基于網絡環境的“自動控制原理”教學模式改革

常艷超， 曾慶軍， 薛文濤

(江蘇科技大學 電子信息學院， 江蘇 鎮江 212003)

基于網絡環境的“自動控制原理”教學模式改革

常艷超， 曾慶軍， 薛文濤

(江蘇科技大學 電子信息學院， 江蘇 鎮江 212003)

本文以“自動控制原理”課程為研究對象，以網絡環境為依托，從教學內容、教學方法、實踐環節以及考核方法等四個方面進行改革與實踐。結果表明，新的教學模式，更能激發學生的學習熱情，提高教學質量。

網絡環境；自動控制原理；教學模式

0 引言

“自動控制原理”是自動化專業以及相關專業的一門重要基礎理論課程，本課程的教學任務是使學生獲得反饋控制的基礎理論，掌握自動控制系統的基本分析和設計方法，提高學生分析問題與解決問題的能力，具備對給出模型的系統進行動態分析和設計的能力[1]。

“自動控制原理”課程內容抽象難懂，系統性、理論性較強，大部分學生在課程的學習過程當中感到頗有難度。

當今社會是信息化社會，網絡無處不在，怎樣才能利用網絡發展這一契機，打破傳統教學模式，改變現有的教學現狀，建立起基于網絡環境的教學模式，提高教學質量，是擺在廣大任課教師面前的一個值得深思的問題。

1 網絡教學的特點

網絡教學能把傳統教學中以“教”為中心的傳授式教學過程，轉變為以“學”為中心的探索性學習過程，它與傳統的課堂教學相比有以下主要特點。

1)交互性

網絡教學活動的中心在于學生。網絡教學注重師生的在線交互，共同對教學內容進行研究、探討。在網絡環境中師生的位置變得更加平等。網絡環境突破了課堂的時間限制，既可以同步雙向交互，也可以異步雙向交互，為師生之間、學生之間、教師之間提供了一個交互式的教學平臺[2]。

2)多樣性

網絡環境下任課教師可以事先把每一節課的教學內容和教學目標在網絡上發布，讓學生自己決定是去上課還是通過網絡教學視頻自行學習，這樣既可以實現預先的教學目標，也可以做到一直所倡導的因材施教。

3)開放性

隨著網絡的普及，在線學習已經成為了一種獲取知識的重要途徑，網絡中有大量的個性化教育資源，如專題網絡、教育專家個人網頁、專題新聞、專業的電子雜志等，為學生個性化學習提供了前所未有的選擇余地。

4)個性化

傳統教學模式在很大程度上束縛了學生的創造力，各種教學活動都是把學生置于共同的影響之下，而網絡教學克服了傳統教學中的“一刀切”的人為現象，學生和教師之間通過網絡交流，在學習的過程中學生就能及時了解到自己的進步與不足，及時地按要求調整學習。此外，利用網絡可在任何時間進行學習或參加討論，及時獲得在線幫助，從而實現真正的個性化教學。

2 課程教學模式改革與實踐

為了打破傳統的教學模式的桎桔，發揚我校的辦學特色，針對“自動控制原理”課程的知識內容體系，借助于網絡技術這一平臺，本文從教學內容、教學方法、實踐環節以及考核方法等四個方面對該課程的教學模式進行大膽改革。當然這里所講的網絡教學模式并不是和傳統的教學模式相背離，而是作為輔助學習的手段，網絡教育和傳統教育相結合，取長補短，最大化的提高學習效率[3-5]。

