自動控制原理課程混合式教學模式探索與實踐

任琦梅 邢廣成

摘 要：在自動控制原理課程的教學過程中，本研究進行了混合式教學模式的探索和實踐，對混合式教學模式、教學理念、教學環節的設計及提升教學效果的幾個關鍵問題進行了探討。實踐結果表明，混合式教學模式可以有效提升學生的學習效果。

關鍵詞：自動控制原理;混合式教學;以學為中心

混合式教學將傳統教學優勢和網絡教學優勢相融合，既發揮教師的主導作用，又充分體現學生的主體地位，為高校教學改革提供了一條新的思路。這種教學模式彌補了傳統課堂教學時間和場所固定的限制，擴展了教學活動的時間和空間，使教師和學生的互動形式更為多元，也促使學生進行更多的自主學習和深度學習。在線課程融入現有高校課程教學系統已是大勢所趨，混合式教學模式也會促進優質教學資源的開發與利用。

自動控制原理是河南城建學院自動化專業重要的專業核心課程，是后續控制類課程的基礎，同時在電氣工程及其自動化、建筑電氣與智能化、電子信息等專業均有開設，學生受眾面較廣。該課程是2017年校級在線開放課程，2018年4月在中國大學慕課平臺上建課，2018年9月正式在線上運行。在課程建設過程中，除了對教學資源的開發制作，更重要的是探索和實踐混合式教學模式，進行課堂教學改革。這對提高課程的教學質量、提高學生的主體地位以及培養學生的自主學習能力、創新精神和創新意識等都有著重大的意義。

一、教學模式和教學理念

（一）線上線下混合式教學模式

混合式教學的目的是改善學生的學習體驗，促進學生的自主學習、深度學習和個性化學習。混合式教學模式不是網絡教學資源和傳統課堂教學的簡單疊加。混合式教學的形式是多樣化的，需要根據不同的學習對象、學習內容、學習需求和學習情境等進行調整，達到最優的教學效果。

在自動控制原理的教學過程中，課程組在對學情充分了解和分析的基礎上，結合學習內容的特點來進行教學設計。教師需要思考并設計線上和線下的教學活動安排、線上和線下的學習內容和學時比例分配、采用哪些教學方法可以進一步提升學生的學習主動性和積極性，以更好地提高學生的學習效率和學習效果。采用混合式教學后，教師可以讓學生利用網絡資源自學簡單的基礎知識，在課堂上也要充分發揮學生的主體作用，但這并不意味著教師會比較輕松，相反，對教師來講是一種更大的挑戰。要使混合式教學模式取得理想的教學效果，教師需要進一步提升前瞻性、教學設計能力和課堂把控能力，需要付出更多的努力。

（二）以學為中心的教學理念

以學為中心的教學理念倡導“以學生學習和發展為中心”，課程教學設計以學生為中心，以課程培養目標為導向，引導學生對知識主動探索，自主構建知識結構體系，滿足學生的個性化學習需求，立足學生的未來發展，培養學生的自主學習能力、思辨能力、分析解決問題的能力。

在自動控制原理課程教學過程中，課程組秉承目標導向，關注學生的學習效果，總體教學目標是促進學生有效學習。有效學習是指學生在已有經驗或者教師創設的教學情境體驗的基礎上，在主動學習、思考探究的過程中，獲得對知識的深刻理解和領悟，形成對知識結構的整體認知，并能靈活應用、觸類旁通。教師的主要作用是策劃與組織學生學習，教師需要負責整個學習活動的設計、引領、指導以及與學生的互動和合作，從而促進學生有效學習和深度學習。

二、自動控制原理課程混合式教學環節設計

（一）課前教學活動

對于教師來講，課前的教學活動包括線上學習資源的制作和整合、學生學情分析、學習任務的布置等。課程組對自動控制原理課程的內容進行了分析、整合和優化，形成了系統化、結構化課程單元內容體系，開發與制作了各知識點的微視頻，設計了配套的測試題，上傳的學習資源包括PPT課件、微視頻、測試題、拓展性材料等。通過問卷調查、訪談、測試等方式，了解學生的學習基礎和學習習慣，從而有針對性地進行教學設計。根據每節課的具體學習內容，給學生發放任務單，明確學習目標，布置課前學習任務，并通過預習測試，了解學生的預習情況，從而進一步分析學情，設計更合理的課堂教學方式。

