控制系统与仿真网络课程教学模式的探讨

狄轶娟 谢成祥 高敏 王崴 陈佳佳

摘 要：随着互联网技术的发展，网络课程已经成为高校课堂教学的有益补充和扩展。根据控制系统与仿真网络课程的建设需求，构建网络课程建设的课程体系，从教学内容、教学方法、教学手段等方面对控制系统与仿真的网络课程建设进行研究与实践，满足学生自主学习与协作学习、师生互动学习等意识，达到提升教学效果和提高教学质量的目的。

关键词：控制系统与仿真 网络课程 自主学习 协作学习

目前，控制系统与仿真课程的教学采用传统多媒体教学，以教师讲授为主、学生被动接收为辅的课程授课模式，教学过程中上课时间固定、课时较少，受到教学时间、教学空间及教学内容的限制，学生不能发挥学习的积极性、主动性，无法有效培养学生的创造力，不利于自动化专业本科人才培养。随着互联网技术的快速发展，网络课程教学成为一种现代化的教学手段，被成功应用到高校教育教学中，成为高校课堂教学质量提高的一种辅助教学形式。网络课程不受教学时间、教学空间的限制，具有便捷性、开放性、自主性、可交互性和资源共享等优点，学习环境更加自由化，能有效发挥教师的主导作用及学生的主体作用。与传统课程教学模式相比，网络课程的学习不仅可以激发学生的学习兴趣，还可培养学生自主学习、协作学习的能力，符合当前高校对人才培养的标准，因而网络课程教学模式越来越受到高校的认可和重视[1]。

一、传统教学模式中存在的问题与对策

控制系统与仿真课程的总课时为32学时，其中实验为4学时。本课程是基于自动控制原理课程基础上对控制系统进行模型建立及仿真研究。目前这种传统的“教师讲授—学生听课”模式便于学生掌握MATLAB语言的基础知识，但对于实践性课程内容，如控制系统的模型研究、线性系统的计算机辅助分析、基于Simulink的控制系统建模与仿真及控制器最优设计等，学生往往在有限的课堂时间内无法及时掌握、按时完成。如果采用网络课程教学的模式，则可以在课程建设中增加课件资料、教学视频、实践仿真及讨论区等元素，让学生不受时间、空间的限制进行视频学习、教学资料学习及同步在MATLAB环境下进行建模仿真实践，同时也能便于教师和学生进行良好的沟通，进而有效提高学生的学习效率，提升教师课程教学质量。

在控制系统与仿真课程的实验教学中，将对图形用户界面进行系统设计及对非线性反馈系统模型进行SIMULINK建模仿真研究，由于实验课与理论课不同步，学生在做实验时受到实验时间的限制，往往不能把实验内容与课堂理论知识有效结合，甚至无法通过实验来验证控制理论知识的正确性，这不利于学生在实验中巩固相关理论知识。而若控制系统与仿真课程实验内容采用网络教学模式，则不会受到时间和空间的限制，遇到问题时可以通过复习相关理论知识、在线讨论交流等形式帮助完成课程实验，真正地将课程理论知识与实验课程充分结合起来，从而激发学生的学习兴趣，引发学生的立体思维[2]，增强学生解决问题的能力。

二、控制系统与仿真网络课程

控制系统与仿真网络课程是通过Blackboard教学平台建设的校内网络教育平台，基于模块化设计思路对本课程进行建设的，可通过制作相应课件资源、布置和批改作业、帮助教师和学生有效沟通及对课程进行有效管理等。根据本课程的实际教学，可将教学内容分为控制理论和控制系统概论、MATLAB仿真语言环境、控制系统的模型与转换、线性控制系統的计算机辅助分析、SIMULINK在系统仿真中的应用及控制器最优设计等。控制系统与仿真网络课程主要包括以下四个模块。

（一）课程信息模块

课程信息模块包括课程公告、课程介绍、课程大纲、课程考核和参考文献。通过课程信息模块，学生可对课程及其考核等有所了解，并接收教师布置的任务。

（二）在线学习模块

在线学习模块包括多媒体课件、教学视频、作业习题、讨论区。通过在线学习模块，学生可学习课程的相关知识、按时完成作业，同时有问题时可与教师在网上展开讨论，提高学习的主动学习能力、协作学习能力，具有较好的开放性、交互性。

（三）辅助学习模块

辅助学习模块包括资源库、试题库、案例、专题讨论。辅助学习模块给学生提供课外学习的教学资源、试题库和案例，并对组织学生进行分组专题讨论，使学生在提出问题、研究问题的过程中探索、掌握相关知识，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的研究能力。

（四）实验模块

实验模块包括实验指导书、实验视频。学生在进行实验前，通过阅读实验室指导书、实验视频对实验内容进行预习，把握实验的重点和难点，有助于学生提高实验教学效率[3]。

三、结语

网络课堂是随着互联网技术发展起来的传统课程教学的辅助教学形式，是目前高校教育教学模式中的一种重要教学形式。控制系统与仿真网络课程是基于Blackboard教学平台建设起来的，可通过课件资料、视频、仿真及讨论区等多种教学形式呈现教学内容，可满足学生自主学习与协作学习、师生互动学习等需求，进而提高学生的学习效率，提升教师课程教学质量。

参考文献

[1]郭丽，李秦渝，韩晓红.大学计算机基础网络课程协作学习的教学设计[J].电子世界，2012（12）：155.

[2]张燕红.计算机控制技术网络课程教学模式的探讨[J].常州工学院学报，2017，30（1）：85—87.

[3]李俊红，刘羡飞.基于Blackboard网络教学平台的《自动控制原理》网络课程建设[J].教育教学论坛，2011：177—178.

项目编号：校级网络课程建设项目（A3-4406-17-018）