《控制工程基礎》慕課建設與實踐

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(蘭州交通大學機電工程學院)

一、引言

“慕課”MOOC(massive open online courses)，是近幾年涌現出來的一種在線課程模式，它是基于網絡技術和智能技術發布課程資源，將學習管理系統與更多的開放網絡資源綜合起來的課程模式。簡言之，“慕課”是一種新型網絡課程。2010年教育部《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010～2020年)》指出：信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略，超前部署教育信息網絡。開發網絡學習課程。創新網絡教學模式，開展高質量高水平遠程學歷教育。2012年是世界慕課元年，作為互聯網和高等教育結合的產物，大規模在線開放課程(慕課)迅速在世界范圍興起，這種新型課程及教學模式打破了教育的時空界限、學校的圍墻，顛覆傳統大學課堂教與學的方式。以美國、英國等為代表的發達國家大力推進慕課建設，慕課資源競爭日益激烈。2013年是中國慕課元年，在線開放課程是中國版的慕課。教育部《2016年教育信息化工作要點》指出：繼續建設800門左右優質在線開放課程，鼓勵高校廣泛共享；指導高校利用在線開放課程探索翻轉課堂、混合式教學等教學方式改革；推動中國優質在線開放課程走向世界。2018年年初，教育部推出首批國家精品在線開放課程。教育部高教司吳巖司長關于高度重視和大力推進在線開放課程的重大意義概括為一句話：教育改變人生、網絡改變教育。

二、《控制工程基礎》課程的現狀

《控制工程基礎》是控制論與機械工程技術理論之間的邊緣學科，向機械大類專業開設的一門技術基礎課。它是自動控制技術的基礎理論，是一門理論性較強的工程科學。該課程一直是蘭州交通大學機械大類專業重點建設的一門專業基礎平臺課程。目前，該課程在教學中的特點是理論教學內容豐富，涉及專業多，學生數學基礎薄弱。具體情況是：課程開設在各專業的大三第一學期，計劃學時48學時，理論課44學時，課內實驗4學時；課程的主要內容包括控制系統的概念、系統的數學模型、時域響應分析、頻率特性分析及系統的綜合與校正；大部分專業在低年級時沒有學習拉斯變換以及復變函數等課程；教學班級較多，每個班級每周安排一次課外輔導答疑。綜合而言，課時不足，實驗偏少，并且沒有MATLAB仿真實驗，教學溝通受限，教師無法及時跟蹤學生的學習情況和存在的問題。針對上述情況，2017～2018學年我們通過網上教學(慕課)(校內實施)，對《控制工程基礎》課程開展了線下為主、線上為輔的線上線下的混合教學模式的探索與實踐。

三、慕課教學在《控制工程基礎》課程中的應用

在《控制工程基礎》教學中引入慕課教學方式，改變傳統的單一的課堂講授為主的教學方式，形成了線上教學、線上和線下混合教學模式。由于慕課采用模塊化管理及設計，克服了過去通過QQ交流的雜亂無序，使得線上教學更加靈活有條理。

1.資料管理模塊

通過網絡教學平臺，可以做到教學資源的管理和調度，學生學習情況的管理。教師可以將各個知識點的講解、習題課、實驗的講解、MATLAB仿真軟件的應用等等做成10分鐘左右的視頻發布在網上，方便學生不受時空的限制，利用業余的零碎時間提前預習以及重復利用復習。

2.作業管理模塊

在《控制工程基礎》慕課教學實施過程中，師生之間的答疑、討論和互動以及作業的互評對于提升學生的學習效果、加強師生互動、生生互動和改進教師的教學質量都有著很大幫助。對于在線作業進度滯后的同學，通過督學模塊督促其加快進度，努力完成任務。對于主觀題型的作業，通過教師批改、生生互動、互評模式，使得每個同學有機會及時了解其他同學的作業情況，從而發現自己作業中的問題所在。

3.考試管理模塊

為了提高學生的學習效率，扎實掌握各個知識點，通過慕課，在網絡上進行單元測驗以及其中考試，使學生可以自主靈活的分配自己的時間，完成各項測試及時鞏固所學基礎知識。對于在線單元測試可以設置為完成單元練習后方可進行，而在線期末考試可以設置為完成每個單元測試方可進行，并且未達到及格分數線的同學可以進行多次考試。同時，對于在線考試進度滯后的同學，可以通過督學模塊單獨提醒，以便學生在規定時間內完成任務。

4.統計模塊

在慕課教學中，教師可以在線獲得學生的學習行為數據，借助網絡平臺，收集和統計學生在課程中的觀看學習情況，以分析、理解學生的學習方式，同時提供視頻講解所獲得效果的反饋，便于課程組有針對性地改善講解的方式和內容。另外，對于分析學習者的學習方式和思維習慣有重要參考價值，有利于教育模式的持續的改進，以適應不同層次的學習者。

5.討論模塊

通過統計模塊分析在線“教”與“學”的統計，可以發現，以往線下不愿提問交流的同學在線上主動提出，和老師交流，和同學互動。學生的提問導致師生互動增多，學生的主動性明顯增加。但在解答問題的過程中，有些問題可以線上解釋清楚，有些問題面對面交流討論更好。所以在學生提出問題的基礎上，教師針對問題組織課堂教學，師生之間再次碰撞出火花，雙方成就感滿滿。

總之，慕課創新了課堂教學模式，它是傳統課堂教學的重要補充，將教育信息技術與教學有機融合，激發了教師的教學熱情和課堂活力。教師根據線上學情統計分析，針對學生對課程的學習能力，實現了教師“教”是為了學生更好的“學”，注重師生互動及學生自身的學習體驗，還原了“學”的本質。

四、總結

《控制工程基礎》課程的線上線下混合式教學模式，打破了教育的時空界限，真正實現不受空間、時間的限制，隨時隨地教學的體驗模式，為傳統教學提供了合理補充。通過慕課等網絡課程的教學形式鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題能力。在慕課教育模式之下，和以往大學生為畢業而學習、職場人士為就業和提升自我價值而學習不同，慕課讓人自由地依興趣選課，讓學習遠離枯燥并回歸求知愛真的本質。慕課學習可以讓任何有興趣學習、愿意學習的人，把學習當成一種新的生活方式，讓“終身學習”成為現實。