劉潭，袁青云，吳秀華，鄒秋瀅，王永剛，張楠楠

基于MOOC+SPOC的自動控制原理混合教學(xué)模式

劉潭，袁青云，吳秀華，鄒秋瀅，王永剛，張楠楠

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

自動控制原理是高校電氣工程及其自動化專業(yè)的核心課程，由于該課程具有理論性強、概念多、抽象、公式復(fù)雜等特點，完全采用傳統(tǒng)的以教師為中心、以課堂理論教學(xué)為主的教學(xué)模式使學(xué)生容易感到內(nèi)容抽象、枯燥無趣，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、主動性欠缺，制約學(xué)生的學(xué)習(xí)效果．針對該課程的教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合實際教學(xué)需求，將MOOC+SPOC模式與自動控制原理課程教學(xué)相結(jié)合，進(jìn)行混合教學(xué)模式的探索，讓學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)的理論知識，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的．

自動控制原理；MOOC+SPOC模式；線上線下教學(xué)

自動控制原理課程是自動化專業(yè)的核心課程，也是電氣類、電子信息類、計算機(jī)類、儀表類等專業(yè)的重要課程，同時也是廣大自動化等專業(yè)學(xué)生考研必考課程[1-2]．學(xué)好該課程不僅對工程技術(shù)有較強的指導(dǎo)作用，對培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力、綜合分析和解決問題的能力、建立理論聯(lián)系實際和團(tuán)隊協(xié)作的科學(xué)觀點都具有重要的作用．但由于該課程的先修課程較多，抽象的數(shù)學(xué)計算和理論分析比重較大，完全采用傳統(tǒng)的以教師為中心、以課堂理論教學(xué)為主的教學(xué)模式會使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動性，影響學(xué)習(xí)效果[3]．因此，在教學(xué)實踐中探索一種適合自動控制原理課程的混合教學(xué)模式．

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育行業(yè)的不斷發(fā)展，各種線上的教學(xué)模式逐漸出現(xiàn)，如微課、大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（Massive Open Online Courses，MOOC）、小規(guī)模限制性在線課程SPOC（Small Private Online Course）等，它們的出現(xiàn)，為教育教學(xué)改革做出了貢獻(xiàn)[4]．MOOC教學(xué)可將課程的知識點以微課的形式展現(xiàn)，并在指定網(wǎng)絡(luò)平臺對相關(guān)學(xué)者開放，目前國內(nèi)許多高校相繼在中國MOOC網(wǎng)等在線公共平臺上推出了各具特色的線上教學(xué)資源，引起了極大的重視[5]．但MOOC也存在一些不足，如缺乏師生間實時的交流互動，無法對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及時評價和反饋等問題；而SPOC則是一種基于翻轉(zhuǎn)課堂形式的教學(xué)模式，在教學(xué)中結(jié)合了傳統(tǒng)課堂教學(xué)與在線教學(xué)的優(yōu)點[6-7]．因此，為了解決自動控制原理傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式存在的不足，結(jié)合MOOC和SPOC教學(xué)模式的各自優(yōu)勢，將其應(yīng)用到自動控制原理課程教學(xué)中，并在教學(xué)過程中進(jìn)行探索，以期為其他類似課程的相關(guān)教學(xué)提供一定的借鑒指導(dǎo)．

線上教學(xué)主要包括MOOC 視頻和在線作業(yè)及測試，在線答疑及討論等；線下教學(xué)結(jié)合“基于問題學(xué)習(xí)”的教學(xué)法，包括課堂講解，問題分析及討論，問題總結(jié)及點評，課堂練習(xí)及測試等環(huán)節(jié)．

1 課前學(xué)生線上自學(xué)加互動

在中國大學(xué)MOOC網(wǎng)上教學(xué)平臺中，創(chuàng)建學(xué)習(xí)專業(yè)班級，結(jié)合自動控制原理MOOC資源，針對課程重要知識點錄制SPOC視頻，根據(jù)教學(xué)大綱整理相關(guān)學(xué)習(xí)資料和學(xué)習(xí)任務(wù)，并在課程學(xué)習(xí)前發(fā)布送給學(xué)生．學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)入平臺在線上利用碎片化時間進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，觀看視頻、下載學(xué)習(xí)資源，記錄相關(guān)學(xué)習(xí)筆記，完成教師在SPOC中布置的課前測試．在做完課前測試點擊提交操作后，平臺會自動批改并顯示正確答案，學(xué)生能及時得知習(xí)題完成情況（見圖 1），并在此基礎(chǔ)上匯總自己遇到的一些難點需要解決的問題，使課前學(xué)習(xí)更加充分．

