“機械控制工程基礎”多融合式教學改革實踐

周 丹，李 柯

（南昌理工學院機電工程學院，江西 南昌 330044）

0 引言

伴隨著信息技術的發展，“互聯網+”不斷催生著各類新穎的教育理念和教學方式，諸如微課、翻轉課堂、慕課等在教學活動中不斷普及。新技術背景下，如何針對人才的多元化需求，充分融合教育與技術、創新教學模式、提升教學效果，是當前教學改革面臨的迫切問題[1]。

“機械控制工程基礎”是機械工程類本科專業基礎課，涉及范圍廣、知識點多、計算量大，并且與實際系統有緊密聯系。傳統課程教學呈現出：理論內容多，實踐應用少，且兩者融合較差；教學形式和手段較單一，學生參與度不高；課程實驗環節效果不明顯；課堂講授時間過長學生難以消化理解。諸多原因造成學生學習熱情不高，學習主動性不強，導致整體教學效果不佳[2]。

同時伴隨著人們閱讀方式的改變，電子式和碎片化成主導，尤其是大學生群體。通過對相關專業的學生進行課程教學的問卷調查，分析出符合學生新穎的課堂教學方式。文章針對機械控制工程基礎課程展開線上線下融合式教學，充分利用學生學習特點，在于提升教學效果。

1 線上線下融合式教學模式

1.1 線上資源創建

2020年2月開始全國大學生實行“停課不停學”在線課程的學習，讓學生提前感受線上自主學習。隨后各大高校與超星平臺進行合作，推出“一平三端”教學平臺，普及各大高校。

根據該課程的實際情況，結合超星“一平三端”教學平臺制作線上教學模塊。主體分為視頻資源、軟件仿真、題庫設計和分組任務。

（1）視頻資源：引用超星平臺下吉林大學劉振澤老師建立的《控制工程基礎》線上視頻資源。基礎課程教材大同小異，涉及知識點都是相同的。視頻教學完全能夠滿足學生課后自主學習。但為了配合線上與線下實現教學或者教材的同步，線下課堂教學使用的PPT資源同步放在了教學平臺上，方便學生課后進行鞏固復習。

（2）軟件仿真：該課程理論性較強，要讓學生積極主動學習，需教師及時解惑來增強學生學習積極性和學習興趣。Matlab軟件是控制系統建模與仿真重要軟件，把部分模擬實驗模塊放在線上，有效解決實驗限時限地的影響。通過仿真能及時驗證學生課后知識推導及建模過程是否正確，進一步增強學生學習主動性。

（3）題庫設計：針對不同知識點設置不同程度和不同類型的題庫，對學生進行測試。教師根據測試結果調整線下教學內容，劃分好每堂課的重難點。

（4）分組任務：線上學習達不到學生心理預期，會降低學生自主學習的積極性。如何結合線下課堂教學提升學生積極性？可采用自主分組，進行限時任務，在線上進行提交，采用一定的打分制進行評分。

1.2 教學過程實施

針對機械設計制造及其自動化專業學生作為授課對象，采用線上線下融合式教學。以線上自主預習+線下課堂針對性教學為主線，并配合線上分組限時任務和軟件模擬仿真。

（1）線上自主預習。傳統教學模式以教師講授為主，學生被動吸收。融合式教學以學生為主體，教師根據學生自學情況調整線下課堂教學內容。在每堂課結束后，教師根據教學進度安排下堂課教學內容，并提前設置線上預習任務及對應測試題。

線上預習和測試受很多因素影響。為了細致掌握學生線上預習情況，線下課前10分鐘測試，教師根據結果構建該堂課側重點。通過線下課堂講解分析，課程結束前再對該知識點進行測試，了解學生總體掌握情況。

（2）分組限時任務。長期單一的教學模式，學生興致慢慢減弱，參與度越來越低且效果越來越差。采用分組限時任務在于培養學生語言組織能力和團隊協作能力。

分組任務評分采用教師50%+組內互評25%+組間互評15%+自評10%。為了保證團隊團結一致，學生自己組隊。為了避免學生依賴他人，每組每位成員都必須進行現場講解，組內成員根據貢獻值進行組內互評。通過現場展示團隊討論結果，其他小組進行組間互評。

通過分組限時任務環節，首先鞏固了重要知識點；其次小組討論增強學生溝通與協作能力；限時也可以讓學生明白時間的重要性，系統只接受規定時間內的討論成果；最后，現場講述加強學生語言表達能力，想法準確無誤地表達出來，也讓學生體驗角色互換。

（3）軟件模擬仿真。該課程主要是對機械類控制系統進行建模并判斷系統的性能。但通過理論的學習，學生很難直觀感受課程的應用性。Matlab軟件有兩部分內容進行系統建模仿真，函數命令和Simulink仿真。線上提供仿真軟件及安裝使用教程，并布置相關建模仿真任務，讓學生不限時間自主仿真。學生通過對不同控制系統進行建模仿真了解系統的性能，并驗證理論建模結果，加深對理論知識的理解。

2 考核方式改革

傳統考核采用平時30%+考試70%，對學習過程追蹤相對較少，考試成績決定課程學習效果。線上線下融合式教學打破傳統考核方式，注重學習過程，讓學生注重每一個教學環節。該教學采用線上積分50%（其中簽到10%+視頻20%+分組任務20%+課堂互動10%+討論10%+作業15%+線上測試15%）和線下集中考試50%。

3 教學效果對比

經過一個學期線上線下融合式教學，對比傳統教學模式，從統計數據來看，教改班的總體成績優于傳統教學模式班。從數據顯示，使用線上資源（視頻資源和PPT資源），能認真完成線上任務的學生普遍綜合測評成績較好。綜合設計題主要為區分學生理論知識是否準確掌握。教改班學生綜合設計題普遍優于傳統教學班，反映了學生理論知識能夠拓展并應用。同樣，線上分組任務參與度高的學生綜合設計題得分更好。

學期結束后對教改班進行滿意度調查，了解學生接受程度及需改進的地方。通過數據顯示，學生大部分認為二者互補，充分發揮了學生的自主性，更能體現學生作為學習過程的主體的主動性、積極性與創造性。也有同學提出如果想更好地提高學習效果，需要學生有自主學習的意愿，應加強線上學習的獎懲措施。有學生提出，學習的氛圍也能夠直接影響學習積極性，應加強與學生的及時互動。

圖1 新舊教學效果對比

4 結束語

該課程具有突出的工科特點，涉及知識面廣，公式推導多。傳統灌輸式教學模式知識點的長期運用欠佳。采用線上線下融合式教學，以學生為中心，注重過程分析，抓住學生學習心理，及時線上建模仿真，分組限時討論，多角度進行線上線下融合教學。通過新舊模式對比，融合式教學過程跟蹤明顯，學生互動較多，教學效果更好。