獨(dú)立學(xué)院自動(dòng)控制原理課程的微課開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

鄧 攀 魏 瑋 何嘯峰 盛義發(fā) 肖金鳳

南華大學(xué) 湖南衡陽(yáng) 421001

獨(dú)立學(xué)院自動(dòng)控制原理課程的微課開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

鄧 攀 魏 瑋 何嘯峰 盛義發(fā) 肖金鳳

南華大學(xué) 湖南衡陽(yáng) 421001

微課作為一種創(chuàng)新的信息化教學(xué)方式，非常適合高校獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)現(xiàn)狀，但其應(yīng)用尚存在諸多問(wèn)題。以自動(dòng)控制原理課程為例，對(duì)適合獨(dú)立學(xué)院的微課的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行了探討。

獨(dú)立學(xué)院；自動(dòng)控制原理；微課

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，教學(xué)信息化已成為教學(xué)改革的一種趨勢(shì)。其主要特點(diǎn)是將信息技術(shù)與專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行整合，從而更便捷、更有效、更有趣地展示專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容。微課的概念就是在這樣的背景下出現(xiàn)并逐漸發(fā)展。關(guān)于微課的定義國(guó)內(nèi)外尚無(wú)統(tǒng)一意見(jiàn)[1]，一般認(rèn)為微課是以視頻為主要載體，圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)展的簡(jiǎn)短、完整的教學(xué)活動(dòng)。調(diào)查表明視頻形式的微課可以引起大部分學(xué)生的興趣[2]，另外，微課的時(shí)長(zhǎng)和突出的主題也有利于集中學(xué)生注意力，提高教學(xué)效果。由此可見(jiàn)，微課不僅是一種創(chuàng)新的教學(xué)資源組織形式，更是一種優(yōu)秀的教學(xué)理念和教學(xué)方式[3]，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

1 獨(dú)立學(xué)院微課應(yīng)用現(xiàn)狀

獨(dú)立學(xué)院大部分教師來(lái)自母體學(xué)校，這部分教師在教學(xué)時(shí)往往照搬母體學(xué)校的教學(xué)方式和教學(xué)課件，對(duì)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生進(jìn)行“照屏宣科”的填鴨式教學(xué)，導(dǎo)致獨(dú)立學(xué)院學(xué)生普遍感覺(jué)“聽(tīng)不懂、跟不上”，在課堂上無(wú)法進(jìn)行必要的互動(dòng)交流，從而使得課堂氣氛沉悶，教師缺乏激情，教學(xué)效果不佳。獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生具有思維活躍，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)的特點(diǎn)，但與校本部的學(xué)生相比也存在一些不足，如整體基礎(chǔ)更加不平衡，自我學(xué)習(xí)、自我管理、自我控制能力比較薄弱等。因此，需結(jié)合專(zhuān)業(yè)課程和獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)，選擇適合獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的教學(xué)手段和方法。

基于這種需求，微課是一種很好的選擇。微課可以作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)的輔助，也可以形成獨(dú)立的教學(xué)體系，如網(wǎng)絡(luò)課程。目前，微課在各大高校以及獨(dú)立學(xué)院中的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，存在許多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下三方面。

1.1 微課教學(xué)資源不足

獨(dú)立學(xué)院的現(xiàn)有信息化教學(xué)資源主要是與教材配套的PPT課件，并以文字和圖片為主，缺少動(dòng)畫(huà)、視頻等教學(xué)資源。因此，對(duì)現(xiàn)有PPT課件進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，制作教學(xué)動(dòng)畫(huà)、小視頻等是十分必要的。當(dāng)前，獨(dú)立學(xué)院微課的開(kāi)發(fā)還處在各自為政的“小作坊”制作階段，分專(zhuān)業(yè)、成系列的微課尚顯不足。若要推出高質(zhì)量、分類(lèi)別、成系統(tǒng)的微課，需要各獨(dú)立學(xué)院及母體學(xué)校通力合作和有關(guān)部門(mén)的大力支持。

