機械工程控制基礎混合式教學模式探索

楊凱 李浩東

摘? 要 針對機械工程控制基礎課程傳統教學方式存在的不足，分別從課前、課中和課后角度，探索基于雨課堂的混合式教學模式。實踐表明，以雨課堂平臺為基礎的新型教學模式廣受學生認可與接受，對增強學生學習效果很有幫助。

關鍵詞 機械工程控制基礎;雨課堂;混合式教學模式;PPT

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）24-0057-04

Exploration of Mixed Teaching Mode of Course Fundamentals of Mechanical Engineering Control//YANG Kai， LI Haodong

Abstract In order to solve the shortcomings of the traditional tea-

ching methods of the course Fundamentals of Mechanical Enginee-ring Control， a mixed teaching mode based on rain classroom was explored from the perspectives of pre-class， in-class and after-class. The practice shows that the new teaching mode based on the rain classroom platform is widely recognized and accepted by students， which is helpful to the improvement of students’ learning effect.

Key words fundamentals of mechanical engineering control; rain classroom; mixed teaching mode; PPT

1? 課程特點及傳統教學現狀

機械工程控制基礎課程是以經典控制原理為理論基礎，以機械工程系統為研究對象的廣義系統動力學理論和方法論[1-2]。課程側重原理，內容密切結合工程實際，是機械類專業本科段必修的專業基礎課程。

1.1? 課程特點分析

受課程特點影響，采用傳統的課堂教學模式對機械工程控制基礎課程授課過程中，學生普遍反映難度較大，難以理解，聽不懂，學習枯燥無味[3]。課程特點總結如下。

1.1.1? 概念抽象，理論性強? 課程中的很多核心內容如傳遞函數、頻域特性、穩定判據等概念都和人們習慣的時間域認知不同，抽象的概念與理論知識易使學生在初次接觸該課程時產生畏懼心理，在思想上不易轉變與接受，難以內化于心。

1.1.2? 知識面廣，內容多，基礎要求高? 課程涉及機械、數學和電工學等學科知識，內容牽涉面廣，對學生的基礎知識要求較高。

1.1.3? 偏重工程實踐應用，存在理解困難? 課程研究的系統數學模型、系統穩定性、時域與頻域特性、系統的性能指標和校正方法都是針對線性定常系統，但這些都只停留在理論層面，需要學生具有一定的工程實踐基礎才能有效地將理論知識與工程實例相結合，增強學生的感性和理性認知。

1.2? 傳統教學方式的不足

1.2.1? 學生課前不預習? 課程預習是課程教學中不可或缺的環節，好的課前預習有利于學生更好地完成課堂知識的獲取，但鮮有學生能夠做到課前預習。這里面有多方面的原因，例如：學生進入大學階段后基本沒有預習的習慣;有時候教材內容和授課教師的PPT內容差異較大，學生發現預習效果不大，便不再預習。現實教學中即使學生預習了，教師也無法了解學生預習的效果。因此，對于學科基礎要求較高的課程，如果學生預習效果不佳，教學時就可能存在“教師在知識的海洋遨游著，學生卻掉隊迷路”的情況，教學效果難以得到保證。與之相對應的，在學生課前預習了的情況下，若教師能夠獲取各學生預習的大致情況，便可有針對性地講解，多留時間帶領學生一同攻堅那些他們不懂或難懂的知識點，從而提高課堂的教學質量。

1.2.2? 課堂教學互動少? 要獲得良好的教學效果，課堂互動是不容忽視的一大環節，一個良好的互動能讓學生更加投入地參與課堂，總結并表述自己的困惑，教師也能借此了解學生對課程學習的理解程度。然而筆者發現傳統教學中課堂互動效果并不好，原因包括：教師課堂教學內容過多，未預留互動環節;學生不愿意主動交流，課堂上注意力不集中;學生靦腆，害怕被點名，個人觀點永遠埋在心里，不敢表達。傳統教學模式下，知識的傳遞處于教師向學生單方向灌輸的形式，而學生由于理解能力存在差異，可能出現部分學生難以跟上、課堂活力下降等現象，繼而導致學生的學習效果差。

1.2.3? 學生課后溫習效果差? 學生課后復習和習題作業是保證和鞏固學習效果的重要環節。傳統教學模式下的學生課后復習效果也較差，主要原因包括：學生不做課后作業，不復習，學習動力極低;課后作業的反饋存在時間滯后性，一份作業從布置、上交到批改、下發講解，時間周期略長，作業情況的反饋已滯后1～2個課時;學生做作業自覺性差，有的學生想要偷懶，有的學生秉持“互相幫助”原則，抄襲成風，難以真實反映復習效果。因此，一種能夠實時地真實反映學生課后學習效果的途徑對獲得良好的教學反饋效果意義重大。