2.1教學內容的改革

該課程主要教學內容大概分為六章：第一章控制系統概述；第二章控制系統的數學模型；第三章控制系統的時域分析；第四章根軌跡法；第五章頻域響應法；第六章控制系統的校正。

我校的教育模式同過去相比，已經產生了翻天覆地的變化，實踐型、應用型等復合型人才的培養已經成為了主要的培養目標。理論教學學時被逐漸減少，實踐環節的比重大幅增加，而該課程的知識內容較多，借助于網絡這一平臺，恰好可以解決減少和增加的矛盾。比如第二章的梅森公式的應用，線性系統的傳遞函數；第三章的一階系統的時間響應，線性系統的穩定性；第四章的繪制根軌跡的法則；第五章的相對穩定性等內容，均不再作為課上內容，而是交由學生利用網絡教學資源自行學習，教師只制定相應的方法加以考核。

此外，在教學過程中，以自動控制理論應用為主線，結合我校自身特點，盡可能多地引用一些船用電氣自動化儀表、輔助設備自動控制、主機遙控等基本原理和應用知識。這樣，既開闊了學生眼界、實現理論與實踐的緊密結合，又更有效地改進了教學效果、提高了教學質量。

2.2教學方法的改革

我校傳統的教學方法是教師在上面講，學生在下面聽，灌輸式教學為主，學生很少會參與到課堂教學過程中來，即使師生之間有互動，也十分有限。所有學生在同一個學習環境下學習，統一安排考試，任課教師會經常檢查上課出勤率，作為平時成績的一部分。

新的教學方法完全與此不同，其新穎之處主要體現在以下幾個方面：

(1)在授課計劃的制定上，不是所有的教學內容都規定為學生必須到課學習，安排一定的機動內容，對于這部分內容學生可以到課學習，也可以借助于網絡教學資源進行自學，但前提是不能影響后續內容的學習。制定好的授課計劃利用網絡平臺進行發布，每位同學都可獲悉相關內容的制定情況，相對于傳統的教學模式，這樣的授課計劃，讓學生的學習有了更多的靈活性和自主性，但同時為了維持正常的教學秩序，防止濫竽充數的現象發生，對于不想到課的學生比例要嚴格把控，采取提前申請的方式。

(2)啟發式教學為主，讓學生真正成為學習的主體。對于選擇自學而不到課的學生，事先設定一定的問題。例如，第二章梅森公式的應用,可以設定以下幾個問題：①什么是前向通路，如何求前向通路總傳輸？②什么是回路，如何求回路總傳輸？③ 什么是互相獨立的回路，什么是互相接觸的回路？④ 如何求信號流圖的特征多項式？⑤ 如何求流圖余子式？

基于學生都具有一定的好奇心，通過問題的設定，可以激發了學生尋找答案的熱情，帶著問題展開學習，等問題全部解決，相應的內容也就基本掌握了。

(3)檢驗學生對知識的掌握情況是教學過程當中不可缺少的環節之一。對于傳統的教學方法，主要是通過課上提問問題和布置課后作業兩種方式來體現。

新的檢驗方式課后作業全部利用網絡平臺進行發布，學生作業全部網上提交，規定最后提交時間，時間一到便發布標準答案，讓學生采取互評的方式進行作業批改，每次作業設置一定的分值，按照作業完成質量獲得相應的得分，學生可以通過互評環節，鞏固學習內容。

2.3實踐環節的改革

實踐環節是教學過程當中不可或缺的一部分，通過實踐環節可以起到驗證和鞏固所學知識的作用。對于傳統的教學模式，該課程有三個課內實驗，總共六個學時，由實驗教師統一安排實驗教學，實驗內容多年不變，學生數人一組合作開開展實驗，很難避免濫竽充數現象。

近年來，我院投入大量資金，先后興建船舶電子對抗系統實驗室、現代綜合測控實驗室、船舶機艙自動化系統實驗室、船舶綜合電力系統實驗室等一系列實驗室，嶄新的實驗環境，先進的實驗設備，為實踐環節的改革提供了良好的基礎和條件。

改革后的實踐環節，除課內必做實驗之外，任課教師將若干實驗項目任務書利用網絡平臺進行發布，供學生選作。學生可以自己聯系實驗室做實驗，實驗完成后利用網絡平臺提交實驗報告，由任課教師驗收實驗結果。對于完成選作實驗的學生，可以獲得相應實踐環節加分。選作實驗不具有強制性，供學有余力的學生選擇。