圖1 學(xué)生章節(jié)習(xí)題測試界面

教師在課程管理后臺可以實時監(jiān)測學(xué)生們的平均學(xué)習(xí)進(jìn)度，每個學(xué)生及整體的學(xué)習(xí)情況及完成線上測驗情況等（見圖 2）．另外還可以監(jiān)測學(xué)生留言以及和教師互動情況．

圖2 學(xué)生整體學(xué)習(xí)情況

教師通過查看學(xué)生整體完成視頻和測試的情況，能夠及時掌握課前整體預(yù)習(xí)狀況．另外，通過點擊平臺的每章節(jié)測試進(jìn)度條功能（見圖3），教師從每個學(xué)生具體得分可判斷與掌握每個學(xué)生課前對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)及理解程度，為課中的線下學(xué)習(xí)設(shè)計提供可靠的依據(jù)．

圖3 學(xué)生課前章節(jié)測試得分情況

2 課中以翻轉(zhuǎn)課堂為主教師為輔的線下學(xué)習(xí)

在課堂上把完全以教師教為主導(dǎo)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為主體、教師為輔助的教學(xué)模式．線下學(xué)習(xí)中將學(xué)生進(jìn)行分組，以小組形式進(jìn)行分組討論，總結(jié)線上學(xué)習(xí)知識點及遇到的共性難點問題，其他小組學(xué)生可以點評或提出相關(guān)問題的解決方案．最后教師給予協(xié)助分析，并將重要知識點及學(xué)生掌握較差的內(nèi)容進(jìn)行課堂講解，如自動控制原理中微分方程求解，傳遞函數(shù)求取，控制系統(tǒng)的時域分析等．同時為了進(jìn)一步提升學(xué)生對知識點的理解能力，針對某些知識點，配合MATLAB軟件中SIMULINK模塊進(jìn)行仿真實驗[8]．搭建的簡單一階慣性環(huán)節(jié)并在單位階躍輸入下仿真輸出（見圖4），給學(xué)生更加直觀的展示，可使學(xué)生深入理解慣性環(huán)節(jié)基本含義及其它難以理解的知識點，同時可為線上自學(xué)打下更好的基礎(chǔ)，以提高學(xué)生自學(xué)效率．

另外，在線下教學(xué)過程中，還可通過配合使用關(guān)聯(lián)線上課程的慕課堂進(jìn)行點名、練習(xí)、討論等（見圖5），幫助提升課堂教學(xué)效率與效果．這樣不僅可以促進(jìn)學(xué)生的交流互動，同時可以提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性．

圖4 單位階躍輸入的一階慣性環(huán)節(jié)輸出

圖5 學(xué)生課堂活動統(tǒng)計情況

3 課后以測試反饋形式鞏固知識點形成閉環(huán)

課后所學(xué)知識鞏固也可以通過結(jié)合線上平臺完成，教師通過預(yù)留課后作業(yè)檢驗課堂學(xué)習(xí)情況．學(xué)生線下作答，將答案傳至SPOC平臺（見圖6），方便教師批改和學(xué)生互評．通過作業(yè)批改，把相關(guān)問題在線上反饋給學(xué)生，學(xué)生可以登陸平臺有針對性地修改．經(jīng)過如此反饋操作，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)更加深入扎實，同時使教師能夠更加深入了解每個學(xué)生存在的不足以及整個班級的學(xué)習(xí)水平，方便教師進(jìn)行教學(xué)反思，以更好地調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，最終形成良好的教學(xué)閉環(huán)控制．

圖6 課后作業(yè)答案上傳SPOC平臺界面

4 結(jié)語

目前，大學(xué)課堂教學(xué)正向信息化和智慧化的方向發(fā)展，MOOC + SPOC作為一種現(xiàn)代教育模式，秉持以學(xué)生為中心的理念，將MOOC 和SPOC兩者優(yōu)勢相結(jié)合[9]．因此，針對傳統(tǒng)自動控制原理教學(xué)過程中遇到的困難，進(jìn)行了基于MOOC + SPOC的自動控制原理課程混合式教學(xué)模式探索與實踐，為傳統(tǒng)教學(xué)提供了新的授課方式，讓“知識傳授”與“能力培養(yǎng)”并駕齊驅(qū)，使學(xué)生充分體驗自主學(xué)習(xí)過程的樂趣，達(dá)到很好的教學(xué)效果．

