自动控制原理“翻转课堂+项目驱动”教学模式研究与思考
吴云凯1，周 扬2
（1.江苏科技大学电子信息学院，江苏 镇江212003；2.江苏科技大学计算机学院，江苏 镇江212003）
［摘 要］ 自动控制原理作为专业基础课具有理论性强、概念抽象、分析方法多、理论与实践联系紧密但结合难等特点，学生学习兴趣低，教学质量差。将“翻转课堂+项目驱动”教学模式引入自动控制原理教学中，采取让学生在课外时间完成针对知识点和概念的自主学习，并且将设计一个直流电机伺服控制系统作为项目目标，让学生带着任务去学习，课堂变为教师为学生解答学习过程中的问题和交流的场所。对课程的课前准备、课堂教学以及课后总结三个环节进行详细规划，同时针对“翻转课堂+项目驱动”教学模式的应用提出建议。
［关 键 词］ 自动控制原理；翻转课堂；项目驱动
自动控制原理是我校电子信息学院重要的专业基础课，同时作为很多工科专业的重要支撑性课程，具有理论性强、概念抽象、分析方法多、与数学联系紧密、理论和实践联系密切及结合难等特点。在授课过程中需要大量的数学分析和推导，绘制大量的曲线和定理证明，学生普遍存在听不懂、做不会、学习兴趣低等问题。与此同时，即使学生充分掌握了课程的所有知识点，又存在着与实际应用结合难的困扰，理论知识不能得到运用，学生无法掌握知识点的真谛。目前，自动控制原理课程的教学模式主要是采用教师讲授，学生课前预习和课后作业复习，组织课内实验的方法。
如果我们改变传统的教学模式，将“翻转课堂”教学模式运用到自动控制原理课程教学中，采取让学生在课外时间完成针对知识点和概念的自主学习，并且结合“项目驱动”教学方式，让学生带着一定的目标或任务去学习，课堂变为教师给学生解答学习过程中问题和交流的场所[1,2]。这样，学生可以在实践中理解知识，结合目标重点学习，在研究中升华理论，以探索完成项目来引导和维持学生的学习兴趣和动机，提高课程的教学质量。
目前我国大学采取“翻转课堂”教学模式的课程，多数为文科课程、公共基础类课程，有部分院校创新运用“任务驱动”教学模式强化教学成效[3]。针对自动控制原理授课中知识抽象、难以理解、学习兴趣低、学习效果差等问题，本文以提高学生对自动控制原理课程学习主动性为目标，开展“翻转课堂+任务驱动”教学模式探索，将抽象难以理解的专业基础理论知识通过自主学习、项目引领、交流互动和课后反馈等教学环节，研究分析自动控制原理课程中“可翻转”内容和适于项目化的章节，顺应现代化多媒体教学，颠覆传统教学模式，引导学生自主学习，积极探索，以完成项目为目标，获得理想的教学效果[4]。
随着现代教育的不断发展，高考模式也不断创新，与传统高考模式有很大不同，主要是因为的新的模式给学生一定自由选择机会，他们可以根据自身的喜好选择科目。基于这种情况，其教学方法需要适当的调整，在实际教学中，要充分突出学生的主体地位，变其被动学习为主动，进而可有效提高学生地理水平。
一、“翻转课堂+任务驱动”教学模式的设计与实施
在理论知识讲授的基础上，自动控制原理课程重在强调学生对实际控制系统的建模、设计以及优化知识的掌握，同时注重对学生综合素质的培养与提高，采用“理论+实践”相结合的教学模式[5]。教学过程中将“翻转课堂”的教学模式与“任务驱动”模式相融合，教师根据教学大纲的要求对内容整合重构，录制教学视频，设计合理的课程项目，通过独立学习、小组合作、教师辅导等环节，调动学生学习的积极性。在教学过程组织时，即课前、课中、课后三个教学环节进行设计与实施，具体内容如下。
2.教师在分析研究的基础上制作课件、教案，设置学习情景和任务、教学微视频。教师可以自己录制视频文件，也可以广泛采用其他高校的微课、慕课以及各类教学视频，集各学校在授课中的长处，更好地展示自动控制原理理论的应用场景。
（一）课前教学环节
设计一种直流电机伺服控制系统，要通过运用自动控制原理课程的相关知识环节解决该伺服电机的速度控制问题。在教学视频准备中，要将自动控制原理课程的相关知识点都进行串连，并且逐一讲解在该控制系统中的应用。一个直流伺服电机控制系统是由以下几部分构成的：被控制量是电机轴的旋转速度、参考值为设定的旋转速度所对应的电压、比较单元为差分放大器、控制单元为运算放大器、校正单元为直流伺服电机、反馈形式为负反馈。那么在视频准备时，就要将控制对象、参考值、控制单元、校正、反馈这些知识点对应到伺服电机控制系统中。
漫谈知识产权的权利边界：缺乏目的性变形的使用权能............................................................................................何 鹏 06.12
