“机械控制工程基础”多融合式教学改革实践

周 丹，李 柯

（南昌理工学院机电工程学院，江西 南昌 330044）

0 引言

伴随着信息技术的发展，“互联网+”不断催生着各类新颖的教育理念和教学方式，诸如微课、翻转课堂、慕课等在教学活动中不断普及。新技术背景下，如何针对人才的多元化需求，充分融合教育与技术、创新教学模式、提升教学效果，是当前教学改革面临的迫切问题[1]。

“机械控制工程基础”是机械工程类本科专业基础课，涉及范围广、知识点多、计算量大，并且与实际系统有紧密联系。传统课程教学呈现出：理论内容多，实践应用少，且两者融合较差；教学形式和手段较单一，学生参与度不高；课程实验环节效果不明显；课堂讲授时间过长学生难以消化理解。诸多原因造成学生学习热情不高，学习主动性不强，导致整体教学效果不佳[2]。

同时伴随着人们阅读方式的改变，电子式和碎片化成主导，尤其是大学生群体。通过对相关专业的学生进行课程教学的问卷调查，分析出符合学生新颖的课堂教学方式。文章针对机械控制工程基础课程展开线上线下融合式教学，充分利用学生学习特点，在于提升教学效果。

1 线上线下融合式教学模式

1.1 线上资源创建

2020年2月开始全国大学生实行“停课不停学”在线课程的学习，让学生提前感受线上自主学习。随后各大高校与超星平台进行合作，推出“一平三端”教学平台，普及各大高校。

根据该课程的实际情况，结合超星“一平三端”教学平台制作线上教学模块。主体分为视频资源、软件仿真、题库设计和分组任务。

（1）视频资源：引用超星平台下吉林大学刘振泽老师建立的《控制工程基础》线上视频资源。基础课程教材大同小异，涉及知识点都是相同的。视频教学完全能够满足学生课后自主学习。但为了配合线上与线下实现教学或者教材的同步，线下课堂教学使用的PPT资源同步放在了教学平台上，方便学生课后进行巩固复习。

（2）软件仿真：该课程理论性较强，要让学生积极主动学习，需教师及时解惑来增强学生学习积极性和学习兴趣。Matlab软件是控制系统建模与仿真重要软件，把部分模拟实验模块放在线上，有效解决实验限时限地的影响。通过仿真能及时验证学生课后知识推导及建模过程是否正确，进一步增强学生学习主动性。

（3）题库设计：针对不同知识点设置不同程度和不同类型的题库，对学生进行测试。教师根据测试结果调整线下教学内容，划分好每堂课的重难点。

（4）分组任务：线上学习达不到学生心理预期，会降低学生自主学习的积极性。如何结合线下课堂教学提升学生积极性？可采用自主分组，进行限时任务，在线上进行提交，采用一定的打分制进行评分。

1.2 教学过程实施

针对机械设计制造及其自动化专业学生作为授课对象，采用线上线下融合式教学。以线上自主预习+线下课堂针对性教学为主线，并配合线上分组限时任务和软件模拟仿真。

（1）线上自主预习。传统教学模式以教师讲授为主，学生被动吸收。融合式教学以学生为主体，教师根据学生自学情况调整线下课堂教学内容。在每堂课结束后，教师根据教学进度安排下堂课教学内容，并提前设置线上预习任务及对应测试题。

线上预习和测试受很多因素影响。为了细致掌握学生线上预习情况，线下课前10分钟测试，教师根据结果构建该堂课侧重点。通过线下课堂讲解分析，课程结束前再对该知识点进行测试，了解学生总体掌握情况。

（2）分组限时任务。长期单一的教学模式，学生兴致慢慢减弱，参与度越来越低且效果越来越差。采用分组限时任务在于培养学生语言组织能力和团队协作能力。

分组任务评分采用教师50%+组内互评25%+组间互评15%+自评10%。为了保证团队团结一致，学生自己组队。为了避免学生依赖他人，每组每位成员都必须进行现场讲解，组内成员根据贡献值进行组内互评。通过现场展示团队讨论结果，其他小组进行组间互评。

通过分组限时任务环节，首先巩固了重要知识点；其次小组讨论增强学生沟通与协作能力；限时也可以让学生明白时间的重要性，系统只接受规定时间内的讨论成果；最后，现场讲述加强学生语言表达能力，想法准确无误地表达出来，也让学生体验角色互换。

（3）软件模拟仿真。该课程主要是对机械类控制系统进行建模并判断系统的性能。但通过理论的学习，学生很难直观感受课程的应用性。Matlab软件有两部分内容进行系统建模仿真，函数命令和Simulink仿真。线上提供仿真软件及安装使用教程，并布置相关建模仿真任务，让学生不限时间自主仿真。学生通过对不同控制系统进行建模仿真了解系统的性能，并验证理论建模结果，加深对理论知识的理解。

2 考核方式改革

传统考核采用平时30%+考试70%，对学习过程追踪相对较少，考试成绩决定课程学习效果。线上线下融合式教学打破传统考核方式，注重学习过程，让学生注重每一个教学环节。该教学采用线上积分50%（其中签到10%+视频20%+分组任务20%+课堂互动10%+讨论10%+作业15%+线上测试15%）和线下集中考试50%。

3 教学效果对比

经过一个学期线上线下融合式教学，对比传统教学模式，从统计数据来看，教改班的总体成绩优于传统教学模式班。从数据显示，使用线上资源（视频资源和PPT资源），能认真完成线上任务的学生普遍综合测评成绩较好。综合设计题主要为区分学生理论知识是否准确掌握。教改班学生综合设计题普遍优于传统教学班，反映了学生理论知识能够拓展并应用。同样，线上分组任务参与度高的学生综合设计题得分更好。

学期结束后对教改班进行满意度调查，了解学生接受程度及需改进的地方。通过数据显示，学生大部分认为二者互补，充分发挥了学生的自主性，更能体现学生作为学习过程的主体的主动性、积极性与创造性。也有同学提出如果想更好地提高学习效果，需要学生有自主学习的意愿，应加强线上学习的奖惩措施。有学生提出，学习的氛围也能够直接影响学习积极性，应加强与学生的及时互动。

图1 新旧教学效果对比

4 结束语

该课程具有突出的工科特点，涉及知识面广，公式推导多。传统灌输式教学模式知识点的长期运用欠佳。采用线上线下融合式教学，以学生为中心，注重过程分析，抓住学生学习心理，及时线上建模仿真，分组限时讨论，多角度进行线上线下融合教学。通过新旧模式对比，融合式教学过程跟踪明显，学生互动较多，教学效果更好。