2? 課程課堂教學新思路

2.1? 教學內容調整

2.1.1? 授課內容要突出重點，通俗易懂? 課堂教學時間應當合理分配，疑難部分的知識點應當突出講解，對課程涉及的其他學科基礎知識進行必要回顧，對抽象的概念要用具體的實例進行講解（如結合機器人講解系統組成、性能及控制等），將理論與實際相結合。

2.1.2? 做好每次講課計劃，具有足夠的信息量? 在確保教學內容完整的基礎上，引入前沿科學和工程技術的最新發展至課堂教學中。采用不同于傳統模式的教學方法，增強教學內容的趣味性、多樣性和復合性，通過具體事例鍛煉學生面對問題時的分析與解決能力，讓學生將所學知識進行實質性輸出。

2.2? 教學方法改革

2.2.1? 增進師生關系? 首先，要搭建好師生雙方良好溝通的橋梁。良好的師生關系是授課質量的基礎，只有當學生愿意接受教師，面對教師傳授的新知識時才能敞開心扉去接受，教師也能在這樣的互動中得到積極的反饋，以更為積極的狀態進行授課。這就需要授課教師主動邁出腳步，深入學生隊伍中，進入他們的世界，成為他們的朋友，在他們觀念的樹立上給予積極的引導，既作良師，也作益友。其次，教師在課堂內外都應積極提出有益于激勵學生的疑問，循循善誘，使學生深入問題的本質，啟發看待問題的方法，提高解決問題的能力。

2.2.2? 增加工程案例教學，豐富課堂教學形式? 在課程教學安排中，為啟發學生工程思維能力，提高學生對于問題的分析與解決能力，實現原理與實踐的有機結合，可有針對性地增加一些典型的工程應用案例。在具體教學中應以教師為主導、學生為主體、導學為主線，建立主導、主體相結合的教學模式，最后形成一套完整的工程案例分析教學方法。例如：可以采用工業機器人和服務機器人實際應用視頻，講解機械工程系統基本原理、組成和控制系統性能、校正算法等，將理論知識與工程應用完美結合。

2.2.3? 教學方式改革? 傳統的課堂教學方式以Power-Point（PPT）為主、板書為輔，很難吸引現在學生的注意力，學生在課堂上各做各事的現象十分常見。學生的特點就是離不開互聯網，獲取知識的途徑多樣化，吸收知識碎片化，缺乏深入系統思考的訓練[4]。因此，步入“互聯網+”時代，教學不再是單純的知識傳遞與灌輸，而是更注重激發學生的自主性，注重學生知識體系的構建。教師的教學方式和理念也應當與時俱進。智慧課堂一經提出便迅速成為各校教師對教學模式研究的熱門方向，也將成為機械工程控制基礎課程教學的一種新教學模式[5]。

雨課堂將微信和PPT軟件有機結合，將互聯、信息技術與課堂相融合，實現混合式教學模式，為教學提供了高效便捷的平臺[6]。教師可以在雨課堂微信公眾號上完成課程與班級的創建，運用雨課堂將教學中應用到的資源及時地以各種可傳輸形式通過微信推送到學生手機，在課前預習、課后復習與課堂教學間建立溝通的橋梁，讓學生通過手機便可以隨時隨地進行移動學習。課堂上實時答題、彈幕互動等功能都可極大地帶動課堂互動氣氛，學生可以各抒己見，同時能讓一些較為靦腆的學生在這樣的大氛圍下勇敢地表達自己的觀點。此外，雨課堂還具有數據統計與分析功能，教師能夠借此便捷直觀地獲取教學信息以及學生的學習情況[7]，極大地彰顯現代教學模式的優勢。

3? 雨課堂教學模式在課程教學中的實踐

基于雨課堂教學模式的優勢，筆者將“雨課堂+PPT+板書”相結合的混合式教學模式引入機械工程控制基礎課程課堂教學。下面主要從課前預習、課堂互動和課后輔導三個環節進行雨課堂教學設計。

3.1? 課前發布預習任務

教師在上課前在電腦端下載雨課堂軟件，安裝完成后，雨課堂自動生成為PPT軟件的一個插件。然后，教師關注雨課堂微信公眾號，按要求完成所需信息的填寫，完成創建相關課程和班級，如圖1所示。教師打開PPT后，用微信掃碼登錄，制作學生課前預習任務（根據重點和難點內容制定），將課程基礎知識、視頻文件等基本素材插入PPT中制作成手機PPT課件。為方便學生理解，還可以添加語音講解，布置學生預習測試題。課件制作完成后將自動上傳到教師移動端并保存在課件庫中，教師可以隨時調取，推送給授課班級的學生。

