基于網絡平臺的自動控制原理課程教學改革探索

袁桂麗　王寶源　劉向杰

摘 要：隨著現代科技的日益發展和互聯網的廣泛普及，傳統的自動控制原理課程教學模式也開始向著多元化方向發展。在革新傳統教學模式的過程中，有效利用互聯網，通過互聯網教學模式彌補傳統教學模式的不足，不僅可以豐富教學內容，更可以提高學生的學習興趣，促進學生由被動接受學習轉化為主動自主學習，從而提高自動控制原理的教學效果。

關鍵詞：自動控制原理；傳統教學模式；網絡教學模式；教學改革

中圖分類號：G434 文獻標志碼：B 文章編號：1673-8454（2016）24-0056-03

一、引言

自動控制原理是來源于工程實踐的理論課程，具有理論性強、實踐性強、內容抽象、系統分析繁雜、涉及知識面廣等特點，使學生學習起來具有一定的難度和深度，學生容易陷入枯燥、厭學的惡性循環，阻礙學生的學習。[1-3]然而，該門課程又是許多專業的基礎知識，同時是后續相關課程的基礎，掌握好自動控制原理是十分必要的。因此自動控制原理的教學必須進行改革，以激發學生的學習興趣。本文以互聯網教學為切入點，結合傳統教學的優點，具體論述了實現自動控制原理的教學改革舉措。

二、自動控制原理的課程特征

首先，自動控制原理的理論性強，概念繁多且不易理解，并且涉及到高等數學、復變函數與積分變換、線性代數、大學物理和電路等多門學科知識，數學在該門課程中應用廣泛，學習難度較大。[4]此外，部分知識在大一學習，自動控制原理作為專業基礎課在大三上學期開課，需要將多門功課的知識在短時間內融合，這也是自動控制原理學習的一個難點。

其次，自動控制原理是多個專業的基礎課程，學生眾多且學生之間差異較大。對于相同的問題，不同專業的學生接受能力不同，需要針對不同專業的學生因材施教。

最后，自動化技術發展迅速，新的理論方法、新的工程實踐問題、新的矛盾層出不窮，迫使教學必須跟上時代的步伐，不斷更新內容。[5]

三、自動控制原理課程的教學模式

自動控制原理有兩種教學模式體系，具體如圖1所示。[2]

自動控制原理課程教學模式分為課堂教學模式和網絡教學模式，這兩種教學模式處于同一框架下是不可分割的整體，分別完成不同的教學環節。例如，課堂教學模式下屬三個教學環節：多媒體課堂教學、課堂研討和習題演練；網絡教學模式下屬三個教學環節：網絡自學參考、網絡習題演練和網絡在線答疑等。

四、傳統教學模式的長處和短板

傳統教學方法即以課堂教學模式完成知識從老師到學生的傳遞過程，這一過程在傳統教學中是最重要的部分，也是學生學習知識、掌握知識并且熟練應用知識的主要途徑。這一環節在教與學當中扮演著重要的角色，也是知識在傳遞過程中無法替代的一環。

傳統的課堂教學模式以掌握教材內容為教學目的，教學效率高、易組織，能夠及時地從學生的聽課狀態反映學生的聽課效果，從而能夠使任課教師根據聽課狀態及時調整授課內容和授課方式以取得更好的教學效果。師生之間面對面交流是教學過程中占絕對地位的互動方式，互動性更強，更利于學生在有限的時間內理解和掌握課程的重點和難點。

但傳統教學模式在教學組織形式上、方式和方法上存在著一定的弊端。例如，在教學組織上通常以黑板和多媒體的形式傳授知識，形式單調，交流渠道單一，不能充分調動學生的學習熱情，導致聽課易走神；在教學方式上通常以教師主動傳授知識為主，學生被動地接受，導致學生大多是以任課教師的思維方式去思考問題，一定程度上抑制了學生的創新能力，學生的學習主動性和思維空間受到限制；在教學方法上通常采用以教師、教材、課堂為中心的教學方法，片面強調教師的主導作用，而且只能在有限的學時內講述教學大綱要求的基礎知識點，使得自動控制原理教學與實際生產生活中自動化技術相脫離，導致學生主體作用得不到充分發揮，難以因材施教，學生創新能力受制約等。