在课程结束后，学生和教师都要进行教学评价与反馈。在交流沟通平台中进行留言或留帖，把形成的新观点、操作中遇到的常见问题及解决方案、学生的学习心得与反思等进行系统整理后上传到在线教学平台中共享。
1.深入研究教学大纲，明确学生应该掌握的知识点和技能点，对学生进行学情分析，掌握学生的学习特点，选择合适的教学内容，制定有针对性的引领项目。本文的项目目标设定为设计一种“直流电机伺服控制系统”。
知识点与控制环节对应图
课堂讲解环节是“翻转课堂”知识强化的关键，也是“项目驱动”教学法实施的关键环节，通过学生课前学习情况以及练习题反馈信息，在课前针对重点认真备课，课上提出项目目标，并进行仔细解读，将直流电机伺服控制系统的每一部分对应于自动控制原理的关键知识点逐一提炼，详细讲解。
（二）课堂讲解环节
3.教师设置在线练习题，使用QQ、微信或一些专用的教学软件上传学习资料，学生在观看完教学视频后，可以独立完成自测题目，考查对知识点的掌握程度。这样，学生能够及时确认掌握度，发现疑难问题，便于在课堂上与同学、教师交流，进而提高学习效率和自主学习能力。练习题的结果会及时反馈给教师，并以此为依据进行有目的的备课，更好地服务于课堂教学环节，提高教学质量。
自动控制原理课程的“翻转课堂+项目驱动”教学模式，可以帮助学生明确建立自己的学习目标，清晰自己的学习思路，培养和提高学生自主学习、分析问题、解决问题的能力，是一种行之有效的提高学生学习积极性和课程参与度的方式。该模式不仅适用于自动控制原理这门课程，也适用于各种实践性和操作性较强的课程，然而，在这种教学模式在实施中需要注意以下三个问题：
（三）课后及实验环节
学生在课上时间与授课教师充分交流后进行实验，将课堂上已经整理设计好的项目思路进行仿真实现，或者实物实现；在实际操作的过程中遇到问题后，再次回到课本或者观看教学视频进行深入理解和重新认定，在此过程中，学生对课本的理论知识又有了一次更加深刻直观的认识。学生在课程和项目完成后，将理论知识和项目设计过程以及产生的实验结果、心得体会等写成报告，上交老师。
试验采用随机区组设计，于2017年3月28日种植，3次重复，小区面积18 m2（长6 m、宽3 m），10行区，行距0.2 m，走道0.5 m，顺序排列。3月中下旬至4月上旬人工手锄开沟播种。每个小区施用农家肥135 kg、磷二胺0.4 kg，全生育期灌水2～4次。每小区结合灌头水追硝铵0.2 kg，头水前后干耧湿锄，人工锄草4次，取杂2次，其他同大田生产正常管理。7月下旬收获，单打单收，全区称重，全收计产。
二、总结与建议
伺服电机控制系统由6 个子任务功能模块构成，每个子任务功能模块都对应了自动控制原理课程的知识点，整个伺服电机控制系统的设计涵盖了自动控制原理课程几乎全部重点内容，自动控制原理课程的知识点安排及对应的解决子功能模块问题的知识点如上图所示，在课堂教学过程中，针对项目系统中每一个子任务所对应教材章节的知识点对学生进行训练。
1.并不是所有课程都适合采用，要根据课程性质、课程间的衔接关系、学生的接受度和可承受度来确定是否采用。
2．2 听力障碍确诊情况 调查发现，复筛未通过231例，到上级医院进行ABR检查208例，ABR检测率90．04%，年度间差异无统计学意义。ABR检测确诊单耳障碍49例，双耳障碍54例，听力障碍在筛查儿中的发病率3．72‰，高于国内相关报道［5］。见表2。
2.必须明确同一门专业课知识点不一定都适合此模式教学，教师要根据实际情况进行调整。
复色紫薇的部分性状极其容易受到环境条件的影响，本试验只进行施肥研究，且采用有代表性的水平，今后可以进一步细化试验水平，并开展抗逆试验、修剪模式比较等方面的研究，形成配套的栽培技术集成，促进复色紫薇更好地发挥品种特性。
3.在项目进行中，最好对学生进行分组，加强知识交流的同时提升团队意识。
参考文献：
［1］钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究［J］.开放教育研究，2013，19（1）：58-64.
［2］刘芸，曾睿.翻转课堂国内外实践分析研究［J］.才智，2016（21）.
［3］闫玺玺，陈艳丽.“互联网+”网络信息安全课程翻转课堂教学模式探讨［J］.计算机时代，2019（3）.
［4］王坤.“自动控制原理”课程翻转课堂教学模式研究与思考［J］.教育现代化，2019（4）.
［5］晶妍，陈红兵.项目驱动课堂教学模式在《自动控制原理》课程中的应用［J］.教育现代化，2019（7）.
［中图分类号］ G642
［文献标志码］ A
［文章编号］ 2096-0603（2019）31-0146-02
◎编辑 马燕萍
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