《控制工程基礎(chǔ)》慕課建設(shè)與實踐

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(蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院)

一、引言

“慕課”MOOC(massive open online courses)，是近幾年涌現(xiàn)出來的一種在線課程模式，它是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)發(fā)布課程資源，將學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)與更多的開放網(wǎng)絡(luò)資源綜合起來的課程模式。簡言之，“慕課”是一種新型網(wǎng)絡(luò)課程。2010年教育部《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》指出：信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視。把教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)。開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程。創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，開展高質(zhì)量高水平遠(yuǎn)程學(xué)歷教育。2012年是世界慕課元年，作為互聯(lián)網(wǎng)和高等教育結(jié)合的產(chǎn)物，大規(guī)模在線開放課程(慕課)迅速在世界范圍興起，這種新型課程及教學(xué)模式打破了教育的時空界限、學(xué)校的圍墻，顛覆傳統(tǒng)大學(xué)課堂教與學(xué)的方式。以美國、英國等為代表的發(fā)達(dá)國家大力推進(jìn)慕課建設(shè)，慕課資源競爭日益激烈。2013年是中國慕課元年，在線開放課程是中國版的慕課。教育部《2016年教育信息化工作要點》指出：繼續(xù)建設(shè)800門左右優(yōu)質(zhì)在線開放課程，鼓勵高校廣泛共享；指導(dǎo)高校利用在線開放課程探索翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等教學(xué)方式改革；推動中國優(yōu)質(zhì)在線開放課程走向世界。2018年年初，教育部推出首批國家精品在線開放課程。教育部高教司吳巖司長關(guān)于高度重視和大力推進(jìn)在線開放課程的重大意義概括為一句話：教育改變?nèi)松?、網(wǎng)絡(luò)改變教育。

二、《控制工程基礎(chǔ)》課程的現(xiàn)狀

《控制工程基礎(chǔ)》是控制論與機(jī)械工程技術(shù)理論之間的邊緣學(xué)科，向機(jī)械大類專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。它是自動控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論，是一門理論性較強(qiáng)的工程科學(xué)。該課程一直是蘭州交通大學(xué)機(jī)械大類專業(yè)重點建設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)平臺課程。目前，該課程在教學(xué)中的特點是理論教學(xué)內(nèi)容豐富，涉及專業(yè)多，學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱。具體情況是：課程開設(shè)在各專業(yè)的大三第一學(xué)期，計劃學(xué)時48學(xué)時，理論課44學(xué)時，課內(nèi)實驗4學(xué)時；課程的主要內(nèi)容包括控制系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時域響應(yīng)分析、頻率特性分析及系統(tǒng)的綜合與校正；大部分專業(yè)在低年級時沒有學(xué)習(xí)拉斯變換以及復(fù)變函數(shù)等課程；教學(xué)班級較多，每個班級每周安排一次課外輔導(dǎo)答疑。綜合而言，課時不足，實驗偏少，并且沒有MATLAB仿真實驗，教學(xué)溝通受限，教師無法及時跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和存在的問題。針對上述情況，2017～2018學(xué)年我們通過網(wǎng)上教學(xué)(慕課)(校內(nèi)實施)，對《控制工程基礎(chǔ)》課程開展了線下為主、線上為輔的線上線下的混合教學(xué)模式的探索與實踐。

三、慕課教學(xué)在《控制工程基礎(chǔ)》課程中的應(yīng)用

在《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)中引入慕課教學(xué)方式，改變傳統(tǒng)的單一的課堂講授為主的教學(xué)方式，形成了線上教學(xué)、線上和線下混合教學(xué)模式。由于慕課采用模塊化管理及設(shè)計，克服了過去通過QQ交流的雜亂無序，使得線上教學(xué)更加靈活有條理。

1.資料管理模塊

通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，可以做到教學(xué)資源的管理和調(diào)度，學(xué)生學(xué)習(xí)情況的管理。教師可以將各個知識點的講解、習(xí)題課、實驗的講解、MATLAB仿真軟件的應(yīng)用等等做成10分鐘左右的視頻發(fā)布在網(wǎng)上，方便學(xué)生不受時空的限制，利用業(yè)余的零碎時間提前預(yù)習(xí)以及重復(fù)利用復(fù)習(xí)。

