自動(dòng)控制原理課程混合式教學(xué)模式探索與實(shí)踐

任琦梅 邢廣成

摘 要：在自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)過(guò)程中，本研究進(jìn)行了混合式教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，對(duì)混合式教學(xué)模式、教學(xué)理念、教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)及提升教學(xué)效果的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了探討。實(shí)踐結(jié)果表明，混合式教學(xué)模式可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理;混合式教學(xué);以學(xué)為中心

混合式教學(xué)將傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)相融合，既發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，為高校教學(xué)改革提供了一條新的思路。這種教學(xué)模式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)時(shí)間和場(chǎng)所固定的限制，擴(kuò)展了教學(xué)活動(dòng)的時(shí)間和空間，使教師和學(xué)生的互動(dòng)形式更為多元，也促使學(xué)生進(jìn)行更多的自主學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。在線課程融入現(xiàn)有高校課程教學(xué)系統(tǒng)已是大勢(shì)所趨，混合式教學(xué)模式也會(huì)促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)與利用。

自動(dòng)控制原理是河南城建學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)核心課程，是后續(xù)控制類課程的基礎(chǔ)，同時(shí)在電氣工程及其自動(dòng)化、建筑電氣與智能化、電子信息等專業(yè)均有開(kāi)設(shè)，學(xué)生受眾面較廣。該課程是2017年校級(jí)在線開(kāi)放課程，2018年4月在中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)上建課，2018年9月正式在線上運(yùn)行。在課程建設(shè)過(guò)程中，除了對(duì)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)制作，更重要的是探索和實(shí)踐混合式教學(xué)模式，進(jìn)行課堂教學(xué)改革。這對(duì)提高課程的教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生的主體地位以及培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)等都有著重大的意義。

一、教學(xué)模式和教學(xué)理念

（一）線上線下混合式教學(xué)模式

混合式教學(xué)的目的是改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)?；旌鲜浇虒W(xué)模式不是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的簡(jiǎn)單疊加?；旌鲜浇虒W(xué)的形式是多樣化的，需要根據(jù)不同的學(xué)習(xí)對(duì)象、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)情境等進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果。

在自動(dòng)控制原理的教學(xué)過(guò)程中，課程組在對(duì)學(xué)情充分了解和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教師需要思考并設(shè)計(jì)線上和線下的教學(xué)活動(dòng)安排、線上和線下的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)時(shí)比例分配、采用哪些教學(xué)方法可以進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，以更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。采用混合式教學(xué)后，教師可以讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源自學(xué)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)知識(shí)，在課堂上也要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，但這并不意味著教師會(huì)比較輕松，相反，對(duì)教師來(lái)講是一種更大的挑戰(zhàn)。要使混合式教學(xué)模式取得理想的教學(xué)效果，教師需要進(jìn)一步提升前瞻性、教學(xué)設(shè)計(jì)能力和課堂把控能力，需要付出更多的努力。

（二）以學(xué)為中心的教學(xué)理念

以學(xué)為中心的教學(xué)理念倡導(dǎo)“以學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展為中心”，課程教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)生為中心，以課程培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)主動(dòng)探索，自主構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，立足學(xué)生的未來(lái)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思辨能力、分析解決問(wèn)題的能力。

在自動(dòng)控制原理課程教學(xué)過(guò)程中，課程組秉承目標(biāo)導(dǎo)向，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，總體教學(xué)目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)。有效學(xué)習(xí)是指學(xué)生在已有經(jīng)驗(yàn)或者教師創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在主動(dòng)學(xué)習(xí)、思考探究的過(guò)程中，獲得對(duì)知識(shí)的深刻理解和領(lǐng)悟，形成對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)知，并能靈活應(yīng)用、觸類旁通。教師的主要作用是策劃與組織學(xué)生學(xué)習(xí)，教師需要負(fù)責(zé)整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)、引領(lǐng)、指導(dǎo)以及與學(xué)生的互動(dòng)和合作，從而促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。

二、自動(dòng)控制原理課程混合式教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

（一）課前教學(xué)活動(dòng)

對(duì)于教師來(lái)講，課前的教學(xué)活動(dòng)包括線上學(xué)習(xí)資源的制作和整合、學(xué)生學(xué)情分析、學(xué)習(xí)任務(wù)的布置等。課程組對(duì)自動(dòng)控制原理課程的內(nèi)容進(jìn)行了分析、整合和優(yōu)化，形成了系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化課程單元內(nèi)容體系，開(kāi)發(fā)與制作了各知識(shí)點(diǎn)的微視頻，設(shè)計(jì)了配套的測(cè)試題，上傳的學(xué)習(xí)資源包括PPT課件、微視頻、測(cè)試題、拓展性材料等。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、訪談、測(cè)試等方式，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)每節(jié)課的具體學(xué)習(xí)內(nèi)容，給學(xué)生發(fā)放任務(wù)單，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，并通過(guò)預(yù)習(xí)測(cè)試，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，從而進(jìn)一步分析學(xué)情，設(shè)計(jì)更合理的課堂教學(xué)方式。

