淺談現(xiàn)代教育技術(shù)在自動控制原理精品課程建設(shè)的作用

滿 紅，王 琳，鄒存名，冀勇鋼

（大連交通大學(xué) 信息工程學(xué)院，遼寧 大連 116052）

淺談現(xiàn)代教育技術(shù)在自動控制原理精品課程建設(shè)的作用

滿 紅，王 琳，鄒存名，冀勇鋼

（大連交通大學(xué) 信息工程學(xué)院，遼寧 大連 116052）

針對自動控制原理精品課程建設(shè)需要，通過對自動控制原理課程特點的剖析，闡述現(xiàn)代教育技術(shù)在自動控制原理教學(xué)中的應(yīng)用，通過介紹多媒體課件制作、實驗教學(xué)環(huán)節(jié)、網(wǎng)上問卷調(diào)查以及網(wǎng)站建設(shè)等方面的工作以及所取得的成績，說明現(xiàn)代教育技術(shù)在自動控制原理精品課程建設(shè)中所起的重要作用。

現(xiàn)代教育技術(shù)；自動控制原理；精品課程建設(shè)

一、引言

自動控制原理課程是電氣信息類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，作為大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院的校級精品課程建設(shè)項目于2009年開始建設(shè)。[1]筆者結(jié)合課程特點和專業(yè)實際，提出了以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線的改革思想，在近兩年的精品課程建設(shè)過程中，根據(jù)學(xué)校的實際情況，結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)在多媒體課件制作、課程實驗設(shè)計和創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用、改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)模式、規(guī)范課程考試等方面做了一定的工作，逐步形成了一套適應(yīng)獨立學(xué)院工科院校的自動控制原理課程教學(xué)體系。

二、現(xiàn)代教育技術(shù)的特點及組織結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的教學(xué)手段和教學(xué)方法已無法滿足課程教學(xué)的需要，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和教育信息化建設(shè)步伐的加快，教育技術(shù)也在不斷發(fā)展。其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：教育技術(shù)作為交叉學(xué)科的特點將日益突出；教育技術(shù)將日益重視實踐性和支持性研究；教育技術(shù)將日益關(guān)注技術(shù)環(huán)境下的學(xué)習(xí)心理研究；教育技術(shù)的手段將日益網(wǎng)絡(luò)化、智能化、虛擬化。這些特點完全適應(yīng)自動控制原理課程教學(xué)的需要。現(xiàn)代教育技術(shù)包括各種視聽教育媒體的應(yīng)用、課件如何制作、現(xiàn)代教育過程的組織、教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計、實施和評價、教學(xué)資源的開發(fā)配置，成本與效益問題以及所研究開發(fā)的信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用等。[2]其組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三、現(xiàn)代教育技術(shù)在精品課程建設(shè)中的作用

1.多媒體課件制作

由于自動控制原理課程的概念抽象，理論性、實踐性、應(yīng)用性很強，教學(xué)內(nèi)容信息量大，課時少，無疑使教學(xué)難度增加。[3]傳統(tǒng)的教學(xué)手段在教學(xué)過程中無法滿足該課程的要求，在教學(xué)領(lǐng)域中，多媒體技術(shù)越來越顯示出其優(yōu)越性。應(yīng)用和推廣多媒體技術(shù)，可以改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量。

在精品課程建設(shè)的過程中，課程組利用PowerPoint、Origin、Flash等多媒體和繪圖設(shè)計軟件制作自動控制原理教學(xué)課件，使其能成為教師充分發(fā)揮教學(xué)藝術(shù)，學(xué)生主動學(xué)習(xí)新型教學(xué)模式的媒體，能為教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”提供豐富的教學(xué)資源。在設(shè)計過程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點，運用系統(tǒng)科學(xué)的方法，合理地選擇和設(shè)計教學(xué)內(nèi)容信息，形成規(guī)范的體系結(jié)構(gòu)，同時也注重了課件的交互性和外觀效果。如對大部分學(xué)生較難掌握的“線性系統(tǒng)阻尼比ξ不同時，輸出響應(yīng)出現(xiàn)不同的工作狀態(tài)”部分的內(nèi)容，課程組還制作了動畫演示形式，讓其按照大小取值不同分時出現(xiàn)，使學(xué)生較容易掌握系統(tǒng)各種工作狀態(tài)下的響應(yīng)曲線的表現(xiàn)形式。動畫演示效果如圖2所示。

