控制系統(tǒng)與仿真網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式的探討

狄軼娟 謝成祥 高敏 王崴 陳佳佳

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)課程已經(jīng)成為高校課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充和擴(kuò)展。根據(jù)控制系統(tǒng)與仿真網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)需求，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的課程體系，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面對控制系統(tǒng)與仿真的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)進(jìn)行研究與實(shí)踐，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)、師生互動(dòng)學(xué)習(xí)等意識，達(dá)到提升教學(xué)效果和提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)與仿真 網(wǎng)絡(luò)課程 自主學(xué)習(xí) 協(xié)作學(xué)習(xí)

目前，控制系統(tǒng)與仿真課程的教學(xué)采用傳統(tǒng)多媒體教學(xué)，以教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)接收為輔的課程授課模式，教學(xué)過程中上課時(shí)間固定、課時(shí)較少，受到教學(xué)時(shí)間、教學(xué)空間及教學(xué)內(nèi)容的限制，學(xué)生不能發(fā)揮學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，無法有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，不利于自動(dòng)化專業(yè)本科人才培養(yǎng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)成為一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，被成功應(yīng)用到高校教育教學(xué)中，成為高校課堂教學(xué)質(zhì)量提高的一種輔助教學(xué)形式。網(wǎng)絡(luò)課程不受教學(xué)時(shí)間、教學(xué)空間的限制，具有便捷性、開放性、自主性、可交互性和資源共享等優(yōu)點(diǎn)，學(xué)習(xí)環(huán)境更加自由化，能有效發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用及學(xué)生的主體作用。與傳統(tǒng)課程教學(xué)模式相比，網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的能力，符合當(dāng)前高校對人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，因而網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式越來越受到高校的認(rèn)可和重視[1]。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題與對策

控制系統(tǒng)與仿真課程的總課時(shí)為32學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)為4學(xué)時(shí)。本課程是基于自動(dòng)控制原理課程基礎(chǔ)上對控制系統(tǒng)進(jìn)行模型建立及仿真研究。目前這種傳統(tǒng)的“教師講授—學(xué)生聽課”模式便于學(xué)生掌握MATLAB語言的基礎(chǔ)知識，但對于實(shí)踐性課程內(nèi)容，如控制系統(tǒng)的模型研究、線性系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析、基于Simulink的控制系統(tǒng)建模與仿真及控制器最優(yōu)設(shè)計(jì)等，學(xué)生往往在有限的課堂時(shí)間內(nèi)無法及時(shí)掌握、按時(shí)完成。如果采用網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的模式，則可以在課程建設(shè)中增加課件資料、教學(xué)視頻、實(shí)踐仿真及討論區(qū)等元素，讓學(xué)生不受時(shí)間、空間的限制進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)、教學(xué)資料學(xué)習(xí)及同步在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行建模仿真實(shí)踐，同時(shí)也能便于教師和學(xué)生進(jìn)行良好的溝通，進(jìn)而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提升教師課程教學(xué)質(zhì)量。

在控制系統(tǒng)與仿真課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將對圖形用戶界面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及對非線性反饋系統(tǒng)模型進(jìn)行SIMULINK建模仿真研究，由于實(shí)驗(yàn)課與理論課不同步，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)受到實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制，往往不能把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與課堂理論知識有效結(jié)合，甚至無法通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證控制理論知識的正確性，這不利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中鞏固相關(guān)理論知識。而若控制系統(tǒng)與仿真課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，則不會受到時(shí)間和空間的限制，遇到問題時(shí)可以通過復(fù)習(xí)相關(guān)理論知識、在線討論交流等形式幫助完成課程實(shí)驗(yàn)，真正地將課程理論知識與實(shí)驗(yàn)課程充分結(jié)合起來，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生的立體思維[2]，增強(qiáng)學(xué)生解決問題的能力。

二、控制系統(tǒng)與仿真網(wǎng)絡(luò)課程

控制系統(tǒng)與仿真網(wǎng)絡(luò)課程是通過Blackboard教學(xué)平臺建設(shè)的校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教育平臺，基于模塊化設(shè)計(jì)思路對本課程進(jìn)行建設(shè)的，可通過制作相應(yīng)課件資源、布置和批改作業(yè)、幫助教師和學(xué)生有效溝通及對課程進(jìn)行有效管理等。根據(jù)本課程的實(shí)際教學(xué)，可將教學(xué)內(nèi)容分為控制理論和控制系統(tǒng)概論、MATLAB仿真語言環(huán)境、控制系統(tǒng)的模型與轉(zhuǎn)換、線性控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析、SIMULINK在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用及控制器最優(yōu)設(shè)計(jì)等。控制系統(tǒng)與仿真網(wǎng)絡(luò)課程主要包括以下四個(gè)模塊。

（一）課程信息模塊

課程信息模塊包括課程公告、課程介紹、課程大綱、課程考核和參考文獻(xiàn)。通過課程信息模塊，學(xué)生可對課程及其考核等有所了解，并接收教師布置的任務(wù)。

（二）在線學(xué)習(xí)模塊

在線學(xué)習(xí)模塊包括多媒體課件、教學(xué)視頻、作業(yè)習(xí)題、討論區(qū)。通過在線學(xué)習(xí)模塊，學(xué)生可學(xué)習(xí)課程的相關(guān)知識、按時(shí)完成作業(yè)，同時(shí)有問題時(shí)可與教師在網(wǎng)上展開討論，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力，具有較好的開放性、交互性。

（三）輔助學(xué)習(xí)模塊

輔助學(xué)習(xí)模塊包括資源庫、試題庫、案例、專題討論。輔助學(xué)習(xí)模塊給學(xué)生提供課外學(xué)習(xí)的教學(xué)資源、試題庫和案例，并對組織學(xué)生進(jìn)行分組專題討論，使學(xué)生在提出問題、研究問題的過程中探索、掌握相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的研究能力。

（四）實(shí)驗(yàn)?zāi)K

實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)視頻。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，通過閱讀實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)視頻對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，把握實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，有助于學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率[3]。

三、結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)課堂是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展起來的傳統(tǒng)課程教學(xué)的輔助教學(xué)形式，是目前高校教育教學(xué)模式中的一種重要教學(xué)形式。控制系統(tǒng)與仿真網(wǎng)絡(luò)課程是基于Blackboard教學(xué)平臺建設(shè)起來的，可通過課件資料、視頻、仿真及討論區(qū)等多種教學(xué)形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，可滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)、師生互動(dòng)學(xué)習(xí)等需求，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提升教師課程教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]郭麗，李秦渝，韓曉紅.大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].電子世界，2012（12）：155.

[2]張燕紅.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式的探討[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，30（1）：85—87.

[3]李俊紅，劉羨飛.基于Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的《自動(dòng)控制原理》網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)[J].教育教學(xué)論壇，2011：177—178.

項(xiàng)目編號：校級網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)項(xiàng)目（A3-4406-17-018）