基于雨课堂的控制系统工程教学模式改进与探索
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作者:欧阳权
摘 要：随着自动化技术的广泛应用，《控制系统工程》课程具有越来越重要的教学意义与价值。为了提升该课程的教学质量，该文提出了基于雨课堂的课程教学改进与探索，充分利用雨课堂的便捷交互性，化被动式教学为互动式教学，激发学生主动学习和参与的积极性，并通过雨课堂对学生上课情况进行收集与全方位分析，帮助学生能够更好地掌握这门课程。
关键词：控制系统工程 雨课堂 互动式教学
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）02（c）-0194-02
随着时代不断发展，我国逐渐向自动化和信息化进程迈进。自动化技术已被广泛应用于科技与生活的方方面面，比如航空航天、高速铁路、智能家电等。自动化技术将人从繁重的劳动中解放出来，通过自动控制装置让机器等被控对象自主完成规定的任务，极大程度地改善了人们的日常生活。因此，现代大学生学习自动化相关技术具有十分重要的意义与价值。
1 教学过程中存在的问题
《控制系统工程》教学过程中存在的问题主要包括课程内容本身的原因与教师授课方式的问题。
1.1 课程内容问题
《控制系统工程》是一门理论性很强的基础学科，包含很多抽象的理论概念与众多的定理和公式，学习难度大，理解需要较强的数学功底。目前国内很多教材着重于定理结果的描述，而忽视了这些结果的原理推导内容，造成学生对控制系统的一些理念难以理解，只能按照教材内容机械化演算。而且，教材内容大都过于老旧，所讲授的知识点是几十年前所提出的。随着科技的快速发展，现有的部分知识点已经显得有点过时，已经无法满足现代大学生对知识的要求。因此，有必要对授课内容进行精心筛选，在课堂中适当引入最新的自动化控制相关内容，达到与时俱进的目的。
1.2 授课方式问题
国内学生受传统教育模式影响，习惯于被动学习而缺乏主动思考的积极性，课堂参与度不高，仅仅是听课与做笔记，而很少会在课上主动提问。有些教师上课时不顾及学生学习实际情况，只会照本宜科，进一步导致学生的学习兴趣不高，产生厌学情绪。虽然课程会配备一些相应的实验，但是实验内容相对单一，且实验设备非常陈旧，限制了学生的设计与动手能力。长此以往，使得做实验变成一件枯燥麻烦的事情，进而驱使学生相互抄袭实验代码、数据等，与实验课程设计初衷不符，反而影响了学生的学习积极性。因此，迫切需要对传统授课方式做出改变，以激发学生主动学习和参与的积极性，活跃课堂氛围，以达到让学生更好地学到更多有用知识的目的。
2 教学模式改进
2.1 雨课堂简介
雨课堂是学堂在线与清华大学在线教育共同研发并推广的一种智慧教学工具，将前沿的教学理论和互联网技术相融合，以达到提升教学效果的目的。雨课堂使用方便，互动性强，教师和学生使用微信扫码就可以进行课堂签到、互动等。同时，雨课堂还可以提供课前预习和课后教学数据收集，方便教师对学生学习情况进行全面分析。由此可见，雨课堂是一种解决传统控制系统工程教学中方式单一、内容枯燥等问题的有效工具。当然，雨课堂成功与否的关键还是在于教师如何将其有效地应用到教学中去。
2.2 基于雨课堂的授课模式改进
第一，任课教师需要对教学充分重视，围绕《控制系统工程》教学大纲，实时更新教学内容，用较新的、与学生专业背景相关的案例（如對于机电学院学生就多引入机床等系统，对于航空学院学生多讲授飞行器相关案例）来阐述传统控制理论知识及其应用，以引起他们的共鸣，并提升他们的兴趣。按照雨课堂的教学方式对课程内容进行整理，设计图文并茂的PPT课件，其中对于重要的知识点概念，设计合理的交互习题（根据知识特点采用主观、客观题等不同形式的问题），并及时向学生推送课件，让他们有足够的时间进行预习，找出一些不懂的地方，带着问题听课。
第二，教师应在课堂上充分利用雨课堂的交互功能，以做题的形式与学生积极互动，通过雨课堂统计学生的答题情况，对于错误率较高的题目进行详细讲解，对于正确率较高的题目可以适当略去以便于充分利用课堂时间。并对表现优异的同学表示表扬并鼓励他们在课上发表自己看法，以进一步增强他们的积极性，同时重点关注答题较差的同学，并对其进行有效的引导以提升其学习效果。根据不同学生的特点，有针对性地教学，发挥学生的长处并弥补他们的不足，以做到真正意义上的因材施教。
第三，充分利用雨课堂的分组功能，根据学生的课堂表现，有针对性地将学习好的和较差的学生分到同一个组，以达到优生带动差生的目的，同时也能培养学生团队协作的能力。设置相应小组比赛，比如让学生们根据自己的专业背景，讲述控制原理在该领域的应用案例，并通过投票选出大家认为展示最佳的队伍。在不同小组间形成良好的竞争关系，可以充分激发同学们的学习与主动参与的热情，让学生更愿意把时间花在控制理论相关知识的学习中。
第四，在实验阶段设计实验结果大比拼环节，让学生通过雨课堂上传自己的实验数据或者程序源代码，并进行现场展示。这样既可以有效避免学生抄袭他人程序的事情发生，又给了学生一个展示自己的平台。并可以利用雨课堂的弹幕功能，让其他同学给展示的学生进行点赞等评价，进一步活跃课堂气氛。让大家一起分析实验过程中遇到的问题，讨论出合适的解决方法，有助于同学间互相学到更多的工程实验经验，同时也可以锻炼学生的团队协作能力。
第五，教师应在课后对雨课堂里统计的学生学习信息进行有效的分析和全方位的总结，比如对错题进行统计、对正确率较低的同学进行标注等。在客观的数据面前，教师能够有效地得到学生的学习效果，并根据分析结果灵活调整教学进度，对于跟不上进度的学生进行特别照顾，比如课后补课让他们赶上进度等，以达到精准教学的目的，使得全班同学都能取得好成绩。
3 结语
综上所述，为了适应现代高等教育质量要求不断提高的需要，有必要在《控制系统工程》的教学过程进行思考与改进。该文提出在课程教学中以雨课堂作为主要手段，在教学内容和教学方式等方面进行改进，化被动式教学为互动式教学，以激发学生主动学习与参与的积极性，并在课后对雨课堂里统计的学生学习信息进行有效的分析和全方位的总结，使得学生能够更好地掌握这门课程的理论知识并培养学生的动手能力，为今后的科研工作打下良好的基础。
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