對(duì)于學(xué)生來(lái)講，課前要做的就是根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單完成學(xué)習(xí)任務(wù)和相應(yīng)的在線測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果了解自己學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成情況，對(duì)于疑難問(wèn)題可以在線上與同學(xué)、教師交流與討論。

（二）課堂教學(xué)活動(dòng)

學(xué)生通過(guò)線上預(yù)習(xí)，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)有了一定的掌握;教師通過(guò)線上測(cè)試情況和學(xué)生反饋的問(wèn)題，了解了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，課堂教學(xué)會(huì)著重解決學(xué)生遺留的問(wèn)題，同時(shí)進(jìn)行提高性知識(shí)和拓展性知識(shí)的探究。

在課堂上偏重于共同探討式的教學(xué)，采用問(wèn)題引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、情境創(chuàng)設(shè)等方式，設(shè)置小組討論、匯報(bào)講解、搶答、提問(wèn)、在線測(cè)試、總結(jié)反思等環(huán)節(jié)，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性，幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化和更深層次的理解運(yùn)用。在此過(guò)程中，學(xué)生的討論、提問(wèn)、測(cè)試等借助慕課堂、學(xué)習(xí)通等信息化平臺(tái)進(jìn)行，使學(xué)習(xí)記錄有跡可循。

（三）課后總結(jié)與鞏固提升

在課后，教師和學(xué)生要做的第一件事就是總結(jié)反思。在課堂學(xué)時(shí)充足的情況下，學(xué)生的總結(jié)反思也可放在課堂上進(jìn)行。對(duì)學(xué)生來(lái)講，總結(jié)反思有助于增強(qiáng)各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，可以繪制思維導(dǎo)圖構(gòu)建或調(diào)整自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，同時(shí)通過(guò)總結(jié)反思，也有助于學(xué)生調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法。對(duì)教師來(lái)講，總結(jié)反思主要是分析教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和不足，有助于不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。

教師會(huì)根據(jù)每次課的學(xué)習(xí)內(nèi)容在課后布置鞏固練習(xí)或作業(yè)，有時(shí)會(huì)設(shè)計(jì)小組拓展任務(wù)。學(xué)生根據(jù)要求完成作業(yè)和小組任務(wù)，并可隨時(shí)在線上與同學(xué)、教師交流。教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)反饋評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。

（四）學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)

學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)采用過(guò)程性評(píng)價(jià)與結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，借助中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通，記錄學(xué)生課前、課中、課后等每個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況。目前，在自動(dòng)控制原理課程成績(jī)?cè)u(píng)定中，平時(shí)成績(jī)占40%，期末考試成績(jī)占60%。在平時(shí)成績(jī)中，課堂表現(xiàn)占15%，包括考勤、提問(wèn)、課堂練習(xí)、小組討論、小組匯報(bào)等內(nèi)容;線上學(xué)習(xí)占15%，由慕課平臺(tái)自動(dòng)根據(jù)學(xué)生測(cè)驗(yàn)和作業(yè)情況統(tǒng)計(jì)成績(jī)，并結(jié)合線上學(xué)習(xí)記錄和參與討論情況打分;線下實(shí)驗(yàn)占10%，根據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)過(guò)程情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分。任課教師根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生的具體情況可酌情調(diào)整評(píng)分內(nèi)容和百分比。重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的評(píng)價(jià)，形成多樣化的學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)方法，不僅使成績(jī)?cè)u(píng)定更為客觀和全面，而且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、提升混合式教學(xué)效果的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

（一）讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

課程教學(xué)大綱明確規(guī)定了本門課程、每個(gè)章節(jié)或知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)，但往往比較籠統(tǒng)。在混合式教學(xué)過(guò)程中，教師每次課前給學(xué)生布置任務(wù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合本次課的內(nèi)容，從學(xué)生的角度明確和細(xì)化學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)目標(biāo)特別是知識(shí)和能力目標(biāo)要準(zhǔn)確、具體、清晰，可觀察可測(cè)量。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)才能目標(biāo)明確，并且能自行判斷出是否已經(jīng)達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)。比如，在講授系統(tǒng)的給定穩(wěn)態(tài)誤差這部分內(nèi)容時(shí)，教學(xué)目標(biāo)是理解穩(wěn)態(tài)誤差的概念和定義方法，掌握給定穩(wěn)態(tài)誤差終值的計(jì)算，掌握影響給定穩(wěn)態(tài)誤差的因素。給學(xué)生制定的學(xué)習(xí)目標(biāo)是理解穩(wěn)態(tài)誤差從輸出端定義和從輸入端定義的兩種形式，并能說(shuō)出二者的關(guān)系;對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的線性定常系統(tǒng)，能判斷系統(tǒng)的型別，能用不同的方法分析計(jì)算出給定穩(wěn)態(tài)誤差的終值;當(dāng)給定穩(wěn)態(tài)誤差不滿足要求時(shí)，能通過(guò)分析提出減小系統(tǒng)給定穩(wěn)態(tài)誤差的方法和措施。