2.4考核方法的改革

網絡環境給傳統的考核方法注入了新的活力，傳統的考核方法一般由平時成績、實驗成績和考試成績三部分構成，各自占據一定的比例。平時成績占總評比重一般為百分之二十到三十，由作業完成情況和上課出勤情況構成；實驗成績占總評比重一般為百分之十；考試成績所占總評比重一般為百分之六十到七十。而網絡環境下，考核的方法有了更大的靈活性，主要體現在平時成績和實驗成績兩部分，因為學生可以自己決定某些內容是到課學習還是自己學習，因此，平時成績主要體現在作業完成情況，每次作業網上提交，由學生互評，根據作業完成質量獲得相應分數，最后成績累加，按比例計入總評。實驗成績的不同主要體現在選作實驗方面，學生選作實驗，按照完成質量，獲得相應加分，一般完成一個選作實驗最多可以獲得五分加分，選作實驗加分設有上限，最多獎勵20分，最后實驗總分累加按比例算入總評。

網絡環境下，課程總評成績盡量提高平時成績和實驗成績的比重，減小期末考試成績所占的比重，期末考試只占到總評成績的40%左右。

新的考核方法對于學生而言，有了更大的透明度，很少會出現以往學生對自己的總評成績存在異議的問題。學生要想獲得高分，必須認真對待每一次作業，必須花更多的精力在實踐環節上，更加符合新時期人才培養的需要。

2.5初步成效

經過一個學期的改革與實踐，學生對“自動控制原理”課程的學習積極性有了較大提高，35%的學生申請過網絡自學，由被動學習變主動學習，54%的學生進行了選作實驗，提高了動手能力和實踐能力，期末總評不及格率由去年的41%降低為27%，絕大部分學生由最初的羞于互動到后來愛上互動。但并沒有杜絕濫竽充數現象，這有待于通過加大中間過程考核力度來加以改善。

3 結語

網絡環境下的新的教學模式更加強調學生為教學活動的主體，強調網絡環境中的師生互動以及學生和學生之間的互動。網絡教學模式讓整個教學過程有了更大的靈活性和趣味性，更加強調了對教學資源庫的建設和使用[5]?？偠灾?，網絡環境下的教學模式創建更適應“建構主義”教學理論，也就是充分發揮學生的自主性，在任課教師的指導和幫助下自我進行知識的建構和探索。學生在新的教學模式下進行學習，極大了提高了學習熱情，能夠更快、更深、更有興趣地掌握“自動控制原理”課程的理論精髓，達到良好的教學效果。

需要補充的是本文所提及的網絡平臺為“愛課程網”，所有的改革活動都是在該平臺上進行創建,創建成果如圖1所示。

(常艷超等文)

圖1 課程建設成果剪圖

[1] 陳偉,曾慶軍.船舶電氣類專業“自動控制原理”課程教學改革[J],北京:中國電子教育,2012(2):65-68.

[2] 張貴明.網絡環境下教學模式的構建及創新[J].北京:計算機教育，2013(22):93-97.

[3] 白素蘭.網絡環境下教學模式研究[J].北京:教育與職業，2011(6):172-173.

[4] 周圍.網絡環境下教學模式的探究與實踐[J].哈爾濱:教育探索，2005(2):60-61.

[5] 吳敏.基于現代信息技術的教學模式反思[J],湘潭:當代教育理論與實踐, 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

國家特色專業建設項目、江蘇省品牌專業建設項目、江蘇科技大學2014年高等教育科學研究課題(GJKTY201426)

常艷超(1980c)，男，在讀博士生，講師，主要從事“自動控制原理”、“ 過程控制基礎等”等課程教學控制理論與控制過程、電廠綜合自動化的研究，E-mail:462351966@qq.com

G423.07

A

1008-0686(2017)05-0018-04