基于翻转课堂理念下“运动控制系统”教学方法研究
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作者:杨帆
摘要：世界范围内的产业革命呈现蓬勃之势，而作为产业革命直接参与者的工程技术人才的培养成为各国提升自身综合实力的关键点，在企业以及国家发展过程中起重要作用，重视高校自动化专业人才培养成为重要工作内容。就当前而言，我国部分高校自动化专业教学存在教学形式单一、教学质量待提升等问题，无法满足社会对于工程技术人才的需求，探究高质量课堂教学模式成为重点。本文以“运动控制系统”课程为代表，从该课程的定位及教学现状入手分析高校“运动控制系统”教学存在的问题，探究翻转课堂的应用优势，并以电动汽车驱动技术为例分析“运动控制系统”教学中应用翻转课堂的可行策略，以期为高校教学质量的提升提供参考。
关键词：翻转课堂理念；高校教育；运动控制系统；电动汽车驱动技术
“运动控制系统”以交直流电动机为主要教学内容，是自动化专业最重要的课程之一，是在自动控制原理基础上发展而来的，汇集了计算机控制系统、电力电子技术以及自动检测技术等的综合性课程。由于该课程系统性较强，知识点众多、涉及领域较广，因此如何创新教学模式以提升学生学习效率成为教育工作者必须思考和解决的问题［1］。当前“运动控制系统”教学存在内容枯燥、形式单一的问题，因此学生学习积极性不强、学习效率不高，无法高质量完成教学任务。此外，在培养方案修订之后，教师开展专业课程的学时缩减，更是为教师在有限时间内有效提升教学质量提出了难题，教学改革迫在眉睫。
1“运动控制系统”定位及教学现状
1.1“\动控制系统”定位
“运动控制系统”在电气工程、自动化等专业课程教学中处于核心地位，是专业经典课程之一，理论性强，同时对学生的实践能力也有较高要求［2］。该课程全面、详细、具体地介绍了运动控制系统中控制理论的应用情况，自动控制原理、电机学以及电力电子技术等课程间各自独立又相互联系，共同构成了综合性课程体系。“运动控制系统”既要求学生扎实掌握各项理论技术知识、加强积累，又重视学生问题分析能力和解决能力的培养，要求学生能够掌握工程设计技术。因此，学生进一步提升自身学术素养就必须学好“运动控制系统”，以此为之后的学习和深造奠定基础。从某方面来说，自动化及电气工程专业学生对于该课程的掌握度决定了其在工业控制系统相关行业中的优势，同时也对学校社会形象、在学科教学中的口碑产生直接影响。
1.2“运动控制系统”教学现状
“运动控制系统”是电气自动化专业核心课程，同时也是该专业中教学难度较高的课程，究其原因：首先，系统结构复杂，“运动控制系统”内容主要为直流交流电机，交流调速矢量控制、直流调速双闭环控制等是其关键内容，但是相较于其他课程而言结构更为复杂、难度更高。其次，综合性强，“运动控制系统”既包括了传统的控制理论课程，也包括电机与拖动、检测技术、电力电子技术以及微控制器等相关课程，理论知识复杂且抽象，对于学生理论知识、实践技能以及问题解决能力均有较高要求，教学难度大。最后，相关参数计算烦琐，系统复杂，因此在工程设计中需要采用定量结合定性的方式进行计算，这对于学生的定量求解能力有较高要求，且还会涉及其他学科知识，内容繁杂，学生学习难度大，课程教学效率难以得到有效提升。对此，高校虽然可以通过产教融合的方法重新整合课程体系，为学生创造更多实践机会，帮助学生在实践中将理论知识化繁为简，提高自身理论联系实际的能力，但是对于部分并没有产教融合条件的高校来说，探究自身教学方法存在的问题并积极加以创新才是最可行的策略。
传统“运动控制系统”教学方法枯燥单一，课程内容复杂且空洞，并不能有效激发学生对于课程学习的积极性，致使学习兴趣不高，进而出现理论知识掌握不牢、实践能力不强、无法满足行业对于人才的需求等一系列问题，因此创新教学方法势在必行［3］。在信息技术发展背景下，在教学过程中充分融合现代多媒体技术成为主流，也为“运动控制系统”教学提供了新的思路，翻转课堂作为新型教育方法，其在教育中的优势逐渐凸显。
