謝志剛?齊曉慧

摘要：介紹了E-Learning在線學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與特點(diǎn)，針對(duì)傳統(tǒng)的自動(dòng)控制原理教學(xué)存在的不足之處，探討了其對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的促進(jìn)作用，并以基于E-learning的自動(dòng)控制原理學(xué)習(xí)平臺(tái)為例，分析了E-Learning在線學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)模式以及學(xué)習(xí)觀念等因素的影響，對(duì)E-Learning的在線學(xué)習(xí)模式進(jìn)行了有益的探索與嘗試。

關(guān)鍵詞：E-learning；自動(dòng)控制原理；教學(xué)實(shí)踐

作者簡介：謝志剛（1975-），男，湖北漢川人，軍械工程學(xué)院光學(xué)與電子工程系，講師；齊曉慧（1962-），女，北京人，軍械工程學(xué)院光學(xué)與電子工程系，教授。（河北?石家莊?050003）

基金項(xiàng)目：本文系河北省高等教育學(xué)會(huì)“125”高等教育科學(xué)研究（項(xiàng)目編號(hào)：GJXH2011－78）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）20-0043-02

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)開始邁入信息化時(shí)代，傳統(tǒng)的教學(xué)模式同樣也受到飛速發(fā)展的信息技術(shù)的沖擊，并逐步形成信息化的發(fā)展趨勢。E-Learning在知識(shí)與信息爆炸的時(shí)代，通過現(xiàn)代信息技術(shù)提供理想的教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了一種全新的學(xué)習(xí)方式，并悄然改變著傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式。[1]“自動(dòng)控制原理”是一門理論性、實(shí)踐性和綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程通過對(duì)控制理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，對(duì)于這樣一門課程，沿用傳統(tǒng)的“課堂講授+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證+課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法不足以滿足創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求。針對(duì)這個(gè)問題，在傳統(tǒng)的課程教學(xué)基礎(chǔ)上，結(jié)合了基于E-learning的在線學(xué)習(xí)教學(xué)模式，對(duì)該課程的教學(xué)進(jìn)行了一些探索，取得了一定的成效。

一、E-learning的內(nèi)涵

所謂 E-Learning，簡單地說，就是在線學(xué)習(xí)或網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)，即在教育領(lǐng)域建立互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，學(xué)生通過PC?上網(wǎng)，利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的一種全新的學(xué)習(xí)方式。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中，匯集了大量數(shù)據(jù)、案例分析、情景描述、檔案資料、示范、討論組、聊天室、測試練習(xí)、電子郵件、公告板、提示、指南、常見問題解答等學(xué)習(xí)資源，形成一個(gè)高度綜合集成的資源庫。E-Learning的“E”代表電子化的學(xué)習(xí)、有效率的學(xué)習(xí)、探索的學(xué)習(xí)、經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)、拓展的學(xué)習(xí)、延伸的學(xué)習(xí)、易使用的學(xué)習(xí)、增強(qiáng)的學(xué)習(xí)。從本質(zhì)上講，E-learning是一個(gè)信息豐富、輕松高效、以人為本、充滿彈性的電子化學(xué)習(xí)環(huán)境。[2，3]

二、傳統(tǒng)“自動(dòng)控制原理”教學(xué)存在的不足之處

“自動(dòng)控制原理”課程涉及數(shù)學(xué)、物理、電子、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，針對(duì)各類實(shí)際工程系統(tǒng)的控制問題，研究一般性的控制規(guī)律，并提出改進(jìn)系統(tǒng)控制性能的方法和措施。在傳統(tǒng)的“自動(dòng)控制原理”教學(xué)過程中，存在著如下問題：

1.抽象的理論概念多，欠缺對(duì)理論的工程理解和認(rèn)識(shí)

在課堂授課中，教師需在黑板上做大量的數(shù)學(xué)分析推導(dǎo)，畫大量的曲線，許多結(jié)論大多是在數(shù)學(xué)體系下得出的，對(duì)知識(shí)的掌握往往限于簡單的背結(jié)論、套公式、做計(jì)算題，而物理概念、工程概念相對(duì)較少，學(xué)生理解的難度較大，教學(xué)過程枯燥。

