）+线下成绩（50%）；线上学生成绩=在线测试（20%）+课程作业（30%）+在线学习行为（30%）；线下学生成绩=出勤（20%）+小组讨论汇报成绩（40%）+期末试卷成绩（40%）。

三、结语

互联网时代，特别是移动互联网络的普及和发展，学习者利用手机等终端设备进行学习行为已非常普遍。本文充分利用现代化的教学手段，改进《自动控制技术》课程的讲授模式和方法，包括过程和内容，目的是为学习者提供更好的学习条件。在教学过程中，注重老师和学生之间角色的转变。通过线上预习学习、任务分解、提出问题，线下讲授、分组讨论、等多种形式有机结合，使学生积极参与到学习过程中。采用过程化、多元化的考评方式，把考评比重放在平时，以提高学生的参与性和主动性。