段學超　千博　過潤秋

【摘 要】在傳統(tǒng)印刷版教材的基礎上，充分發(fā)揮現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術的優(yōu)勢，建立在線課程網(wǎng)站和微信公眾號移動學習平臺為補充的自動控制理論立體化教材系統(tǒng)。針對自動控制理論數(shù)理基礎要求高、課程系統(tǒng)龐大、概念眾多的特點，發(fā)揮立體化教材各層面的優(yōu)勢，有效解決了學生對課前預習、課堂使用、知識點鞏固、拓展訓練以及課后學習互動的多方面需求。

【關鍵詞】自動控制理論 立體化教材 在線課程網(wǎng)站 微信公眾號 移動學習平臺

一、引言

從社會發(fā)展的歷程來看，自動化是人類文明和社會進步的重要標志，自動化的實現(xiàn)依靠自動控制理論作為指導[1-2]。自動控制理論因而成為控制科學與工程、機械工程等相關學科的基礎理論課程，它涵蓋了反饋控制系統(tǒng)的基本原理、普遍規(guī)律和通用方法[2-3]。該課程的特點是知識體系龐大、概念眾多、學習周期長，因此，建設行之有效的教材對達到預期教學目標具有重要的實用價值。

高等學校的教材既是教學經(jīng)驗的總結，又是科學著作，同時也是開展教學活動的基本工具。傳統(tǒng)的印刷版教材課程內容完備、知識表達精確，是教和學一門課程必不可少的工具。然而，隨著時代的進步，青年一代的認知方式正在逐漸發(fā)生變化，僅靠傳統(tǒng)的印刷教材并不能有效地使他們接受課程知識，必須結合當今的新興技術，通過提供多種教學資源，最大限度地滿足教師教學需要和學生學習需要，滿足教育市場需求，提高教學、學習質量，促進教學改革。為教師提供教學參考資料，為學生提供學習指導資料，圍繞“教師教學”和“學生學習”兩個中心進行立體化教材建設，才能保證自動控制理論知識的成功傳授，培養(yǎng)合格的自動化人才。

本文將闡述適應新形勢，構建內容豐富、互動性強的自動控制理論立體化教材，主要包括傳統(tǒng)的印刷版國家規(guī)劃級優(yōu)質教材、在線課程學習網(wǎng)站和基于微信公眾號的實時互動學習平臺，為教師提供教學參考資料，為學生提供學習指導資料，圍繞“教師教學”和“學生學習”兩個中心進行立體化教材建設。

二、印刷版國家級規(guī)劃教材《自動控制理論》

筆者編寫的國家級規(guī)劃教材《自動控制理論》（第3版）已于2014年12月獲西安電子科技大學教材建設重點立項，并入選“十二五”國家級規(guī)劃教材。教育部在關于印發(fā)《第二批“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材書目的通知》（教高函[2014]8號）文件中指出：已入選的“十二五”規(guī)劃教材，應根據(jù)學科、行業(yè)的發(fā)展繼續(xù)修訂完善，與時俱進，及時補充反映最新知識、技術和成果的內容。修訂后的教材可沿用“十二五”規(guī)劃教材標志。

根據(jù)這一精神，對紙質印刷版國家級規(guī)劃教材《自動控制理論》（第3版）及配套的《“自動控制理論”（第3版）學習指導及習題集》的編寫進行研究，依據(jù)高等院?！白詣涌刂评碚摗闭n程的教學要求，力求面向電子信息類、自動化類、電氣類等專業(yè)編寫，重點突出，并根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展、學科專業(yè)建設和教育教學改革不斷修訂完善，錘煉精品，既體現(xiàn)學科行業(yè)新知識、新技術，反映人才培養(yǎng)模式和教學改革最新趨勢，又要能夠滿足各類高等學校多樣化人才培養(yǎng)需求，力求特色鮮明。

三、在線課程網(wǎng)站建設

在線課程網(wǎng)站是國家教育部正在大力推行的一種課程載體，其內容可以和印刷版教材媲美但又不能互相替代。筆者對自動控制理論課程網(wǎng)站進行系統(tǒng)規(guī)劃和逐步完善，不但公布課程大綱、授課日歷，還將電子課件、重點章節(jié)授課錄像上傳，更有豐富的作業(yè)習題、重點知識答疑互動、課程學習論壇。

目前，已經(jīng)上傳了重點章節(jié)的教學錄像，其他內容也正在逐步整理上傳中。學生可以將課堂上沒有聽明白而課本上比較抽象難以理解的知識點，在課程網(wǎng)站上找到相應錄像反復收看，以配合印刷版教材的使用從而達到較好的教學目的。

四、基于微信公眾號的移動學習平臺

基于微信公眾號的自動控制理論課程移動學習系統(tǒng)畢竟僅是課堂教學的補充，因此不可能將所有課程內容融匯于此。應針對微信公眾平臺的技術特點，有的放矢地進行內容布局設計，以期通過此輔助手段提高教學的靈活性、互動性。

