自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)初探

付興建+侯明+柏森

學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)是一門(mén)獨(dú)立實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課，其任務(wù)是使學(xué)生掌握自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)主要學(xué)科方向所需要的多種理論知識(shí)與技術(shù)，提高學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。探討翻轉(zhuǎn)課堂模式下自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方法，有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)與課堂內(nèi)的探討與互動(dòng)，能使學(xué)生更深刻的掌握及內(nèi)化理論知識(shí)，展示翻轉(zhuǎn)課堂模式對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的促進(jìn)作用。

翻轉(zhuǎn)課堂綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)一、自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)課程性質(zhì)與定位

自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“綜合實(shí)驗(yàn)”），是我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)綜合實(shí)驗(yàn)課，是獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié)，兩周2學(xué)分。它作為自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)核心課程“自動(dòng)控制原理”“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”“電機(jī)與拖動(dòng)”等控制工程理論教學(xué)的延續(xù)、深入。它的任務(wù)是使學(xué)生掌握自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)主要學(xué)科方向所需要的多種理論知識(shí)與技術(shù)，目的是綜合應(yīng)用自動(dòng)控制相關(guān)的基本原理與方法，解決自控類(lèi)工程實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用問(wèn)題，達(dá)到提高學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，提高應(yīng)用綜合技能。

本實(shí)驗(yàn)的先開(kāi)課程有：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)、單片微機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，具備自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的較高技術(shù)知識(shí)。所以，本實(shí)踐環(huán)節(jié)面向自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)三年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)，為今后學(xué)習(xí)更加深入的理論與技術(shù)知識(shí)奠定基礎(chǔ)。

二、綜合實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容及要求

本綜合實(shí)驗(yàn)針對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容，綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)課程的基本原理與方法，來(lái)解決實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用問(wèn)題。培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，并在獨(dú)立實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)會(huì)查閱資料、設(shè)計(jì)、調(diào)試、分析、撰寫(xiě)報(bào)告等，達(dá)到提高綜合能力培養(yǎng)的目的。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見(jiàn)上表1。

三、翻轉(zhuǎn)課堂在綜合實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用探討

自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)課的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)方式，以課下學(xué)習(xí)研究、實(shí)踐為主，課堂教學(xué)、師生交流為輔助。由指導(dǎo)教師講解框架性?xún)?nèi)容，必備的理論知識(shí)及技術(shù)方法；課程目標(biāo)、課程要求。學(xué)生主要依據(jù)教材、教科書(shū)、電子資料等進(jìn)行課下學(xué)習(xí)，并在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，驗(yàn)證設(shè)備功能、控制方法。遇到疑難問(wèn)題與教師師生交流，解除疑惑。最后撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。具體步驟大概有以下幾步。

（1）根據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、課程目標(biāo)，布置、分享學(xué)習(xí)任務(wù)。比如，綜合實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目標(biāo)之一是使學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)儀器儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制對(duì)象的原理及其應(yīng)用方法、控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法、參數(shù)調(diào)整方法，使學(xué)生能夠運(yùn)用相關(guān)知識(shí)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能以及工程問(wèn)題進(jìn)行分析。則綜合實(shí)驗(yàn)課的“翻轉(zhuǎn)課堂”課前學(xué)習(xí)，包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)下發(fā)、設(shè)備使用說(shuō)明、教學(xué)課件分享、案例視頻等?？梢园堰@些資料，以網(wǎng)絡(luò)的方式渠道，提供給學(xué)生。

（2）提前劃分學(xué)生學(xué)習(xí)小組。現(xiàn)在自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)課，一般都是以班級(jí)為單位進(jìn)行的，每節(jié)課實(shí)驗(yàn)，大約有30人左右。因此可以按照實(shí)驗(yàn)課設(shè)備數(shù)量等實(shí)際情況，提前將學(xué)生分成相應(yīng)的學(xué)習(xí)小組。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂組織上，就依這些學(xué)習(xí)小組、根據(jù)該組學(xué)生課前自學(xué)、歸納急需解決的理論和實(shí)驗(yàn)難題，組織課堂實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)小組教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師要緊緊把握實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的核心和重點(diǎn)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在課前進(jìn)行指導(dǎo)、補(bǔ)充。在課堂上指導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，對(duì)本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)等。

（3）綜合實(shí)驗(yàn)的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，應(yīng)加強(qiáng)注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)?！胺D(zhuǎn)課堂”要達(dá)到的目的就是讓學(xué)生自己能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題。讓學(xué)生能夠消化吸收相關(guān)課程的理論知識(shí)。學(xué)生在“翻轉(zhuǎn)”中提出的問(wèn)題，最好不偏離本次綜合實(shí)驗(yàn)課的知識(shí)點(diǎn)。當(dāng)然，教師在課堂外也要發(fā)揮引導(dǎo)作用，提出的問(wèn)題要符合基礎(chǔ)課教材和教學(xué)目的的要求。教師要正確引導(dǎo)學(xué)生思考的方向，把握學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考學(xué)習(xí)進(jìn)程和效果，及時(shí)解答疑惑。在自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)過(guò)程中，要引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碰到問(wèn)題的思考和分析，逐步鍛煉學(xué)生的思維能力。

（4）“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，要配有相應(yīng)的評(píng)價(jià)機(jī)制、方法，以鞏固綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果?！胺D(zhuǎn)課堂”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中的教與學(xué)的環(huán)節(jié)進(jìn)行了顛倒，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)課堂上及課堂外的師生互動(dòng)、交流。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，“翻轉(zhuǎn)課堂”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)與傳統(tǒng)教學(xué)應(yīng)該有所不同。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)，要涵蓋對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和對(duì)教師的評(píng)價(jià)兩方面。兩者結(jié)合才能達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，不能只看實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，可以包括對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的理解、小組成員實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)、在課堂外學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)成果表述和展示等。評(píng)價(jià)的人員最好包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師、課堂理論課教師等，將對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)作為課程成績(jī)的重要參考。當(dāng)然，對(duì)教師的評(píng)價(jià)，主要是評(píng)估其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的準(zhǔn)備是否充分、實(shí)驗(yàn)課堂組織是否有效、管理過(guò)程是否得當(dāng)、教學(xué)手段是否有新意、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成等方面。評(píng)價(jià)的人員主要是學(xué)生等。

四、結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式逐漸被越來(lái)越多的教師、學(xué)生所接受。通過(guò)在實(shí)踐教學(xué)中引入“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，不僅可以完善自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制綜合實(shí)驗(yàn)等一些獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)資源。而且采用翻轉(zhuǎn)課堂理念進(jìn)行教學(xué)方式方法的設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，能在有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢(qián)飛躍，王建芳，盛楠楠.基于翻轉(zhuǎn)課堂的大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式的重構(gòu).當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2015，（07）：56-58.

[2]張潞英，朱傳云，陳國(guó)杰，李斌，周有平.“翻轉(zhuǎn)課堂”在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探索.教育觀察，2015，（29）：96-97.

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[4]李琳，趙志剛，云紅艷.傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)相結(jié)合的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理教學(xué)模型研究.計(jì)算機(jī)教育，2015，（22）：31-36.

資助項(xiàng)目：

1.北京信息科技大學(xué)2016年教改立項(xiàng)項(xiàng)目資助（項(xiàng)目號(hào)2016JGYB14，2016JGYB16）。

2.北京信息科技大學(xué)2016年研究生教育質(zhì)量工程類(lèi)項(xiàng)目（5111623304）。