五、基于互聯網平臺的自動控制原理的教學

當今時代，隨著互聯網的高速發展，信息呈現爆炸式傳遞，使得學生的學習不僅僅局限在課堂上。網絡教學是在網絡環境下，以現代教學思想和學習理論為指導，充分發揮網絡的各種教學功能和利用豐富的網絡教學資源優勢，用數字化技術傳遞教學內容，開展以學習者為中心的非面授教學活動。網絡教學模式作為傳統教學模式的有益補充，不僅可以利用多樣化的教學手段提高學生的學習興趣，而且可以讓學生在自己合適的時間、地點進行學習，還不受次數的約束，使學習變成學生的一種有益探索。移動互聯網近年來發展迅猛，使得互聯網教學模式的形式不斷推陳出新，為學生創造了更好的學習條件。

1.網絡教學模式

網絡教學具有許多傳統教學模式所不及的優點，使課堂教學的內涵和外延得以擴充和發展，現代網絡教學創造了一種以“四大分離”為主要特征的全新教學模式：

（1）時間分離：教學過程的“非實時性”（指學生可以觀看在線直播如同觀看已經拍好的電影）和“非線性”（指學生可重復學習同一堂課的視頻而不受時間限制，這與很難重復再現的傳統課堂教學迥然不同）。這一特性不僅解放了學生的學習自由性，而且可以減少老師的重復勞動。

（2）空間分離：空間分離即網絡的異地性。網絡教學不受空間的限制，學習者不論在任何地方都可以根據自己的心理與可能的情況合理選擇地點與時間來學習。

（3）師生分離：指老師與學生從傳統的面對面直接交流變成了彼此隔絕的單向間接交流，學生不用與老師見面。

（4）教管分離：授課老師往往不管理個體學生的學習過程。

基于上述一些特點，我校師生設置了豐富的教學內容，例如在校內網平臺搭建自動控制原理版塊，并上傳錄制好的每位任課老師的課堂教學視頻、國內外其他大學的自動控制原理精品課程視頻、PPT以及網站鏈接等，以此拓展學生的學習視野；在教學天地欄目中上傳不同專業老師的教學課件、PPT等以便學生課后復習參考；在趣味講堂中上傳前沿科技中與自動控制原理相關的科普知識講解，從而增加學生的學習興趣；在風采天地中不斷更新學生們自創的有關自動控制原理的作品，如倒立擺控制等。

網絡教學雖然已經取得較高的成就，但是仍有一些局限性阻礙其發展或者不能達到預期的目的。例如，網絡教學雖然能夠做到“時空分離”，但前提是必須有電腦及網線，然而在很多情況下不能夠滿足這種要求。此外，雖然在校內網中上傳了內容豐富的課件或視頻等，但是一旦脫離了校內網的環境，同學們就無法登錄網站來獲取這些內容。

為更好地利用互聯網教學的優勢，進一步發揮互聯網教學的作用，我校師生積極探索移動互聯教學模式。移動互聯教學是基于移動互聯網而發展起來的新型教學模式。隨著智能手機在我國的普及，移動信號覆蓋率的提高，手機逐漸成為人們日常生活中不可分割的部分，種類繁多的手機APP從各個方面影響著人們的生活，尤其是以微信為代表的社交平臺對人們的影響深遠。

近年來，我校師生積極探尋如何利用微信開展自動控制原理的課后教學，以滿足學生的學習要求。微信作為社交平臺有多種功能，如公眾號、群組、可瀏覽Windows辦公軟件等。例如，我校自動控制原理老師已經建立以專業為單位的自動控制原理微信交流群，群內包含任課老師及學生，在群組內學生可以隨時隨地向老師詢問相關問題，可語音、文字，也可以圖片形式交流等。除了一對多的答疑外，也可以一對一地輔導學習。隨著微信公眾號的興起，我校老師也嘗試建立并完善了以自動控制原理教學為內容的公眾號，在公眾號內搭建多個板塊，如科技前沿、歷史回溯、教學天地等，并且每位老師可隨時隨地推送與自己研究領域相關的文章、前沿科技等。

隨著移動互聯網的進一步發展，相信會有更多內容豐富的網絡學習形式被挖掘。在未來，可以開發跨學科集多門教學為一體的APP應用程序，使網絡教學的“四大分離”得以進一步實現，更加充分地釋放學生學習的自由性。