學生關注該課程微信公眾號后，可以通過點擊菜單、回復關鍵詞、投票的方式向教師進行信息輸入，教師則通過菜單回復、關鍵詞回復和圖文消息推送的方式進行知識的傳播，另外可以將投票結果進行匯總，以便了解學生對知識的掌握情況、需要講解的習題等重要信息。分別進行詳細介紹如下：

（一）自定義菜單

在微信公眾平臺下，教師可創(chuàng)建最多3個一級菜單，每個一級菜單下可創(chuàng)建最多5個二級菜單。結合自動控制理論的課程需求，建立了“課程學習”“作業(yè)互動”“知識拓展”三個一級菜單。學生點擊這三個一級菜單后，系統(tǒng)會彈出更加詳細的二級菜單。

在“課程學習”下，又有“教學日歷”“學習目錄”“課程在線”和“常見問題”等四個二級子菜單，再分別點擊這些二級子菜單，系統(tǒng)就會推送出相關的圖文消息。比如教學日歷就是教堂教學的日期和相關章節(jié)標題內容；學習目錄則是微信公眾平臺下的可以回復的關鍵詞目錄；課程在線是指對應于本課程的精品資源共享課網(wǎng)站的簡介和網(wǎng)址鏈接；常見問題則結合筆者的教學經(jīng)驗列出了若干概念性問題，例如為什么控制系統(tǒng)不采用正反饋，順序控制系統(tǒng)是自動控制系統(tǒng)嗎等，有助于學生在課堂之外的場所有效利用零碎時間進行知識的補充、辨析。

在“作業(yè)互動”下，又有“作業(yè)說明”“作業(yè)布置”“作業(yè)投票”等四個二級子菜單，對作業(yè)的撰寫規(guī)范、交作業(yè)的時間進行了說明，作業(yè)布置則給出近期要上交的作業(yè)習題編號，作業(yè)投票則是每次作業(yè)批閱發(fā)給學生后，由學生針對自己作業(yè)情況投票選出期望在課堂上講解的習題編號，待全班同學投票結束后，教師可以根據(jù)匯總數(shù)據(jù)并結合作業(yè)批閱情況選擇性對某些習題進行重點講評。

“知識拓展”則主要提供課程理論知識之外，又有相關性的延伸知識點，例如智能控制、魯棒控制、自抗擾控制簡介等圖文資源。

（二）關鍵詞回復

關鍵詞回復是針對性解答學生不懂的概念和知識點，學生在點擊了二級菜單“學習目錄”后，將獲取如下的回復：

請根據(jù)你的學習期望回復下列關鍵詞：

自控概述；模型；時域；頻域；根軌跡；采樣；非線性；校正；PID；狀態(tài)空間；能控性；能觀性；穩(wěn)定性；狀態(tài)反饋控制；極點配置；愛可曼公式；動態(tài)響應。

學生回復了相應關鍵詞后，系統(tǒng)會推送出相應的圖文消息或者文字消息，對該知識點進行詳細闡述。需要指出的是，該課程學習系統(tǒng)的關鍵詞并不限于上面這些，還有更多是在推送出的消息中進行提示的。例如在介紹模型的圖文消息中，又會提醒學生輸入“拉普拉斯變換”“傳遞函數(shù)”等新的關鍵詞。這種嵌套模式，使得系統(tǒng)形式簡潔，但內容豐富。

（三）圖文推送

按照微信公眾平臺的技術要求，每天可以從公眾平臺向所有關注用戶推送一條圖文消息，因此，作為課堂預習，要在上課前一天通過圖文消息推送和課堂知識有關的素材及預習知識點，以便學生能夠有一定的知識儲備，更好地接受課堂知識。

（四）投票互動

本移動學習系統(tǒng)的優(yōu)勢就是增強師生之間的互動性，這已在前面“自定義菜單”部分進行了介紹，投票互動主要是針對作業(yè)系統(tǒng)講評進行，調查學生的學習薄弱環(huán)節(jié)和需要講評的習題。需要指出的是，教師每次評閱完作業(yè)后，應該登錄微信平臺對投票內容進行更改。

五、結論

科學和技術的發(fā)展不斷更新著人們的生活和學習方式，如何利用新技術和新型認知方式有效解決當今大學生的教育教學是高等教育工作者長期面臨的一個問題。本文以國家級規(guī)劃教材為核心，順應互聯(lián)網(wǎng)技術融入大學課堂的潮流，構建以在線課程網(wǎng)站、微信公眾號為輔助工具的三位一體立體化教材，實現(xiàn)自動控制理論的生動、互動、靈動性教學，為教師提供教學參考資料，為學生提供學習指導資料，圍繞“教師教學”和“學生學習”兩個中心進行立體化教材建設。

【參考文獻】

[1]吳麒，王詩宓.自動控制原理（第二版）[M].北京： 清華大學出版社，2006.

[2]Katsuhiko Ogata. 現(xiàn)代控制工程[M].盧伯英，于海勛譯. 北京：電子工業(yè)出版社，2000.

[3]Richard C. Dorf，Robert H. Bishop. 現(xiàn)代控制系統(tǒng)（第十一版）[M].謝紅衛(wèi)譯.北京： 電子工業(yè)出版社，2011.