2.在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)裝置陳舊，功能單一

在“自動(dòng)控制原理”的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)多屆學(xué)員使用，往往比較陳舊，精度下降，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無法滿足學(xué)員歸納整理及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力培養(yǎng)要求；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，設(shè)計(jì)性及綜合性實(shí)驗(yàn)少，難以鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，也難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于他們創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，存在著較大的阻礙作用。

3.現(xiàn)代化的教學(xué)手段沒有體現(xiàn)出對(duì)能力素質(zhì)的要求

課程的輔助教學(xué)工具主要停留在課件、多媒體等形式化的教學(xué)手段上，缺乏雙向的交流互動(dòng)。另外，大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)往往是素材的堆積，把現(xiàn)有的課程搬到網(wǎng)上去，其功能和形式與授課內(nèi)容同質(zhì)化，沒有體現(xiàn)對(duì)創(chuàng)新能力和素質(zhì)的培養(yǎng)要求。

三、E-learning對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的促進(jìn)作用

E-learning延伸和補(bǔ)充了課堂教學(xué)，是課堂教學(xué)的一種有效輔助手段，為學(xué)生提供了進(jìn)一步提高能力素質(zhì)的學(xué)習(xí)場所，可以開拓眼界、擴(kuò)展知識(shí)面，提高學(xué)習(xí)的趣味性。相關(guān)研究表明，E-learning能很好地實(shí)現(xiàn)某些教學(xué)目標(biāo)，但是不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)；E-learning 不會(huì)取代學(xué)校教育，但會(huì)極大地改變課堂教學(xué)的目的和功能。[4，5]將E-learning與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相結(jié)合，在對(duì)培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作能力、信息素養(yǎng)和實(shí)踐能力方面，有著一定的影響和促進(jìn)作用。

1.能實(shí)現(xiàn)全方位的交流互動(dòng)，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位

當(dāng)老師和同學(xué)進(jìn)入相同的E-learning環(huán)境時(shí)，能夠讓學(xué)生更加深入地進(jìn)行討論和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)多種互動(dòng)和協(xié)作，其學(xué)習(xí)效果甚至比傳統(tǒng)的小班授課的互動(dòng)效果還要好。在線的互動(dòng)學(xué)習(xí)可以提供案例分析、情景再現(xiàn)、3D模擬、討論組、教師指導(dǎo)、臨時(shí)項(xiàng)目小組、聊天室、博客、電子郵件、公告板、提示、指南、常見問題解答以及幫助向?qū)У裙ぞ?，協(xié)作互助開展某一研究或討論，其過程如同游戲一般，學(xué)生更愿意進(jìn)行相互交流，更容易產(chǎn)生群體效應(yīng)，更突出了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。

2.促進(jìn)知識(shí)傳播，提高學(xué)習(xí)效果

學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，在基礎(chǔ)知識(shí)、理解能力、知識(shí)掌握程度等方面都存在差異，集中的課堂教學(xué)難以提高整體的教學(xué)效果?；贓-learning的學(xué)習(xí)方式，能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)學(xué)習(xí)、非線性學(xué)習(xí)、簡易學(xué)習(xí)、跟蹤學(xué)習(xí)和互動(dòng)學(xué)習(xí)，構(gòu)建了完整的學(xué)習(xí)、互動(dòng)、反饋、提高、再學(xué)習(xí)的閉環(huán)系統(tǒng)，該技術(shù)滲透到課程的各個(gè)部分，通過動(dòng)畫、視頻、仿真等多媒體手段，課堂形式既豐富又輕松，課堂氣氛活躍、研討問題深入、學(xué)習(xí)興趣濃厚，促進(jìn)了知識(shí)傳播，提高了學(xué)習(xí)效果。

