疫情防控特殊时期“自动控制原理”线上教学模式的实践与思考

    赵月容

    

    

    摘要：在新冠肺炎疫情防控的特殊时期，按照教育部“停课不停教，停课不停学”的要求，全国所有学校都开启了在线教学模式。文章以“自动控制原理”课程为例，介绍了从课前设计与准备、线上教学的实施、线上线下考核相结合的评价体系的整个教学过程，并对线上教学的实际教学效果进行了深入分析。

    关键词：线上教学;教学模式重构;多平台交互教学;混合式教学

    2020年寒假随着一场突如其来的新冠肺炎疫情而成为了一个与众不同的寒假。而新学期伊始，根据疫情防控的要求，学生无法及时返校复课，按照教育部“停课不停教，停课不停学”的要求，全国所有高校和中小学都改变了以往传统的线下教学模式，开启了全面网络授课。“自动控制原理”课程采用全新的线上教学模式，打破原有的教学思路，重构教学程序，采用多平台交互教学的方式，有效地提高了教学效果，也为后疫情时期推进“线上线下相结合”的混合式教学的育人体系提供了参考与借鉴。

    “自动控制原理”是电气工程及其自动化专业以及相关专业的一门重要的专业必修课程，在课程体系中具有重要作用。常规的线下教学比较枯燥，教师多采用“满堂灌”的填鸭式教学，学生学习的积极性不高。疫情防控的特殊时期，线上教学成为了教师和学生的唯一选择。面对这种情况，课程组精心准备，对教学模式、线上授课及评价体系进行了全面的创新与尝试，保证了线上教学的顺利进行，取得了较好的教学效果，线上教学的实施方案如图1所示。

    一、重构教学设计

    疫情期间，由于受到客观条件的限制，原有的教学模式被打破，因此需要设计一种全新的教学模式。经过前期的调研，再根据学生的实际情况，制订了理论教学与虚拟仿真相结合，基于任务驱动的知识点教学模式，多种教学手段并用，加强师生互动，保证云端授课的教学质量。同时，也将课程思政的内容融入到教学过程中，在疫情防控的特殊时期，帮助学生疏导心理，勇于面对各种突发状况，提高学生的抗挫能力，树立正确的人生观和价值观。

    二、重组教学过程

    （一）课前准备

    组建学生QQ教学群，熟悉各大教学平台的特点，确定了以QQ群电话直播为主，中国大学慕课平台和学习通软件为辅的教学方式，打造全方位、立体化的云端教学模式。由于学生无法及时返校取得教材，为了保证学生能够顺利进行预习，课程组将电子版教材以及相关课件提前通过学习通软件上传到云端，以方便学生随时下载，同时要求学生登陆中国大学MOOC平台，提前进行课程相关章节的预习。在课余时间，也会鼓励学生收看《钱学森》等具有爱国主义情怀的电影，丰富学习生活的同时，也在润物无声地育人。

    （二）任务发布

    “自动控制原理”这门课程的理论性较强，同时又要与实际系统进行紧密的结合，这就要求学生对于前续课程如高等数学、复变函数与积分变换、线性代数和电路等课程非常熟悉，又要掌握力学、电学和磁学等多学科的知识，因此，学生学习起来有些吃力。为了帮助学生更好地理解课程内容，课程组将每节课的知识点分解为具体的任务点，提前一周将任务发给学生，让学生带着任务去预习，在预习的过程中，将任务消化吸收。如果不能完成任务，就要带着任务去听课。例如，我们在讲授根轨迹的绘制法则时，通常会着重讲解180度根轨迹的绘制，而发布给学生的任务则是如何根据根轨迹方程进行零度根轨迹的绘制，让学生能够体会到二者之间存在的不同，加深对知识点的理解。

