(贛南師范大學(xué) 物理與電子信息學(xué)院，江西 贛州 341000)

自動控制原理課程主要對閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、基本分析方法與設(shè)計方法等方面進(jìn)行學(xué)習(xí)，是電氣、機(jī)械、控制類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過該課程的學(xué)習(xí)，為進(jìn)一步的專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，也為學(xué)生今后在工作中對待控制類問題有更加科學(xué)全面的認(rèn)識奠定基礎(chǔ)。微課又稱“微課程”( Microlecture )，是指依照教學(xué)目的的要求，為支持翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，以短小精悍的微型教學(xué)視頻為主要載體，針對某個學(xué)科知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而精心設(shè)計開發(fā)的一種情景化、趣味性、可視化的數(shù)字化學(xué)習(xí)“小環(huán)境”，同時微課還包括與課程主題密切相關(guān)的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)反思、教學(xué)課件、課后測驗(yàn)、學(xué)生反饋以及教師點(diǎn)評等輔助性的教學(xué)資源[1]。

1 自動控制原理教學(xué)現(xiàn)狀

目前，大部分高等院校對自動控制原理教學(xué)仍然使用傳統(tǒng)教學(xué)方法，主要利用PPT課件借助MATLAB軟件仿真進(jìn)行課堂教學(xué)，該方法優(yōu)點(diǎn)主要有：第一，老師處于主導(dǎo)地位,有利于其發(fā)揮主導(dǎo)作用。教師可以按照教學(xué)計劃和教材要求有計劃、科學(xué)地組織教學(xué),學(xué)生則在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行系統(tǒng)的、有目的的學(xué)習(xí),從而能夠更快、更好地掌握課程要求的知識和技能[2]。自動控制原理各章內(nèi)容聯(lián)系非常密切，可謂一環(huán)扣一環(huán)，學(xué)習(xí)過程中很需要老師的指導(dǎo)。第二，傳統(tǒng)課堂面對面的教學(xué)有利于老師與學(xué)生之間的交流,能充分發(fā)揮老師的人格魅力與情感在教學(xué)過程中的重要作用。老師也能根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)及時調(diào)整自己的教學(xué)方法。但自動控制原理學(xué)習(xí)涉及很多數(shù)學(xué)公式和抽象概念，要求學(xué)生不僅具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)和電學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識，還要具有較強(qiáng)的抽象邏輯思維能力。對于課堂上和教材上大量的數(shù)學(xué)公式與仿真圖片，學(xué)生往往感覺枯燥難懂，眼花繚亂，常常采用機(jī)械方法記住了某些公式定理，但不能靈活應(yīng)用，面對具體問題，不知如何利用相關(guān)知識去解決[3]。

2 微課的優(yōu)缺點(diǎn)

微課的第一個特點(diǎn)是“微”，長度一般不超過10分鐘，微的好處就是使學(xué)生最大限度的利用碎片化的時間進(jìn)行學(xué)習(xí)[4]。第二，微課形式多樣，可以視頻、PPT、動畫等，其形象生動，輕松有趣，把抽象內(nèi)容用直觀易懂的形式展現(xiàn)，學(xué)習(xí)者的興趣和注意力非常容易被調(diào)動起。第三，微課符合個性化學(xué)習(xí)特點(diǎn)，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)，使用電腦或智能手機(jī)，可以隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程中可以隨時暫?；蛑夭?，學(xué)習(xí)完一個知識點(diǎn)后可以獨(dú)自利用微課程資源庫對自己進(jìn)行測試，也可以利用微課程的學(xué)生交流與反饋平臺與同學(xué)和老師交流，這些平臺類似于當(dāng)今盛行的QQ或微信，學(xué)生在這些交流平臺上發(fā)言往往比現(xiàn)場交流討論會更加積極。但是，微課零散化，不系統(tǒng)。對于自覺性不夠，邏輯性不強(qiáng)的學(xué)生，如果完全使用微課進(jìn)行教學(xué)，效果很難達(dá)到理想。根據(jù)自動控制原理課程的特點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式與微課的優(yōu)缺點(diǎn)，本文主要探討一種微課與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的模式以提高自動控制原理的教學(xué)效果。