上課前，學生可自行查看教師上傳的各類預習資料，通過PPT課件與課前測試題進行初步預習。同時，學生在遇到抽象難懂的知識點時也可提前請教，尋求教師的指點。通過此環節，既可以極大地激發學生的學習興趣，提高學生自主學習的動力，又可以使教師及時明了地獲得學生課前預習情況，如圖2所示。此外，雨課堂軟件可對客觀題型進行自動評分，教師可以在移動端直接對主觀題進行批改，學生也可以在移動端看到自測題完成情況。

3.2? 課堂上增加立體互動

課堂開始前，教師通過微信開啟雨課堂程序，生成課堂二維碼并發給學生，學生掃描后進入課堂。教師根據雨課堂推送的學生預習和測試情況，分析此次課堂的教學重難點所在，從而進行精講與拓展;挑選一些重點內容，組織學生進行分組討論，讓學生尋找相關知識的具體應用案例;還可以給出一個主題，讓學生分組查找資料，通過分析，用思維導圖的方式表達自己的觀點。借由思維導圖，教師可以直觀了解并指出學生尚存在的不足，并補充總結應當熟練掌握的知識點，幫助學生梳理知識脈絡，完成知識消化總結。

課堂中教師開啟彈幕功能，學生可以通過手機將自己的學習體會、觀點和困惑以彈幕的形式發送至多媒體屏幕上，教師和學生可就相關問題開展實時的課堂互動。雨課堂程序中PPT課件里設有不懂按鈕，便于學生在課程學習中及時反饋難以理解的知識點。教師在接收到該信號后，也可據此調整授課節奏，重點講解學生存在的疑難點。雨課堂還設有隨堂限時測試功能，教師可通過該功能對學生的課堂學習效果進行實時檢測，同時可以極大地提高學生課堂上的注意力。課后，雨課堂將生成一份學生課堂答題情況統計圖，如圖3所示，直觀地向教師反饋學生在課堂上的參與情況與知識吸收情況。

3.3? 課后提供個性化輔導

課程結束后，教師可以通過雨課堂向學生發布課后練習和拓展學習資料，讓學生接收到課后復習任務后及時完成課后作業題，并學習拓展資料，回顧課程內容，溫故而知新，強化對知識點的掌握。學生對知識點的理解與吸收能力各有不同，可以積極加強與教師的私下交流。如此，教師也可對學生進行個性化指導。

每次課堂教學結束后，雨課堂會向教師手機端及時推送課堂報告，如圖4所示。通過此報告，教師可清楚地知道每位學生的學習情況，包括課堂出勤人數，優秀、預警學生名單，課堂中的答題情況及疑難點反饋詳情，從而較為直觀地掌握課程教學情況，并便于對各學生的學習情況作出綜合評價。

4? 結語

通過分析機械工程控制基礎課程的特點，總結傳統教學方式存在的不足，從教學內容和教學方法方面提出新思路。將基于雨課堂的混合式教學模式應用于機械工程控制基礎課程教學中，對課程各階段學習環節進行科學設計，在滿足學生個性化學習需求的前提下，提升學生的自學、思考能力，激發學生的學習興趣，完成機械工程控制基礎課程混合式教學模式的應用實踐。同時，由于機械工程控制基礎課程是一門理論與實踐聯系緊密的課程，涉及的內容多，概念抽象，需要針對具體教學和學生學習需求重新整理知識點，精選足夠的教學素材，增加前沿科技發展動態，使教學內容既“頂天”又“立地”，創建豐富、個性化的學習情境，提高教學質量。■

參考文獻

[1]羅忠，趙一文，劉艷慧，等.機械控制工程基礎的慕課建設探索與實踐[J].教學研究，2017，40（4）：87-90，124.

[2]夏博，胡雪，曾海峰，等.基于“新工科”項目的機械工程控制基礎課程的教學探索與啟示[J].高教學刊，2019（14）：

11-13，17.

[3]王麗麗，陳慶光，張鑫，等.基于OBE模式的“機械工程控制基礎”課程教學改革研究[J].教育教學論壇，2019，

34（8）：100-102.

[4]蔡群，王玥，陽明慶，等.《機械制圖》課程多元化混合教學模式的探討[J].貴州師范學院學報，2018，34（9）：68-72.

[5]成海濤.基于雨課堂的機械制圖翻轉課堂教學模式探討[J].江西理工大學學報，2018，39（6）：86-90.

[6]林雪冬.信息化背景下智慧課堂教學模式在機械三維CAD課程中的教學實踐初探[J].科技資訊，2019，17（12）：

106-107.

[7]董亞潔，裴亞南，王鑫.雨課堂混合式教學模式探究：以新能源與節能技術教學實踐為例[J].中國現代教育裝備，2019（11）：34-37.