线上线下混合教学模式在《自动控制理论》的试验改革
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作者:闫晶晶 王燕平 王艳芳
摘 要：为了有效地解决《自动控制理论》课程中丰富的知识内容、大量的公式推导和定理讲解与有限的理论课时之间的矛盾，本文对该课程进行了线上线下混合教学模式的改革试验，主要涉及混合式教学方式的建立、混合教学方式的持续改进及 “线上线下”相结合的考核与评估机制。通过改革试验，取得了较好的教学效果。
关键词：自动控制理论 教学改革 线上线下混合教学
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）05（a）-0226-02
Abstract： In order to effectively solve the contradiction between the rich knowledge content， a lot of formula derivation and theorem explanation in the course of "Automatic Control Theory" and the limited theoretical class hours， this article conducted a reform experiment of the online and offline mixed teaching mode. It involves the establishment of mixed teaching methods， continuous improvement of the mixed teaching methods， and the combination of "online and offline" assessment and evaluation mechanisms. Through reform experiments， better teaching results have been achieved.
Key Words： Automatic control theory; Teaching reform; Online and offline mixed teaching
《自动控制理论》作为自动化专业的核心专业课，所包含的基本知识和理论比较丰富，知识覆盖面广，学习内容和学习任务相对繁重，教学内容包含数学模型的建立，时域、复域、频域内的系统稳定性、稳态性能及动态性能分析，控制系统的设计及校正方法等。此外，课程中含有大量的数学公式及其推导过程，需要学生具备较强的高等数学的功底，还应具有相应的计算能力和计算耐心。而在教学过程中，授课教师需要将重点数学公式的来龙去脉讲述清晰，方可使学生掌握其真谛。再者，只讲授结论和应用实例，不讲定理的来龙去脉，可以满足教学要求，却必然使得学生只知其一，不知其二，从而使学生的后续深造潜力和创新能力明显弱化。《自动控制理论》课程中大量的知识内容、公式推导和定理讲解都需要理论学时的保障。
然而，在工程教育专业认证的大环境下，学生需要掌握12项毕业要求，同时具备专业技能和软技能，控制总学分，压缩总学时，提高实践教学比重，进而导致专业课理论教学的学时进一步被压缩。如：我校电气专业的《自动控制理论》新大纲修订后，总学时由以往的72学时降至46学时，其中理论学时由60学时降至40学时，压缩比例为1/3。如何在有限理论学时的不利条件下，实现理论知识重点突出、过程系统环环相扣、覆盖面较全的教学效果，从哪里要课时，如何监督学习效果，需要寻求一个新的解决方案。
针对《自动控制理论》课程理论教学课时量不足的现状，我们开展了线上线下混合教学模式的改革试验，以求夯实学生的理论基础，扩展学生的知识面，进而提高《自动控制理论》课程的教学水平。具体介绍如下。
1 建立“线上”+“线下”混合式教学方式
“线上”+“线下”的混合式教学范式是将在线教学和传统教学的优势结合起来的一种教学方式，通过二者的结合，提升学生的学习深度，并给予学习者及时、准确和额外的外部支持。这种教学方式在诸多高校、专业皆有尝试。然而，混合式教学改革并没有统一的模式，我校《自动控制理论》并无范式可依。为了建立合理充分的线上资源，我们首先投入了较多的时间对知识点进行了梳理。
（1）建立“系统建模-系统分析-综合设计”为主线的知识体系，合理优化教学内容;
（2）划分知识点的难易程度，将知识点归为重难点知识点、中间型知识点和简单型知识点三类;
（3）对知识点进行分解，确定线下教学、线上学习的主体内容。
以此为基础，明确学生预习要求。如对于重难点知识点，由于学生自学难度高，为了不使学生产生畏学心理，要求学生预习时了解即可，老师在线下授课时需重点讲解，反复强调。对于中间型知识點，大部分学生可通过认真自学掌握，则要求其线上预习时掌握，老师在线下授课时通过提问方式补充部分内容。而对于简单型知识点，要求学生预习时完全掌握，老师线下授课时可不再讲解该部分内容。
2 “线上”+“线下”混合式教学方式和内容的持续改进
前期确定的“线上”+“线下”混合式教学方式和内容通过一段时间运行后必然会暴漏出部分问题，如由于对学生能力评估的不准确导致知识点难易类型划分不合理等，故应对相关内容进行持续改进。通过收集学生在线学习过程中反馈的共性问题，摸索建立共性问题库，进而优化线下教学和线上学习的内容结构，使其教学方式更加完善，教学内容划分更加合理。
3 构建理论教学“线上线下”结合考核与评估机制
对于理论教学，无论是线上还是线下都需要给予学生学习反馈。线下教学的考核模式以出勤率、作业完成情况以及考试成绩作为考核评价依据，这种考核方式易于量化，容易把控。而线上教学，目前多作为线下教学的补充与复习工作，学生的参与度较低。为了激发学生线上学习的热情和参与度，使线上资源发挥更好的作用，我们构建了理论教学“线上线下”相结合的考核与评估机制，注重过程评价，使线上学习的时长、参与度、论坛活跃程度等指标贯通于考核与评估的全过程，使其成为评价结果的重要组成部分。此外，我们基于在线教学平台开展了在线测试，使测试结果作为过程性评价和结果性评价的重要依据，从而激发了学生学习的动力。
通过“线上线下”混合教学方式的改革试验，构建了认知层面深度参与的教学理念，以课程教学活动为载体，以在线学习的基础知识为补充，使学生有更多的时间在认知层面参与学习，打破教室学习单一模式的局限性，引导了学生进行深度学习与自发学习，教学效果得到显著提升。
参考文献
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