3 微課與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合的教學(xué)模式探討與實(shí)踐

將微課引入教學(xué)，首先必須選擇合適的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，我校現(xiàn)引進(jìn)超星集團(tuán)的泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，在該平臺，老師可以方便地建立自己的慕課、微課，建立教學(xué)資源庫，進(jìn)行教學(xué)反思、學(xué)生反饋以及教師點(diǎn)評等輔助性的教學(xué)資源。

微課與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，主要是將每一集相對獨(dú)立的微視頻嵌入到傳統(tǒng)課堂中，同時利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建立整個課程體系。該教學(xué)模式除了具有上節(jié)所述傳統(tǒng)教學(xué)及微課的優(yōu)點(diǎn)外還有以下兩方面優(yōu)點(diǎn):第一，將每一個相對獨(dú)立的微課嵌入到傳統(tǒng)課堂中使用，使得課堂由傳統(tǒng)的老師一人講解成為由老師、視頻、音頻、動畫等多種形式，以授課形式的改變來提醒學(xué)生集中注意力，提高課堂效果。第二，課堂上播放微視頻課程時，老師可以有更多時間觀察學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)各種情況以調(diào)整自己后面的講授內(nèi)容與方法。

自動控制原理課程教學(xué)進(jìn)行微課與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，把整個教學(xué)過程分為課前、課中、課后三部分。

3.1 課前

課前的準(zhǔn)備工作，是課程教學(xué)改革是否成功的關(guān)鍵因素，對于老師，必須對該課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式進(jìn)行精心設(shè)計。為了更好把微課嵌入到課堂，老師必須把教學(xué)內(nèi)容細(xì)分成若干小知識點(diǎn)，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇把某些知識點(diǎn)制作成微課，某些知識點(diǎn)由老師現(xiàn)場講解，微課部分必須選擇合適的呈現(xiàn)形式，如利用互聯(lián)網(wǎng)下載視頻資源進(jìn)行編輯，或者老師自己錄制視頻、制作動畫或圖片等。表1是以自動控制原理的頻域分析法一章為例，對知識點(diǎn)的分割及教學(xué)方法設(shè)計，因?yàn)樽钥卦碚n程數(shù)學(xué)性與邏輯性很強(qiáng)，對于重點(diǎn)、難點(diǎn)等核心重要知識點(diǎn)仍然采用傳統(tǒng)教學(xué)方式,如表1中的頻率特性定義、典型環(huán)節(jié)頻率特性繪制、Nyquist穩(wěn)定判據(jù)等，而對于擴(kuò)展性、連接性的知識點(diǎn)及例題等相對簡單的內(nèi)容采用微課形式，如發(fā)展史、作用意義、應(yīng)用MATLAB繪制頻率特性曲線、總結(jié)等。例題是對重要知識點(diǎn)的鞏固，老師可以用傳統(tǒng)教學(xué)方式講解小部分例題，而對于大部分例題可以制作成微課供學(xué)生自學(xué)。以學(xué)生討論為主的課堂，如表1中的“頻域分析法綜合應(yīng)用”，老師以微課形式制定詳細(xì)的討論主題、與主題相關(guān)的資料文獻(xiàn)連接，討論組織方式等。老師完成備課工作后必須把課程內(nèi)容、課件、微課等上傳到選定的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，以方便學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。

3.2 課中

課中是老師把課前準(zhǔn)備的內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生的過程，對于講授型課堂，老師應(yīng)充分利用科學(xué)合理的教學(xué)方法，如案例式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)等，并適時適量地嵌入播放微課，充分發(fā)揮微課在教學(xué)中的輔助功能；注重師生互動，以各種形式引導(dǎo)學(xué)生的思維進(jìn)入課堂，進(jìn)入學(xué)習(xí)內(nèi)容，及時地從學(xué)生的聽課狀態(tài)調(diào)整授課內(nèi)容和授課進(jìn)度以取得更好的教學(xué)效果。自動控制原理邏輯性強(qiáng)，知識點(diǎn)難度大，這時，相對易學(xué)有趣的微課可以放松學(xué)生緊張的神經(jīng)，同時以另一種方式展示知識點(diǎn)以增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，課堂形式的多樣性在一定程度上又能夠消除枯燥乏味，從而提高學(xué)習(xí)效率。對于討論型課堂，如表1中“頻域分析法綜合應(yīng)用”即是一個知識點(diǎn)，也是一個范圍比較大的討論主題，以微課加學(xué)生討論的形式教學(xué)比較適合，課前以微課形式布置預(yù)習(xí)，課堂進(jìn)行討論，即利用微課進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，討論進(jìn)行過程中老師必須認(rèn)真聽取記錄學(xué)生的討論，適時發(fā)揮穿針引線作用。