對于學生來講，課前要做的就是根據學習任務單完成學習任務和相應的在線測試，并根據測試結果了解自己學習目標的完成情況，對于疑難問題可以在線上與同學、教師交流與討論。

（二）課堂教學活動

學生通過線上預習，對基礎知識有了一定的掌握;教師通過線上測試情況和學生反饋的問題，了解了學生的預習情況，課堂教學會著重解決學生遺留的問題，同時進行提高性知識和拓展性知識的探究。

在課堂上偏重于共同探討式的教學，采用問題引領、任務驅動、情境創設等方式，設置小組討論、匯報講解、搶答、提問、在線測試、總結反思等環節，有效地提高了學生的學習積極性和能動性，幫助學生加深對知識的理解，促進學生對知識的內化和更深層次的理解運用。在此過程中，學生的討論、提問、測試等借助慕課堂、學習通等信息化平臺進行，使學習記錄有跡可循。

（三）課后總結與鞏固提升

在課后，教師和學生要做的第一件事就是總結反思。在課堂學時充足的情況下，學生的總結反思也可放在課堂上進行。對學生來講，總結反思有助于增強各知識點之間的聯系，可以繪制思維導圖構建或調整自己的知識網絡體系，同時通過總結反思，也有助于學生調整自己的學習策略和學習方法。對教師來講，總結反思主要是分析教學過程中的經驗和不足，有助于不斷優化教學設計。

教師會根據每次課的學習內容在課后布置鞏固練習或作業，有時會設計小組拓展任務。學生根據要求完成作業和小組任務，并可隨時在線上與同學、教師交流。教師根據學生的課堂表現和課后作業反饋評估學生的學習效果，并進行個性化指導。

（四）學習成果評價

學習成果評價采用過程性評價與結果性評價相結合的方式，借助中國大學慕課平臺和超星學習通，記錄學生課前、課中、課后等每個環節的學習情況。目前，在自動控制原理課程成績評定中，平時成績占40%，期末考試成績占60%。在平時成績中，課堂表現占15%，包括考勤、提問、課堂練習、小組討論、小組匯報等內容;線上學習占15%，由慕課平臺自動根據學生測驗和作業情況統計成績，并結合線上學習記錄和參與討論情況打分;線下實驗占10%，根據實驗預習報告、實驗過程情況、實驗報告打分。任課教師根據不同專業學生的具體情況可酌情調整評分內容和百分比。重視學生在學習過程中的評價，形成多樣化的學習成果評價方法，不僅使成績評定更為客觀和全面，而且提高了學生的學習積極性。

三、提升混合式教學效果的幾個關鍵問題

（一）讓學生明確學習目標

課程教學大綱明確規定了本門課程、每個章節或知識點的教學目標，但往往比較籠統。在混合式教學過程中，教師每次課前給學生布置任務時，應結合本次課的內容，從學生的角度明確和細化學習目標，學習目標特別是知識和能力目標要準確、具體、清晰，可觀察可測量。這樣，學生在學習時才能目標明確，并且能自行判斷出是否已經達到了學習目標。比如，在講授系統的給定穩態誤差這部分內容時，教學目標是理解穩態誤差的概念和定義方法，掌握給定穩態誤差終值的計算，掌握影響給定穩態誤差的因素。給學生制定的學習目標是理解穩態誤差從輸出端定義和從輸入端定義的兩種形式，并能說出二者的關系;對結構參數確定的線性定常系統，能判斷系統的型別，能用不同的方法分析計算出給定穩態誤差的終值;當給定穩態誤差不滿足要求時，能通過分析提出減小系統給定穩態誤差的方法和措施。

（二）讓學生了解和參與課堂教學設計

教師設計出課堂教學活動后，應該在課前發放給學生，可以征求學生的意見，讓學生參與課堂教學設計，師生共同設計出更為符合學生認知水平和思維方式的教學活動。一方面，學生參與課堂教學設計，會更有“學習的主人”的認同感，提高課堂學習的主動性;另一方面，學生了解了課堂教學的流程，了解了課堂上需要討論的問題和要完成的任務，可以提前做好更充足的準備，從而提高課堂學習效率。