1.2 微課平臺(tái)功能不健全

獨(dú)立學(xué)院基本沒(méi)有建立微課平臺(tái)，或者建立了微課平臺(tái)但功能不健全，缺乏教學(xué)互動(dòng)功能，從而使得師生及學(xué)生間缺乏交流渠道。對(duì)于應(yīng)用了微課的學(xué)校，絕大多數(shù)教師只是簡(jiǎn)單的發(fā)布微課給學(xué)生，沒(méi)有把微課真正的貫穿到課程教學(xué)中。另外，校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)只對(duì)校內(nèi)學(xué)生開(kāi)放，無(wú)法讓社會(huì)專(zhuān)業(yè)人士、其他高校教師、學(xué)生參與到微課教學(xué)討論互動(dòng)的環(huán)節(jié)。

1.3 缺乏多元化微課評(píng)價(jià)體系

獨(dú)立學(xué)院現(xiàn)有的微課評(píng)價(jià)指標(biāo)尚顯單一，以課后測(cè)驗(yàn)和問(wèn)卷調(diào)查為主，缺乏一套多元化的評(píng)價(jià)體系。微課的評(píng)價(jià)主要是通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和效果數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集和分析并反饋給教師，從而促進(jìn)教師不斷修改和完善微課的教學(xué)設(shè)計(jì)和應(yīng)用方式，對(duì)微課效果的持續(xù)提升將起到積極的作用。因此，為了全面反映微課教學(xué)中課堂學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)的情況，需設(shè)計(jì)新的微課評(píng)價(jià)體系，以進(jìn)一步提高微課的教學(xué)效果。

2 自動(dòng)控制原理課程的微課開(kāi)發(fā)

自動(dòng)控制原理是電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)均需開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，課程理論性強(qiáng)，抽象概念多，公式推導(dǎo)和計(jì)算過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，對(duì)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的獨(dú)立學(xué)院學(xué)生而言尤其難以理解和掌握。因此，本文以這門(mén)課程為例，對(duì)其微課的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制作以及應(yīng)用進(jìn)行探討，這對(duì)于其他理工科課程的微課建設(shè)也具有一定的啟發(fā)性和指導(dǎo)意義。

2.1 微課的規(guī)劃

微課規(guī)劃的第一步是課程分析，即根據(jù)獨(dú)立學(xué)院自動(dòng)控制原理的課程教學(xué)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)以及專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，分析教學(xué)形式和學(xué)習(xí)資源的利用，歸納出課程的核心知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)、實(shí)踐應(yīng)用及前沿動(dòng)態(tài)。然后，根據(jù)課程的教學(xué)思路、方法和手段，結(jié)合課程分析的內(nèi)容，確定各知識(shí)點(diǎn)所需的微課數(shù)量，以及微課間的邏輯關(guān)系。例如，對(duì)于《根軌跡法》這一章節(jié)，我們將其分為3個(gè)核心知識(shí)點(diǎn)：根軌跡的概念、繪制根軌跡的基本法則以及廣義根軌跡。其中基本法則是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，可以將8個(gè)法則分為4～5個(gè)微課視頻。而廣義根軌跡是基本法則的后續(xù)內(nèi)容，可以用1～2個(gè)微課視頻來(lái)講解。

2.2 微課的設(shè)計(jì)

微課是課程的一種形式，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是必不可少的環(huán)節(jié)。通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)，可以明確微課教學(xué)目標(biāo)，充實(shí)微課視頻內(nèi)容。同時(shí)，考慮到獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)和基礎(chǔ)，在具體的教學(xué)策略方面應(yīng)注重對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力的培養(yǎng)。

