控制系統與仿真網絡課程教學模式的探討

狄軼娟 謝成祥 高敏 王崴 陳佳佳

摘 要：隨著互聯網技術的發展，網絡課程已經成為高校課堂教學的有益補充和擴展。根據控制系統與仿真網絡課程的建設需求，構建網絡課程建設的課程體系，從教學內容、教學方法、教學手段等方面對控制系統與仿真的網絡課程建設進行研究與實踐，滿足學生自主學習與協作學習、師生互動學習等意識，達到提升教學效果和提高教學質量的目的。

關鍵詞：控制系統與仿真 網絡課程 自主學習 協作學習

目前，控制系統與仿真課程的教學采用傳統多媒體教學，以教師講授為主、學生被動接收為輔的課程授課模式，教學過程中上課時間固定、課時較少，受到教學時間、教學空間及教學內容的限制，學生不能發揮學習的積極性、主動性，無法有效培養學生的創造力，不利于自動化專業本科人才培養。隨著互聯網技術的快速發展，網絡課程教學成為一種現代化的教學手段，被成功應用到高校教育教學中，成為高校課堂教學質量提高的一種輔助教學形式。網絡課程不受教學時間、教學空間的限制，具有便捷性、開放性、自主性、可交互性和資源共享等優點，學習環境更加自由化，能有效發揮教師的主導作用及學生的主體作用。與傳統課程教學模式相比，網絡課程的學習不僅可以激發學生的學習興趣，還可培養學生自主學習、協作學習的能力，符合當前高校對人才培養的標準，因而網絡課程教學模式越來越受到高校的認可和重視[1]。

一、傳統教學模式中存在的問題與對策

控制系統與仿真課程的總課時為32學時，其中實驗為4學時。本課程是基于自動控制原理課程基礎上對控制系統進行模型建立及仿真研究。目前這種傳統的“教師講授—學生聽課”模式便于學生掌握MATLAB語言的基礎知識，但對于實踐性課程內容，如控制系統的模型研究、線性系統的計算機輔助分析、基于Simulink的控制系統建模與仿真及控制器最優設計等，學生往往在有限的課堂時間內無法及時掌握、按時完成。如果采用網絡課程教學的模式，則可以在課程建設中增加課件資料、教學視頻、實踐仿真及討論區等元素，讓學生不受時間、空間的限制進行視頻學習、教學資料學習及同步在MATLAB環境下進行建模仿真實踐，同時也能便于教師和學生進行良好的溝通，進而有效提高學生的學習效率，提升教師課程教學質量。

在控制系統與仿真課程的實驗教學中，將對圖形用戶界面進行系統設計及對非線性反饋系統模型進行SIMULINK建模仿真研究，由于實驗課與理論課不同步，學生在做實驗時受到實驗時間的限制，往往不能把實驗內容與課堂理論知識有效結合，甚至無法通過實驗來驗證控制理論知識的正確性，這不利于學生在實驗中鞏固相關理論知識。而若控制系統與仿真課程實驗內容采用網絡教學模式，則不會受到時間和空間的限制，遇到問題時可以通過復習相關理論知識、在線討論交流等形式幫助完成課程實驗，真正地將課程理論知識與實驗課程充分結合起來，從而激發學生的學習興趣，引發學生的立體思維[2]，增強學生解決問題的能力。

二、控制系統與仿真網絡課程

控制系統與仿真網絡課程是通過Blackboard教學平臺建設的校內網絡教育平臺，基于模塊化設計思路對本課程進行建設的，可通過制作相應課件資源、布置和批改作業、幫助教師和學生有效溝通及對課程進行有效管理等。根據本課程的實際教學，可將教學內容分為控制理論和控制系統概論、MATLAB仿真語言環境、控制系統的模型與轉換、線性控制系統的計算機輔助分析、SIMULINK在系統仿真中的應用及控制器最優設計等。控制系統與仿真網絡課程主要包括以下四個模塊。

（一）課程信息模塊

課程信息模塊包括課程公告、課程介紹、課程大綱、課程考核和參考文獻。通過課程信息模塊，學生可對課程及其考核等有所了解，并接收教師布置的任務。

（二）在線學習模塊

在線學習模塊包括多媒體課件、教學視頻、作業習題、討論區。通過在線學習模塊，學生可學習課程的相關知識、按時完成作業，同時有問題時可與教師在網上展開討論，提高學習的主動學習能力、協作學習能力，具有較好的開放性、交互性。

（三）輔助學習模塊

輔助學習模塊包括資源庫、試題庫、案例、專題討論。輔助學習模塊給學生提供課外學習的教學資源、試題庫和案例，并對組織學生進行分組專題討論，使學生在提出問題、研究問題的過程中探索、掌握相關知識，培養學生提出問題、分析問題和解決問題的研究能力。

（四）實驗模塊

實驗模塊包括實驗指導書、實驗視頻。學生在進行實驗前，通過閱讀實驗室指導書、實驗視頻對實驗內容進行預習，把握實驗的重點和難點，有助于學生提高實驗教學效率[3]。

三、結語

網絡課堂是隨著互聯網技術發展起來的傳統課程教學的輔助教學形式，是目前高校教育教學模式中的一種重要教學形式。控制系統與仿真網絡課程是基于Blackboard教學平臺建設起來的，可通過課件資料、視頻、仿真及討論區等多種教學形式呈現教學內容，可滿足學生自主學習與協作學習、師生互動學習等需求，進而提高學生的學習效率，提升教師課程教學質量。

參考文獻

[1]郭麗，李秦渝，韓曉紅.大學計算機基礎網絡課程協作學習的教學設計[J].電子世界，2012（12）：155.

[2]張燕紅.計算機控制技術網絡課程教學模式的探討[J].常州工學院學報，2017，30（1）：85—87.

[3]李俊紅，劉羨飛.基于Blackboard網絡教學平臺的《自動控制原理》網絡課程建設[J].教育教學論壇，2011：177—178.

項目編號：校級網絡課程建設項目（A3-4406-17-018）