（三）讓學生成為課堂學習的主體

優秀的課堂應該是學生全員參與、師生友好互動、氣氛輕松愉悅的，學習活動應該順應學生的學習和認知規律，教師是課堂教學活動的組織者和引導者，不能喧賓奪主，學生才是課堂學習的主體。教師應該為學生創設合適的學習情境，引導學生體驗、討論、思考、探究，這樣學生才能更好地把獲得的知識內化于心，納入自己的知識體系。同時，在課堂上，教師要關注并尊重學生的個體差異，使不同層次的學生都能參與到課堂活動中，并盡可能得到更多的收獲和提升。

（四）重視過程性評價

信息化技術的發展使得學生的學習軌跡得以很好地記錄，過程性評價更為客觀和公正。自動控制原理課程使用的是中國大學慕課平臺，學生的線上學習數據如視頻觀看個數、觀看時長、測驗結果、討論情況等在教學平臺上一目了然，在線下課堂教學中使用慕課堂小程序，不僅使簽到、提問、搶答、課堂練習、討論等變得方便容易，而且可以和線上學習情況相關聯。其他學習平臺也都有類似線上線下數據的統計和整合。這樣，教師可以較全面地了解學生的學習狀況，及時對教學內容進行調整。同時，在課程開始時就告知學生各項平時成績的占比，并定期根據數據統計進行公布，可以督促學生積極參與學習。

另外，在教學過程中，教師應該不吝對學生的表揚和鼓勵，這些表揚和鼓勵雖然不能都計入平時成績，但能營造良好的師生關系，并極大地提高學生的學習興趣和學習動力，提升學生的學習積極性。

四、混合式教學模式實施效果

河南城建學院的自動控制原理在線開放課程自從2018年9月正式上線運行，對全校學生開放，課程組在此基礎上開始進行混合式教學模式的探索和嘗試。在優化和完善網絡學習資源的同時，更著力于教學模式和教學方法的改革。在充分了解學生學情的基礎上，根據學生的學習基礎和學習習慣設計教學活動，并根據學生的學習狀況及時調整。課程組以在線優質教學資源為支撐，采用翻轉課堂的形式，更多地進行探究式、討論式學習，鼓勵和督促學生養成自主學習的習慣，培養學生的學習能力，促進學生構建完整的知識體系，提高學生的思辨能力和創新能力。經過幾年的探索和實踐，取得了顯著的教學效果。

課程組對自動化專業近兩個學期的期末考試卷面成績進行了對比分析，2020～2021學年第一學期和2019～2020學年第一學期對比，卷面優秀（90分以上）的比例由3.53%提高到了14.29%，良好（80～89分）的比例由9.41%提高到了24.18%，不及格的比例由36.47%降低到了29.66%。從問卷調查的情況看，大部分學生對混合式教學模式感到滿意，認為這種教學模式提升了自己的學習積極性和學習效果。

隨著信息化技術的快速發展，混合式教學模式在高校教育中展現出顯著的優勢。在混合式教學模式中，學生的學習方式有了較大的轉變，學生學習的主體作用被強化。學生可以利用網上教學資源進行預習或者課后的鞏固復習，在線上教學平臺完成測試、作業和小組任務，可以通過交互平臺及時與教師或其他同學交流溝通，這種學習方式使學生可以根據自己的學習需求和學習情況，隨時隨地自主安排學習，從而提高了學生的學習主動性。在線下課堂教學中，學生在教師的引導下進行探究式、沉浸式學習，極大地改善了學習體驗，促進了學生的深度學習。

教學改革需要不斷實踐、不斷總結、不斷鞏固深化。自動控制原理課程教學團隊在教學過程中會根據學生的學習狀態和反饋隨時對教學設計進行調整，在每輪課程教學結束后，還會對本學期的教學進行總結和反思，對教學資源、教學設計、教學方法進行調整和完善，進行持續改進，使教學質量和教學效果逐步提升。

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責編：紅 茶