2当前“运动控制系统”教学存在的问题
2.1理论教学与实践教学脱节
“运动控制系统”具有内容抽象、理论性强、学习难度大的特点，且综合了其他诸多学科，涉及知识范围广，这对学生的知识体系结构有较高地要求。此外，部分高校在进行课程教学时会倾向于先进行理论知识教学，在课时最后开展实践教学的模式，这就造成理论教学与实践教学脱节［4］。学生在前期的理论知识学习中无法通过直观实践掌握知识，也无法在后期的实践学习中回顾理论知识，进而产生系统概念，造成实践能力不足、理论知识应用不当等问题，无法充分运用所学知识高效解决实际遇到的问题，综合能力难以提升。
2.2教学直观性不强
“运动控制系统”课程特点突出，运动控制在军事、工业、航空等各个领域有广泛应用，学生在学习过程中要求教学有直观工程背景。但是，多数高校在进行课程教学时仅进行应用背景的介绍，并无其他提升教学直观性的措施，造成学生对于课程知识无法形成感性认知，更无法通过实践熟练掌握知识技能。
2.3课程内容陈旧
“运动控制系统”虽是自动化、电气工程等专业的核心课程，但是也存在内容更新缓慢、示例滞后于时代发展的问题。直流交流电机调速是“运动控制系统”课程最主要的教学内容，而在电力电子、控制理论等不断发展背景下，自动化技术、直流交流调速系统均有较快发展，调速系统智能化、网络化特点愈发明显［5］。若仍以教科书为唯一教学工具，不重视教学内容的更新，必然无法有效提升教学质量和水平，培养出的人才也无法满足行业健康发展的要求，毕业生难以快速适应岗位需要，竞争力不强。
2.4学生参与积极性待提升
以学生为中心尊重学生主体地位是工程教育改革的重要内容，需要重点培养学生主动学习、高质量解决实际工程问题的能力［5］。但是当前部分高校的教学仍沿用传统“填鸭式”教学模式，学生被动接受新知，即使部分教师重视学生主动性的发挥，学生也会因为课程难度大、自信心不足无法有效提升自身自主学习能力。对此，高校必须分析问题出现的原因并加以有效解决，提升教学质量和水平。
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3翻转课堂应用的可行性以及积极作用
3.1可行性
现代信息技术的发展以及教育改革的深入推进，使得翻转课堂这一教学模式在“运动控制系统”课程教学中的可行性明显提升。通过翻转课堂，学生能够利用现代信息网络自主搜索学习相关的资料和视频并进行自主学习，摆脱了对于授课教师的过度依赖。在此教学模式下，教师的角色也会发生变化，由之前的单向传授理论知识转向指导学生正确自主学习，并引导学生在遇到难题后自主思考，运用所学理论知识解决遇到的难题［6］。无论是国内还是国外，翻转课堂在各学科教学中均有诸多成功应用的案例，真正做到了尊重学生主体地位，帮助学生由之前的被动听课转向主动研究。“运动控制系统”课程作为自动化专业核心课程，教学资源极为丰富，且课程内容固定，学生能够通过互联网准确获取学习资源，因此翻转课堂的应用极为适用，可行性强。
3.2积极作用
3.2.1提升课堂互动性
提升课堂互动性是翻转课堂最突出的优势之一，所谓互动不仅包括师生之间的互动，也包括生生之间的互动［7］。在翻转课堂教学模式下，教师转变了自身角色，从理论知识传递者转为学习引导者，对于与学生交流的效果有更加严格地要求。另外，学生通过课堂上与其他学生的交流能够实现生生优势互补，每个学生都可作为知识的传播者和学习者［8］。例如在“运动控制系统”教学中的电动车驱蛹际跹习中，教师可以鼓励学生按照自身兴趣通过网络信息技术查询电动车工程中运动控制系统的具体应用实例，并自行制作PPT，在课堂教学中进行讲解，在进行自主学习的同时成为知识的讲授者，在讲解之后教师和其他学生对该学生形成客观评价。这样不仅能够提升学生的语言表达能力和知识总结能力，还能够激发学生参与积极性，通过师生、生生间的互动活跃课堂氛围，创造良好自主的学习环境。