2.作業(yè)管理模塊

在《控制工程基礎(chǔ)》慕課教學(xué)實施過程中，師生之間的答疑、討論和互動以及作業(yè)的互評對于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、加強(qiáng)師生互動、生生互動和改進(jìn)教師的教學(xué)質(zhì)量都有著很大幫助。對于在線作業(yè)進(jìn)度滯后的同學(xué)，通過督學(xué)模塊督促其加快進(jìn)度，努力完成任務(wù)。對于主觀題型的作業(yè)，通過教師批改、生生互動、互評模式，使得每個同學(xué)有機(jī)會及時了解其他同學(xué)的作業(yè)情況，從而發(fā)現(xiàn)自己作業(yè)中的問題所在。

3.考試管理模塊

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，扎實掌握各個知識點，通過慕課，在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行單元測驗以及其中考試，使學(xué)生可以自主靈活的分配自己的時間，完成各項測試及時鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識。對于在線單元測試可以設(shè)置為完成單元練習(xí)后方可進(jìn)行，而在線期末考試可以設(shè)置為完成每個單元測試方可進(jìn)行，并且未達(dá)到及格分?jǐn)?shù)線的同學(xué)可以進(jìn)行多次考試。同時，對于在線考試進(jìn)度滯后的同學(xué)，可以通過督學(xué)模塊單獨提醒，以便學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。

4.統(tǒng)計模塊

在慕課教學(xué)中，教師可以在線獲得學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，借助網(wǎng)絡(luò)平臺，收集和統(tǒng)計學(xué)生在課程中的觀看學(xué)習(xí)情況，以分析、理解學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，同時提供視頻講解所獲得效果的反饋，便于課程組有針對性地改善講解的方式和內(nèi)容。另外，對于分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式和思維習(xí)慣有重要參考價值，有利于教育模式的持續(xù)的改進(jìn)，以適應(yīng)不同層次的學(xué)習(xí)者。

5.討論模塊

通過統(tǒng)計模塊分析在線“教”與“學(xué)”的統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)，以往線下不愿提問交流的同學(xué)在線上主動提出，和老師交流，和同學(xué)互動。學(xué)生的提問導(dǎo)致師生互動增多，學(xué)生的主動性明顯增加。但在解答問題的過程中，有些問題可以線上解釋清楚，有些問題面對面交流討論更好。所以在學(xué)生提出問題的基礎(chǔ)上，教師針對問題組織課堂教學(xué)，師生之間再次碰撞出火花，雙方成就感滿滿。

總之，慕課創(chuàng)新了課堂教學(xué)模式，它是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，將教育信息技術(shù)與教學(xué)有機(jī)融合，激發(fā)了教師的教學(xué)熱情和課堂活力。教師根據(jù)線上學(xué)情統(tǒng)計分析，針對學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)了教師“教”是為了學(xué)生更好的“學(xué)”，注重師生互動及學(xué)生自身的學(xué)習(xí)體驗，還原了“學(xué)”的本質(zhì)。

四、總結(jié)

《控制工程基礎(chǔ)》課程的線上線下混合式教學(xué)模式，打破了教育的時空界限，真正實現(xiàn)不受空間、時間的限制，隨時隨地教學(xué)的體驗?zāi)Ｊ剑瑸閭鹘y(tǒng)教學(xué)提供了合理補(bǔ)充。通過慕課等網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)形式鼓勵學(xué)生利用信息手段主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運用信息技術(shù)分析解決問題能力。在慕課教育模式之下，和以往大學(xué)生為畢業(yè)而學(xué)習(xí)、職場人士為就業(yè)和提升自我價值而學(xué)習(xí)不同，慕課讓人自由地依興趣選課，讓學(xué)習(xí)遠(yuǎn)離枯燥并回歸求知愛真的本質(zhì)。慕課學(xué)習(xí)可以讓任何有興趣學(xué)習(xí)、愿意學(xué)習(xí)的人，把學(xué)習(xí)當(dāng)成一種新的生活方式，讓“終身學(xué)習(xí)”成為現(xiàn)實。