2.網絡教學與傳統教學互補

我們應清醒地認識到，網絡教學和傳統教學各有優勢和不足，因此，網絡教學和傳統教學存在著優勢互補關系。我們要充分發揮兩者的優勢，完善教學體系。

（1）傳統教學體現的是師生的雙邊活動，師生在實際生活中直接接觸，然而這種活動中老師居于主導地位，學生處于被動接受地位，在一定程度上體現出兩者之間的不平等。網絡教學是師機生多邊活動，這一活動由于是非直接接觸，從而可以實現師生之間在空間、時間和心理上同步、異步交互的“零距離”，在本質上更加體現民主與平等的特點，然而正是這種非直接接觸的教學方式導致教師不能直觀地讀取學生學習過程中的內心活動，在一定程度上使得教師無法了解所授知識是否能夠滿足學生的學習需求。因此，網絡教學與傳統教學應該相互補足。

（2）網絡教學更多地體現了教師作為學習輔助者的角色，而非決策者的角色，使得學生擁有更多的學習決定權。然而，正是由于網絡教學給予學生更加充分自由的學習環境，從而導致部分學生學習懈怠、懶惰等問題，傳統教學定時上課的優勢恰好可以彌補這一不足，幫助學生養成良好的學習習慣。

（3）網絡教學中師生非直接接觸的虛擬學習環境在體現交流民主平等的同時，在一定程度上會導致師生間變得陌生，出現交流障礙，交往不真實等情況，因此傳統教學中師生間保持適當的實際接觸會有效減少虛擬學習交流的弊端，提高學習和指導的效率。

網絡作為傳統教學的輔助工具，可以在課堂教學中充分發揮其構建多媒體化和個性化學習環境、提供豐富網絡資源和拓展教學時空的作用。隨著社會信息化程度的進一步提高，網絡教學仍將會得到補充和發展，并發揮越來越重要的作用。作為一個教學工作者，應當在現代教學理論的指導下，在教學實踐中對網絡教學進行探索和研究，不斷改進課堂教學，提高課堂教學的效率。

3.網絡平臺的內容

網絡教學平臺的內容如圖2所示，主要有3大板塊，分別為教學天地、趣味講堂以及在線答疑。

（1）教學天地設有5個子版塊。每個子版塊實現不同的功能，如名師風采板塊介紹各位任課老師的特點、研究領域等以供各位同學參考來選擇老師輔導。

（2）趣味講堂設有3個子版塊。通過每個版塊下的內容，如在生產生活中前沿科技發展的創新性應用實例和理論發展的歷史事件等資料，來增加課程的趣味性和吸引力，令整個課程顯得豐富多彩。同時設有學生風采展示欄目，為那些有想法、熱愛自動控制原理的同學提供一個展示和交流的平臺，激發同學們的學習興趣，并把這些興趣轉化為學習的動力。同時對這些同學也會形成一種良好的激勵作用，使學生們的思維更加活躍，真正發揮學生在學習中的主體作用。

（3）在線答疑設有2個子版塊，分別為師生互動和學習交流。師生互動的內容不再局限于自動控制原理課程教學等學習內容，還包括生活方面的交流，老師可以從朋友圈等分享同學的喜悅或者送上關心。例如，曾有位同學因腿部骨折卻無錢治療，我校師生通過朋友圈擴散消息籌措資金，送上關心和祝福。這種交流方式使得師生之間能夠加深了解，打破了傳統的師生身份的觀念，建立起亦師亦友的關系。學習交流部分主要指學生之間的互動交流，形成良好的學習氛圍，自發地建立起學習小組的模式。

六、結論

隨著社會的發展和科技的進步，教學也應與時俱進，在網絡發達的今天，深度結合互聯網與自動控制原理的教學，不僅可以提高教學質量和學生學習的興趣，而且加強了師生之間、教師之間的交流，打破了傳統教學的壁壘，使課上課下的學習都變得豐富多彩。總之，教師在教學過程中應大膽思考，革新現有的教學方法，努力使學生學習到更多的知識，培養更多的人才。

參考文獻：

[1]謝靜超，畢月虹，刁彥華等.土木建筑教育改革理論與實踐（第12卷）[C].武漢：武漢理工大學，2010：433-435.

[2]李振龍，喬俊飛，孫亮等.自動控制原理課程體系結構和教學方法探討[J].教學研究，2009，32（2）：66-68，72.

[3]劉羨飛，李俊紅.結合大學生特點談“自動控制原理”的教學改進[J].中國教育技術裝備，2008（Z1）：67-69.

[4]申昕.基于三橫三縱結構體系的自動控制原理教學探討[J].成都紡織高等專科學校學報，2013，30（1）：59-61.

[5]蓋曉華，郭學軍，劉叔軍.自動控制原理課程教學改革與實踐[J].中國西部科技，2009，8（23）：87-88.

（編輯：李曉萍）