設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮利用現(xiàn)有自動(dòng)控制原理課程的多媒體課件，按單元內(nèi)容和核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)理論性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容要精簡(jiǎn)化，即盡量省略一些理論推導(dǎo)上的細(xì)節(jié)，以原理和應(yīng)用為重點(diǎn)，再設(shè)計(jì)成一系列動(dòng)畫(huà)視頻。在設(shè)計(jì)時(shí)，還可適當(dāng)融入教師的科研以及與課程理論有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用和前沿知識(shí)。例如，對(duì)于繪制根軌跡的基本法則這一知識(shí)點(diǎn)，在母體學(xué)校需講解每一繪制法則正確性的證明，以加深學(xué)生理解；在獨(dú)立學(xué)院可以重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)如何應(yīng)用法則繪制根軌跡，并通過(guò)動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)每一法則的應(yīng)用。

2.3 微課的制作

根據(jù)微課的設(shè)計(jì)思想，利用計(jì)算機(jī)操作技術(shù)與相關(guān)軟件，將專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單化、碎片化、可視化和趣味化處理。微課的制作有多種方法，如錄像法是將教師使用PPT講解某一知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程錄成視頻；動(dòng)畫(huà)法是利用3DMax和Flash等開(kāi)發(fā)工具直接制作演示動(dòng)畫(huà)；剪輯法可以將幾種制作方式相結(jié)合，博采眾長(zhǎng)。每一門(mén)課程都由多個(gè)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)分別選取適當(dāng)?shù)闹谱鞣绞?。?duì)自動(dòng)控制原理課程而言，理論性較強(qiáng)的部分，如控制系統(tǒng)的概念、分類(lèi)和性能指標(biāo)，應(yīng)以錄像法為主，適當(dāng)結(jié)合動(dòng)畫(huà)；圖表或公式較多的部分，如根軌跡法及頻率分析法，應(yīng)以動(dòng)畫(huà)法為主。制作過(guò)程可由專(zhuān)業(yè)教師和信息技術(shù)人員分工合作完成，以提高效率。

2.4 微課的應(yīng)用

微課的應(yīng)用非常靈活，不應(yīng)僅限于課堂。目前，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)拓展微課相關(guān)應(yīng)用是一種比較符合信息化潮流的方案。本文提出一種網(wǎng)絡(luò)微課平臺(tái)，包括在線微課模塊、在線討論交流模塊、在線測(cè)試模塊和在線課前預(yù)習(xí)模塊。在線微課模塊分為教師端和學(xué)生端兩部分。教師端主要包括上傳學(xué)習(xí)資源包、批改作業(yè)2個(gè)功能模塊。其中學(xué)習(xí)資源包是教師制作的微課，還含有相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)資料、實(shí)踐操作系統(tǒng)和練習(xí)作業(yè)等。學(xué)生端包括下載學(xué)習(xí)資源包和提交作業(yè)2個(gè)主要功能。在線討論交流模塊是學(xué)生之間，師生之間的交流平臺(tái)，其中可以包含博客、論壇和即時(shí)通訊工具等。在線測(cè)試模塊是學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，包含基本理論和實(shí)踐練習(xí)、考試、專(zhuān)題探究以及知識(shí)拓展等。在線課前預(yù)習(xí)模塊是學(xué)生進(jìn)行新課學(xué)習(xí)前需要學(xué)習(xí)的知識(shí)包。教師根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和新知識(shí)所需的銜接知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)制作成知識(shí)型微課，讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，并提出預(yù)習(xí)要求。

微課教學(xué)的核心內(nèi)容是微視頻，同時(shí)還包含與該主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測(cè)試及學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等輔助教學(xué)資源。為了提高課程的效率、增強(qiáng)課程的靈活性，微課可以全程貫穿于該門(mén)課程中并發(fā)揮作用。由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，大部分學(xué)生無(wú)法在課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)教學(xué)項(xiàng)目的訓(xùn)練，必須在課后繼續(xù)進(jìn)行討論。針對(duì)當(dāng)前獨(dú)立學(xué)院教學(xué)缺乏師生課外互動(dòng)交流這一問(wèn)題，我們還可以借鑒翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[4]，重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。翻轉(zhuǎn)課堂主要由課前學(xué)習(xí)，課堂學(xué)習(xí)和課后討論三部分組成，其中課前學(xué)習(xí)和課后討論，都可以利用微課教學(xué)資源。在課外時(shí)間，學(xué)生可以利用智能手機(jī)、平板電腦等工具訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)微課，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地自學(xué)，有效利用碎片化時(shí)間，充分提高學(xué)習(xí)效率；也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與教師及同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)交流，在線答疑，加快完成知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程。