采用多媒體技術(shù)教學(xué)，擴大了學(xué)生對信息的攝入量，突出了教學(xué)重點，突破了教學(xué)難點，徹底改變了學(xué)生在學(xué)習(xí)中被單純灌輸知識的被動局面，為人才的培養(yǎng)構(gòu)造了良好的教學(xué)環(huán)境。

2.加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)

實驗教學(xué)不僅是對理論知識的驗證，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、基本科研能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。除了以前開設(shè)的驗證性實驗外，綜合性實驗和設(shè)計性實驗也引入實驗教學(xué)中，通過建設(shè)專門虛擬實驗室和自行開發(fā)實驗系統(tǒng)等方式，將多媒體計算機技術(shù)與儀器技術(shù)相結(jié)合，降低了“自動控制原理”的抽象性，增強了該課程的直觀性，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

圖3是二階系統(tǒng)在Matlab仿真實驗中得到的輸出響應(yīng)曲線。[4]（當(dāng) ωn=1（rad/s）時，ξ=0，0.25，0.5,1.0和 2.0的五組單位階躍響應(yīng)曲線）

3.網(wǎng)上問卷調(diào)查

為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及需求，有必要對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。通過對問卷調(diào)查進(jìn)行分析，探討該課程的教與學(xué)，以求進(jìn)一步改善教學(xué)方法、拓展教學(xué)內(nèi)容和提高教學(xué)水平，適應(yīng)當(dāng)今社會計算機技術(shù)的快速發(fā)展，以期達(dá)到學(xué)生對自動控制原理課程的深入認(rèn)識，提高學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的興趣。

傳統(tǒng)的問卷調(diào)查方式主要采用發(fā)放問卷調(diào)查表的方式進(jìn)行，學(xué)生之間相互影響，不能反映學(xué)生的實際情況。網(wǎng)上問卷調(diào)查由系統(tǒng)自動生成問卷調(diào)查結(jié)果，為教學(xué)方式方法的改進(jìn)提供一定的依據(jù)。這不僅提高了調(diào)查的真實性，同時也增加了調(diào)查的靈活性,并且大大節(jié)省了開支，降低教師的工作量。以2008級自動化專業(yè)和電氣自動化兩個專業(yè)學(xué)生共計100名作為調(diào)查對象，對自動控制原理的七個主要章節(jié)內(nèi)容的難易程度做了統(tǒng)計，認(rèn)為該章節(jié)的分值在0.7分以上的認(rèn)定為難，在0.4分以下的認(rèn)定為易，最后問卷調(diào)查結(jié)果如圖4所示。

4.精品課程網(wǎng)站建設(shè)

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)越來越普及，網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)已成為現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向。課程組根據(jù)實際教學(xué)需求，結(jié)合最新現(xiàn)代教育技術(shù)，在大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心構(gòu)建的精品課程網(wǎng)站的基礎(chǔ)上，開通了自動控制原理教學(xué)網(wǎng)站。網(wǎng)站包括：教學(xué)大綱、講課錄像、授課教案、教學(xué)課件、實踐教學(xué)、參考資料以及實驗指導(dǎo)等相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，并具有網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上測評、網(wǎng)上問卷調(diào)查等功能。[5]通過精品課程網(wǎng)站建設(shè)，學(xué)生越來越多地使用網(wǎng)站資源，充分體現(xiàn)出教育以人為本的理念，充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性、積極性，教學(xué)質(zhì)量也有所提高。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)作為一種新的教學(xué)手段，已成為教師教學(xué)時間與空間上的延伸，借助網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)該課程。

四、結(jié)論

自動控制原理精品課程建設(shè)是一項綜合性的教改工程。課程組結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，兩年來使課程建設(shè)取得了長足的進(jìn)步，教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平正在逐年穩(wěn)步提高，教師的科研工作能力不斷增強。

[1]胡壽松.自動控制原理（第五版）[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007:6-17.

[2]劉萬年.現(xiàn)代教育技術(shù)基礎(chǔ)教程[M].南京:南京大學(xué)出版社,2003（5）:5-7．

[3]鄭明方.關(guān)于自動控制原理課程教學(xué)改革的思考[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2005（6）:62-83.

[4]趙廣元.MATLAB與控制系統(tǒng)仿真實踐[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2009.8.

[5]程志江,陳志軍等.現(xiàn)代技術(shù)在微機原理精品課程建設(shè)中的應(yīng)用[J].中國教育信息化,2009（11）:51-53.

（編輯：楊馥紅）

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1673-8454（2011）05-0071-02