（二）讓學(xué)生了解和參與課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

教師設(shè)計(jì)出課堂教學(xué)活動(dòng)后，應(yīng)該在課前發(fā)放給學(xué)生，可以征求學(xué)生的意見(jiàn)，讓學(xué)生參與課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，師生共同設(shè)計(jì)出更為符合學(xué)生認(rèn)知水平和思維方式的教學(xué)活動(dòng)。一方面，學(xué)生參與課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，會(huì)更有“學(xué)習(xí)的主人”的認(rèn)同感，提高課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;另一方面，學(xué)生了解了課堂教學(xué)的流程，了解了課堂上需要討論的問(wèn)題和要完成的任務(wù)，可以提前做好更充足的準(zhǔn)備，從而提高課堂學(xué)習(xí)效率。

（三）讓學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的主體

優(yōu)秀的課堂應(yīng)該是學(xué)生全員參與、師生友好互動(dòng)、氣氛輕松愉悅的，學(xué)習(xí)活動(dòng)應(yīng)該順應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和認(rèn)知規(guī)律，教師是課堂教學(xué)活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者，不能喧賓奪主，學(xué)生才是課堂學(xué)習(xí)的主體。教師應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)設(shè)合適的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)、討論、思考、探究，這樣學(xué)生才能更好地把獲得的知識(shí)內(nèi)化于心，納入自己的知識(shí)體系。同時(shí)，在課堂上，教師要關(guān)注并尊重學(xué)生的個(gè)體差異，使不同層次的學(xué)生都能參與到課堂活動(dòng)中，并盡可能得到更多的收獲和提升。

（四）重視過(guò)程性評(píng)價(jià)

信息化技術(shù)的發(fā)展使得學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡得以很好地記錄，過(guò)程性評(píng)價(jià)更為客觀和公正。自動(dòng)控制原理課程使用的是中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)，學(xué)生的線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)如視頻觀看個(gè)數(shù)、觀看時(shí)長(zhǎng)、測(cè)驗(yàn)結(jié)果、討論情況等在教學(xué)平臺(tái)上一目了然，在線下課堂教學(xué)中使用慕課堂小程序，不僅使簽到、提問(wèn)、搶答、課堂練習(xí)、討論等變得方便容易，而且可以和線上學(xué)習(xí)情況相關(guān)聯(lián)。其他學(xué)習(xí)平臺(tái)也都有類似線上線下數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和整合。這樣，教師可以較全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，及時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，在課程開(kāi)始時(shí)就告知學(xué)生各項(xiàng)平時(shí)成績(jī)的占比，并定期根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行公布，可以督促學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)。

另外，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該不吝對(duì)學(xué)生的表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，這些表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)雖然不能都計(jì)入平時(shí)成績(jī)，但能營(yíng)造良好的師生關(guān)系，并極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

四、混合式教學(xué)模式實(shí)施效果

河南城建學(xué)院的自動(dòng)控制原理在線開(kāi)放課程自從2018年9月正式上線運(yùn)行，對(duì)全校學(xué)生開(kāi)放，課程組在此基礎(chǔ)上開(kāi)始進(jìn)行混合式教學(xué)模式的探索和嘗試。在優(yōu)化和完善網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的同時(shí)，更著力于教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革。在充分了解學(xué)生學(xué)情的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)習(xí)慣設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及時(shí)調(diào)整。課程組以在線優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源為支撐，采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，更多地進(jìn)行探究式、討論式學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)和督促學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系，提高學(xué)生的思辨能力和創(chuàng)新能力。經(jīng)過(guò)幾年的探索和實(shí)踐，取得了顯著的教學(xué)效果。

課程組對(duì)自動(dòng)化專業(yè)近兩個(gè)學(xué)期的期末考試卷面成績(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析，2020～2021學(xué)年第一學(xué)期和2019～2020學(xué)年第一學(xué)期對(duì)比，卷面優(yōu)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(wèn)卷調(diào)查的情況看，大部分學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)模式感到滿意，認(rèn)為這種教學(xué)模式提升了自己的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果。

隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，混合式教學(xué)模式在高校教育中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。在混合式教學(xué)模式中，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式有了較大的轉(zhuǎn)變，學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用被強(qiáng)化。學(xué)生可以利用網(wǎng)上教學(xué)資源進(jìn)行預(yù)習(xí)或者課后的鞏固復(fù)習(xí)，在線上教學(xué)平臺(tái)完成測(cè)試、作業(yè)和小組任務(wù)，可以通過(guò)交互平臺(tái)及時(shí)與教師或其他同學(xué)交流溝通，這種學(xué)習(xí)方式使學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)情況，隨時(shí)隨地自主安排學(xué)習(xí)，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。在線下課堂教學(xué)中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行探究式、沉浸式學(xué)習(xí)，極大地改善了學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

教學(xué)改革需要不斷實(shí)踐、不斷總結(jié)、不斷鞏固深化。自動(dòng)控制原理課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過(guò)程中會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和反饋隨時(shí)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，在每輪課程教學(xué)結(jié)束后，還會(huì)對(duì)本學(xué)期的教學(xué)進(jìn)行總結(jié)和反思，對(duì)教學(xué)資源、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法進(jìn)行調(diào)整和完善，進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，使教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果逐步提升。

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責(zé)編：紅 茶