表1 頻域分析法主要知識點(diǎn)劃分與教學(xué)方法情況

3.3 課后

課后，對于老師，應(yīng)當(dāng)及時對課堂進(jìn)行總結(jié)，包括課堂學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)，課堂中學(xué)生的表現(xiàn)，老師的評價等方面，同時，老師應(yīng)當(dāng)把上課的PPT、微課、作業(yè)、總結(jié)等材料上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的學(xué)生反饋、課后評價及學(xué)生的作業(yè)情況獲知信息，以進(jìn)一步了解學(xué)生動態(tài)，改進(jìn)今后的教學(xué)。對于學(xué)生，課后是對課堂內(nèi)容鞏固，進(jìn)一步學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺老師上傳的各種資料可以更加方便復(fù)習(xí)，特別是重要定理的引理，物理意義描述，應(yīng)用例題或者章節(jié)總結(jié)等方面制作的微課資料，在課堂教學(xué)中是教學(xué)輔助資料，在課后復(fù)習(xí)時卻能起到提綱挈領(lǐng)、畫龍點(diǎn)睛之效果。同時，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的應(yīng)用，為課后學(xué)生討論，老師答疑，教學(xué)反饋評價等方面帶來了很大方便。另外，自動控制原理課程的作業(yè)因?yàn)樯婕按罅繑?shù)學(xué)符號、公式，編輯麻煩，所以不適合在網(wǎng)絡(luò)上完成，而適合使用傳統(tǒng)的作業(yè)本上完成。

基于以上分析，自動控制原理課程采用基于微課的教學(xué)模式，基本模型可以用圖1所示框圖進(jìn)行描述，其中預(yù)期教學(xué)效果是課前的工作，微課及傳統(tǒng)教學(xué)是課中的工作，反饋環(huán)節(jié)屬于課后工作。

采用微課與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式在我校電氣工程及其自動化專業(yè)的自動控制原理課程教學(xué)上探索實(shí)踐了一年，收到了較好的效果，學(xué)生不再認(rèn)為自動控制原理是一門很難學(xué)、很抽象的課程了，學(xué)生的自信心提高了，期末考試成績比往屆也提高了很多。目前存在的主要問題是課前教師需要投入大量的人力、物力去準(zhǔn)備微課視頻、動畫、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)等，有些過程的技術(shù)要求較高，所以該教學(xué)模式適合一個課程團(tuán)隊進(jìn)行分工合作建設(shè)。

圖1 自動控制原理課程基于微課的基本教學(xué)模型

4 總結(jié)

自動控制原理教學(xué)中使用微課與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，繼承了傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，又改變了傳統(tǒng)教學(xué)單調(diào)乏味的缺點(diǎn)，各種類型的微課程資料豐富了課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，短小精悍的微課程方便了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)，同時，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建立起來的教學(xué)資源、教學(xué)反饋、教學(xué)討論、教師點(diǎn)評等各方面也增強(qiáng)了師生之間的交流，在時間和空間上擴(kuò)大了課堂教學(xué)。在這種教學(xué)模式下，自主學(xué)習(xí)能力相對較差的同學(xué)可以通過教師的講授得以學(xué)習(xí)；自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)則有較大的發(fā)揮空間。這種教學(xué)模式能夠充分發(fā)揮兩種課堂模式的優(yōu)勢，培養(yǎng)出理論知識扎實(shí)、具有創(chuàng)新精神和自主探索能力的高層次控制專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭小軍.我對微課的界定 [EB/OL].[2013-03-04].http://blog.sina.com.com.cn/s/blog_4711a0210102e6ge.html.

[2] 曹群英,江華珍.網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式研究[J].湖南第一師范學(xué)院學(xué)報，2009,9(5):77-79.

[3] 宮二玲,孫志強(qiáng),沈輝.“自動控制原理”課程中的多元化案例教學(xué)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2015,37(2):58.

[4] 黎加厚.微課的含義與發(fā)展[J].中小學(xué)信息技術(shù),2013(4):10-12.