郑雪飞 欧阳八生 邓 健
南华大学机械工程学院 湖南衡阳 421001
在控制工程课程教学中建立慕课网络平台的应用与展望
郑雪飞欧阳八生邓 健
南华大学机械工程学院湖南衡阳421001
针对控制工程课程传统教学方法中出现的不足,通过实例设计分析每个章节在慕课中是如何设计的,体现了慕课课程的优势。分析慕课在教学环节的作用,既发挥了教师的主体作用,又促进了学习过程中师生的交流,激发了学生的主动性和创造性,弥补了传统教学方法的不足。
慕课;控制工程;传统教学
控制工程是机械专业开设的一门专业基础课。它以控制论为理论基础,涉及的先修课程较多,包含大量的抽象概念,如频率特性等,需要结合实例进行深入讲解。传统授课方法是:课堂上以教师教授为主,学生接受知识[1]。
1.1学生在学习过程中主体作用没有发挥
教师在课程中担当的是传授知识的角色,没有很好发挥学生在这门课程的主体作用,由于控制工程这门课程章节和内容较多,总课时量 40学时左右,每周安排4学时,时间紧凑,在遇到难点问题时,学生很少有时间问问题,师生之间缺乏沟通和交流。学生一般只学会运用教师传授的方法作答,遇到同类型题目有时做不出,每节课的内容学习不到位,导致学习兴趣逐渐减少。
1.2师生之间的交流机会比较少
由于课程所涉及的先修课程比较多,每一章的重点和难点多,而课程一般安排在大三上半学期,与其他专业课程一起,难度大,时间紧凑,学生学习压力大,课下复习时间偏少,受到时间和地域的限制。学生很难利用课余时间,在短时间内跟上课程的安排进度,师生之间的交流也因为时间的限制受到影响。
慕课(简称MOOC)是新近涌现出来的一种在线课程开发模式[2]。它整合了书本知识,并且可以根据课程的教学要求和内容,自主开发网络学习平台,建立学生学习管理系统,另外还能利用其他开放网络资源促进课程的开发[3]。
传统的教学方法已经难以达到良好的教学效果,下面将以本课程中,系统的数学模型这一章为例[4],设计相应的慕课课程。首先确定本周内容和目标以及学习指南,例如要求学生掌握拉普拉斯变换及其性质,掌握系统微分方程式的建立,熟悉传递函数的概念及其求法等。第二步将其分解为多个知识点,分别为系统的微分方程,系统的拉普拉斯变换,拉普拉斯反变换的数学方法;系统的传递函数,相似理论,考虑扰动的反馈控制系统的传递函数。第三步,列出各个知识点主要内容。从第四步开始将根据本章教学目标以及学习指南针,对上述知识点,制作网上资源。第四步确定视频录制形式,由于本章内容涉及的理论知识比较多,所以利用手写与PPT录屏方法,将上述知识点制作成录像,每个10分钟左右。第五步确定在线学习资源,上传录制好的视频和相关知识点的外部网站链接,以及其他课外学习资源。第六步确定在线学习活动,包括针对各个知识点开展的在线活动,如虚拟实验:测量典型时间函数。第七步网上评价包括网上布置习题,确定习题类型、数量及提交次数、分数等,让学生在线完成各个知识点的复习题目的测试,并且可以及时看到正确答案和最终成绩,最后设定截止日期即完成每个知识点的在线学习任务的截止日期。
通过慕课在控制工程课程第二章《系统的数学模型应用》设计过程,可以发现慕课有如下优势。
3.1克服了时间和地域的限制学生可以随时学习
慕课强调人机交互的学习模式,课堂上学生由于没有预习或者其他原因造成的没有学好的部分,课下可以通过慕课网络平台,学习视频,及时补习课程,不受时间和地域的限制。并且通过每个知识点的网上习题,巩固这一知识点内容。另外慕课课程的每一章节的内容经过细化,学生更容易深入学习,把握重点和难点。
3.2学生在慕课学习过程中能发挥的主体作用
由于慕课的视频制作与传统教学不一样,它是将一门课程按章节分解,又以知识点为基础进行编制的,所以录制时间通常控制在10分钟左右,这样学生可以有针对性地选择自己在课上没有学好的部分,重新学习,学生有自主选择的过程,可以根据知识点去选择视频和在线活动。此外在制作视频的过程中,可以利用各种动画制作手段,内容更加直观和生动,能增加学生的学习兴趣。
3.3师生之间、学生之间的交流增多
学生能及时通过慕课课程的习题,与教师交流。学生之间可以结成学习小组进行在线活动,如虚拟实验:测量典型时间函数。教师可以在线指导实验过程,学生之间可以相互学习,相互讨论,共同学习,大大提高每位学生学习的积极性,在短时间内巩固了知识。教师也通过指导,了解了同学的学习情况,增强了师生的交流,便于安排进一步的教学内容。
通过慕课在控制工程课程第二章的应用设计举例,可以发现慕课,发挥了教师和学生的双主体作用,激发学生的主动性和创造性,弥补了传统教学方法的不足,在未来的教学过程中将会有更多的应用,对于同类型的专业课程的学习将会有很大的帮助[5]。
[1] 师会超,梁永政.控制工程基础课程教学改革与实践[J].机械管理开发,2010(5)164-167
[2] 陆赛茜.慕课的发展现状与前景[J].新媒体与社会:第八辑,2014(7):309-315.
[3] 何国平,杨云帆,陈嘉,王媛媛,王瑶.“慕课”在护理教学中的应用与展望[J].中华护理杂志,2014(9):1095-1098.
[4] 杨叔子,杨克冲.机械工程控制基础[M].第六版.武汉:华中科技大学出版社,2016:29-35.
[5] 钟亚妮.美英两国慕课的发展与展望[J].世界教育信息,2014(2):20-23.
Application and Prospect of the Network Platform of MOOCs in the Teaching of Control Engineering Course
Zheng Xuefei, Ouyang Basheng, Deng Jian
School of Mechanical Engineering, South China University, Hengyang, 421001, China
This paper aiming at resolving the defciency of the traditional teaching method of " control engineering"class . Itrefects the advantages of MOOCs course through an example of the design and analysis of a chapter in the course of the MOOCs . Analysis of MOOCs in the role of teaching, not only teachers play important role, but also to promote the communication between teachers and students in learning. It stimulates the initiative and creativity of students and avoids the shortcomings of traditional teaching methods.
MOOCs; control engineering; traditional teaching
2016-03-23
郑雪飞,硕士,讲师。
湖南省教改项目(湘教通〔2014〕247号):机械类卓越计划实施专业企业学习阶段的重点难点问题研究。