雖然自動控制原理課程在基于MOOC + SPOC混合式教學(xué)模式中可以達(dá)到較好的效果，但在實踐中依然存在一些問題需要逐漸改進(jìn)和完善．如在SPOC平臺的在線學(xué)習(xí)階段，絕大多數(shù)學(xué)生能按時間節(jié)點要求完成觀看視頻、章節(jié)測試等任務(wù)．但教師依然不能忽視學(xué)生在線學(xué)習(xí)中的“惰性”，因為簡單地完成在線學(xué)習(xí)任務(wù)并不能說明學(xué)生真正從情感上深度投入學(xué)習(xí)，而實質(zhì)性的學(xué)習(xí)投入才是提高學(xué)習(xí)質(zhì)量的關(guān)鍵．部分學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)可能并非單一的知識導(dǎo)向動機(jī)，而是為了完成任務(wù)觀看視頻等，存在敷衍及應(yīng)付心理，會在一定程度上影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果．

因此，自動控制原理采用MOOC + SPOC混合教學(xué)模式時，對教師提出了更高的要求，不僅需要精心設(shè)計課堂教學(xué)活動，應(yīng)對枯燥抽象的理論知識，還需要對線上資源進(jìn)行反復(fù)推敲，設(shè)計更具有吸引力的教學(xué)路徑和學(xué)習(xí)資源．這樣才能使網(wǎng)絡(luò)平臺真正成為提升教學(xué)效果的工具，達(dá)到線上線下的優(yōu)勢互補，更好地提升教學(xué)效果的目的．

[1] 胡壽松．自動控制原理[M]．４版．北京：科學(xué)出版社，2001

[2] 劉艷．基于SPOC的自動控制原理混合教學(xué)模式的探索與實踐[J]．河南教育學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2018（2）：53-55

[3] 高瑞．自動控制原理實驗教學(xué)改革探索[J]．科技風(fēng)，2019（14）：46-47

[4] 蘇云，楊璞開．基于 MOOC、SPOC、CDIO教育模式的市場營銷專業(yè)課程改革研究[J]．高等理科教育，2019（2）：113-119

[5] 蘇小紅，趙玲玲，葉麟，等．基于MOOC + SPOC 的混合式教學(xué)的探索與實踐[J]．中國大學(xué)教學(xué)，2015（7）：60-65

[6] 羅桂瓊．基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計模式在高職教育的應(yīng)用研究[J]．電腦知識與技術(shù)，2017（20）：101-102

[7] 金爽．基于SPOC 的線上線下混合式教學(xué)應(yīng)用的初探——以精讀課程為例[J]．文教資料，2019，62（9）：203-204

[8] 黃忠霖．控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2001：89-93

[9] 夏秀芳，鐘強，孔保華．基于“MOOC + SPOC”模式的肉品科學(xué)與技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計[J]．林區(qū)教學(xué)，2020（3）：25-26

Mixed teaching mode based on MOOC+SPOC for automatic control principle

LIU Tan，YUAN Qingyun，WU Xiuhua，ZOU Qiuying，WANG Yonggang，ZHANG Nannan

（School of Information and Electrical Engineering，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China）

Automatic control principle is very important as the core course of electrical engineering and automation major in universities．Due to its strong theoretical nature，many concepts，abstraction and complicated formulas，the traditional teacher-centered and classroom theory-based teaching mode makes students easily feel abstract and boring，leading to problems such as students′low interest in learning，low enthusiasm and lack of initiative，which will greatly restrict the learning effect of students．According to the current teaching situation of the course and the actual teaching needs，a mixed teaching mode for the automatic control principle course is explored combining MOOC+SPOC mode with the teaching of automatic control principle course．This mixed teaching mode can enable students better understand and master relevant theoretical knowledge so as to improve the teaching effect．

automatic control principle；MOOC+SPOC mode；online and offline teaching

TP273∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.09.015

1007-9831（2020）09-0059-04

2020-04-18

中國博士后科學(xué)基金項目（2018M631820）

劉潭（1985-）, 男,遼寧開原人，講師, 博士, 從事電氣工程及其自動化研究．E-mail：liutan0822@syau.edu.cn

袁青云（1986-），女，河南周口人，講師, 博士, 從事電氣工程及其自動化研究．E-mail：yay8_29@126.com