    （三）直播授课

    为了避免交流与授课平台过多，给学生带来太多困扰，本着以大多数学生的交流工具为主的想法，课程组采用了以QQ群直播授课为主，超星学习通平台互动为辅的授课模式开展线上教学。QQ群既能实现文字、语音的即时交流，也能够进行直播教学，教师可以通过屏幕共享的方式进行PPT和视频的播放，而超星学习通软件可以实现发布通知、上传资料、学生签到、课堂讨论、章节测验、作业批改和期末考试等多项功能，并能够实时统计各种数据。在线教学能够更好地将控制理念与系统虚拟仿真有机地结合在一起。课程组选择科学出版社胡寿松教授主编的《自动控制原理》一书作为教材，书中每一章的最后一节都介绍了相关的MATLAB命令与实例，通过教师的演示，能够更好地帮助学生理解所学知识。例如，在讲授控制系统的时域分析、频域分析和系统的综合校正等内容时，我们会引导学生自己搭建系统模型，通过设置不同的参数，得到不同的响应曲线和性能指标，让枯燥的内容直观生动起来，使学生更有兴趣参与到自动控制原理的学习中去，激发学生的学习潜能。

    （四）课后反馈

    学生的学习情况反馈主要是通过章节测验、学习积分和课后讨论等环节来实现。所有这些环节都能够在超星学习通平台上实现。教师既能够在这些环节中发现学生学习过程中存在的共性问题，以便于在后续的教学中进一步强化知识点，也能够发现每个学生的个性问题，针对学生的不同情况，很方便地进行个性化的答疑与指导。学习通的学情统计功能非常强大，能够让教师摆脱重复性的工作，有更多的精力投入到教学中去，极大地提高了教学效率和质量。教师可以通过多种形式与学生进行互动，引导学生开展更加深入的线上讨论，营造自由、宽松、积极和良性的学习环境，真正实现翻转课堂，让学生成为线上教学的主导者。

    三、重建考核体系

    为弥补线下教学评价方式的不足，基于网络教学的考核体系更加完善。课程组将学生参与“自动控制原理”学习的所有学术活动都纳入到考核评价体系当中，既注重理论知识的学习，又体现实践能力的培养。学术活动既有线下评价，又有线上考核，囊括了课堂签到、互动讨论、章节测验、平时作业、视频学习和期末考试等多个环节。针对疫情防控的特殊时期，以公平、公正为准则，合理设置各环节的权重，对学生的“自动控制原理”学习进行全面的、统合的评价考核，“自动控制原理”线上教学评价考核体系如图2所示。

    四、线上教学模式的反思

    教育部在《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》中要求各高校重视课程建设，推动教师全员参与课程理念创新、内容创新和模式创新，提高高等教育教学质量。而重塑教育价值观，重构教学程序，重建考核评价体系正是理念创新、模式创新的重要内容。

    经过师生的共同努力，“自动控制原理”的线上教学取得了良好的效果，但是仍然存在着许多有待提升的空间。如何打破“在线容易，在学难”的问题;如何制作静动结合、生动活泼的多媒体课件;如何调动每一位学生的学习积极性，让学生成为线上教学的主导者;如何进一步加强师生之间的教学互动，打破网络教学的瓶颈，所有的这些问题都将在今后的教学工作中不断得到完善与发展。

    开展和尝试基于多平台交互的线上线下混合式教学模式的“自动控制原理”课程教学，有助于培养更有创新能力、更具动手能力的综合性人才，有效提高了教学质量，对于下一步后疫情时期的教学工作具有较好的指导作用。

    参考文献：

    [1]崔允漷，余文森，等.在线教学的探索与反思（笔谈）[J].教育科学，2020，（6）：2—8.

    [2]吴小娟.自動控制原理在线开放探讨[J].教育教学论坛，2018，（6）：181—182.

    [3]陈虎，姜素霞，等.《自动控制原理》教学质量工程的改进与实践[J].当代教育实践与教学研究，2020，（7）：108—109.

    [4]苗宇，蒋大明，刘泽.“自动控制原理”混合式教学实践[J].电气电子教学学报，2020，（1）：82—86.

    [5]张双双，杨洪涛，张义龙.疫情期间高校线上网络教学模式探讨[J].中国现代教育装备，2020，（11）：1—13.

    编辑∕陈晶