3.2.2提升学生学习自主性
翻转课堂教学模式的实施能够使学生随时随地学习，打破了时间和空间的限制，不再囿于有限的课堂学习，学生完全可以按自身学习习惯安排自主学习时间和内容。通过老师的讲解视频，学生能够在课下对课上遗漏内容及重点内容进行反复学习，充分提升了学习的有效性。视频观看的优势是节奏快慢由学生自己掌握，可跳过简单且已经掌握的知识，反复观看难点内容，适时进行笔记的记录和思考［9］。另外，学生还能够通过学习平台与其他学生进行沟通，对于难点问题可以向老师寻求帮助，学习氛围更加轻松，学生学习自主性和积极性得到有效提高。
4基于翻转课堂理念下“运动控制系统”教学方法
4.1课前准备
首先，教师需要对电动汽车驱动技术相关章节内容以及重难点有详细了解，进而明确教学任务，并根据课程设置项目作业。教师可以通过多种通信工具或者网络学习平台发布学习任务、推荐拓展资源、发布教学视频，鼓励学生自主学习，及时解答学生疑问［10］。学生可以在教师的指导下组建学习小组，小组成员共同查找电动汽车驱动技术相关网络资料，同时团结协作、相互沟通和监督，通力合作完成老师布置的项目任务，另外制作项目PPT，为课堂学习做好准确。
4.2课堂教学
课堂教学与传统教学模式不同，翻转课堂模式下的课堂教学主要用于帮助学生更好消化理论新知，解决自学过程中遇到的难点。同时加强课堂交流，提升学生组织能力和语言表达能力［11］。课堂中学生间要进行交流讨论，教师引入课程后鼓励学生积极参与探讨并提出问题。如电动汽车驱动中涉及何种技术、运动控制系统在电动汽车发展中的应用前景等。课堂上学生需要展示和汇报小组制作的项目PPT，讲解过程中教师要善于发现问题并及时点评，评价以鼓励为主，同时对学生们提出的问题加以指导，完成后教师对知识点进行详细归纳，集中解决学生遇到的重难点问题。需要注意的是，教师在课堂教学环节要尽量关注到每一个学生，提升学生参与感和积极性，全面提升学生综合能力。
4.3课后总结
电动汽车驱动技术项目任务完成后，教师需要对学生的学习加以点评，予以综合测验。教师通过测验可以掌握学生对知识点的理解情况和教学质量，也能帮助学生了解自身学习过程中的缺点和不足，进而予以优化［12］。在这一环节中，教师的主要任务就是制定复习测试题目、进行学习小结、给出项目报告，而学生在此过程中的主要就是复习所学知识、进行活动记录，最终获得阶段成绩。
4.4优化课程考核方法
在传统教育模式下，“运动控制系统”课程仅包括期末成绩和平时成绩两大主要部分，其中前者占比70%。这一评价考核方式会使学生过度重视学习理论知识以应对考试，无法有效提升学生课堂学习积极性［13］。对此，教师需要对考核方式予以优化，可将课程成绩划分为期末考试、个人项目报告、课堂表现以及小组合作、出勤率等多个部分，全面考查学生学习态度和学习成果，提升评价的客观性和全面性。
结语
在新的社会发展背景下，高校教学面临更大挑战，在进行“运动控制系统”课程教学时，高校及教师必须认识到当前教育模式存在的问题并予以积极革新，创新教育方法，充分利用翻转课堂优势，提升学生学习积极性和主动性，促使学生掌握理论基础知识的同时，提高自身解决问题的实践能力，为自动化及电气工程行业发展输送更多高质量综合性人才。
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作者简介：杨帆（1988―），男，汉族，江苏无锡人，博士，讲师，研究方向：网络控制系统、车辆地面力学。
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