3 微課應(yīng)用實(shí)踐與思考

3.1 微課應(yīng)用教學(xué)實(shí)踐

我們以獨(dú)立學(xué)院電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制原理課程為對(duì)象制作了一系列微課，以教學(xué)改革試驗(yàn)課的形式對(duì)試點(diǎn)班級(jí)進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，并邀請(qǐng)同行專(zhuān)家參與了聽(tīng)課和評(píng)課。教學(xué)試驗(yàn)課獲得了同行專(zhuān)家較好的評(píng)價(jià)，并在校級(jí)微課教學(xué)比賽中取得了好成績(jī)。課后對(duì)試點(diǎn)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行的問(wèn)卷調(diào)查顯示，學(xué)生普遍認(rèn)為在教學(xué)中引入微課能提高學(xué)習(xí)積極性，降低理解難度，提高學(xué)習(xí)效率。課后測(cè)驗(yàn)的結(jié)果也要優(yōu)于其他班級(jí)。

3.2 微課應(yīng)用思考

微課教學(xué)實(shí)踐表明，微課作為一種新型的教學(xué)形態(tài)，具有先進(jìn)性和優(yōu)越性，但對(duì)其應(yīng)用方式和應(yīng)用范圍仍需要深入研究和探索。下一步工作存在如下3個(gè)方向。

(1)進(jìn)一步完善獨(dú)立學(xué)院自動(dòng)控制原理課程的微課，如增加工程實(shí)際應(yīng)用案例，增加討論性和啟發(fā)性的內(nèi)容等。

(2)將微課與“交互式教學(xué)”“范例教學(xué)”“小組合作學(xué)習(xí)”等多種教學(xué)模式相結(jié)合，進(jìn)行多種教學(xué)模式試驗(yàn)[5]，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出最優(yōu)化的教學(xué)模式。

(3)借鑒此次教學(xué)實(shí)踐成果，在相關(guān)課程教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探索和推廣，全面促進(jìn)獨(dú)立學(xué)院信息化教學(xué)的深層次改革，真正提高獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[1] 胡鐵生,周曉清.高校微課建設(shè)的現(xiàn)狀分析與發(fā)展對(duì)策研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014(2):5-13.

[2] 范福蘭.基于交互式微視頻教學(xué)資源教學(xué)模式的應(yīng)用效果分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2012(6):24-28.

[3] 張小艷.運(yùn)用微課創(chuàng)新信息技術(shù)教學(xué)[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2015(6):125-126.

[4] 趙國(guó)棟.微課、翻轉(zhuǎn)課堂與慕課實(shí)操教程[M].北京:北京大學(xué)出版社,2015.

[5] 鄧攀,魏瑋.以學(xué)生為中心的信息化教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2016(16):125-126.

Development and Application of Automation Control Theory Course Micro-course for Independent College

Deng Pan, Wei Wei, He Xiaofeng, Sheng Yifa, Xiao Jinfeng

University of South China, Hengyang, 421001, China

Micro-course is a novel information teaching way suitable for teaching in independent college, but there exists a lot of problems in its application. This paper takes automatic control theory course as an example, explores and discusses the development and application of micro-course for independent college.

independent college; automatic control theory; micro-course

鄧攀，碩士，講師。

2016年湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“信息化時(shí)代獨(dú)立學(xué)院《自動(dòng)控制原理》微課開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究”(編號(hào)：湘教通〔2016〕400號(hào)-1073)。