3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以教材為中心，按照教學(xué)大綱的要求循序漸進(jìn)地開展教學(xué)，強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)的重要性，這種以知識(shí)為本位的教學(xué)思想在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的大背景下，已經(jīng)不適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展的需要了。在E-learning的開放式環(huán)境中學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅要知道學(xué)什么，更要知道怎么學(xué)，不僅僅是發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過程，更注重如何獲取知識(shí)、組織利用知識(shí)和探索創(chuàng)新知識(shí)，無形之中就培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng)與協(xié)作能力。

四、基于E-learning的“自動(dòng)控制原理”學(xué)習(xí)平臺(tái)

基于E-learning的“自動(dòng)控制原理”學(xué)習(xí)平臺(tái)是一個(gè)提供個(gè)性化、開放式、互動(dòng)式、協(xié)作式和研究式學(xué)習(xí)的綜合網(wǎng)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其組成及功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。學(xué)生通過E-learning提供的豐富的網(wǎng)上教學(xué)資源和研究資源開展專題討論，利用多種交流工具來分享信息、互助溝通及團(tuán)隊(duì)合作，自主地進(jìn)行課程學(xué)習(xí)；教師專注于課程中各個(gè)微專題的設(shè)計(jì)、資源與研究專題的組織、團(tuán)隊(duì)協(xié)作管理以及師生交流互動(dòng)，通過引導(dǎo)、組織和啟發(fā)等方式管理各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，將學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)內(nèi)容科學(xué)地融合于一體，實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)習(xí)效果；學(xué)校教務(wù)管理員通過制定教學(xué)計(jì)劃、組織網(wǎng)上選課、實(shí)施教學(xué)評(píng)估來監(jiān)控課程的學(xué)習(xí)效果。

基于E-learning的“自動(dòng)控制原理”網(wǎng)絡(luò)課程提供了充分符合學(xué)生需求、充分人性化操作界面（如圖2所示），其內(nèi)容包含虛擬實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)仿真、課程設(shè)計(jì)、媒體資源、實(shí)時(shí)交流、教學(xué)管理與教學(xué)評(píng)價(jià)等內(nèi)容，是具有一站式學(xué)習(xí)功能的綜合性平臺(tái)，提供了積極參與式、互動(dòng)式、研究式和自由式學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)模式，體現(xiàn)了由理論到實(shí)踐、由抽象到具體、由分散到體系、由知識(shí)到能力的教學(xué)目標(biāo)要求，促進(jìn)了教學(xué)的良性互動(dòng)。

例如，學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)中，構(gòu)建了基于PID的雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)，學(xué)生通過調(diào)整控制系統(tǒng)的各種參數(shù)，實(shí)時(shí)觀看虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，交流討論實(shí)驗(yàn)體會(huì)，深刻理解了PID各項(xiàng)控制的物理意義，掌握了改善系統(tǒng)控制性能的方法和PID參數(shù)的整定方法。此外，學(xué)生還將PID控制用于水箱的水位控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)以及直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，起到了舉一反三的作用，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

E-learning學(xué)習(xí)平臺(tái)提供了對(duì)能力素質(zhì)的綜合考核，學(xué)生根據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的工程實(shí)踐課題，利用maltlab/simulink、multisim等仿真工具，從控制性能指標(biāo)的要求出發(fā)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、連接實(shí)驗(yàn)組件、編程實(shí)現(xiàn)軟件功能，最后調(diào)試完成全過程，提交設(shè)計(jì)報(bào)告和心得體會(huì)，整個(gè)過程采用開放式的模型，能夠比較全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)和理解。

五、結(jié)束語

基于E-learning的“自動(dòng)控制原理”網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，作為傳統(tǒng)教學(xué)模式的一個(gè)有效補(bǔ)充，利用其豐富的教學(xué)資源、開放的教學(xué)形式、科學(xué)的組織設(shè)計(jì)和先進(jìn)的教學(xué)理念，有效克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的不足，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)了教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式將會(huì)產(chǎn)生長遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳華,葛曉強(qiáng).E-learning——教師培訓(xùn)的有效方法[J].全球教育展望,2005,(9):11-14.

[2]張新苗.E-learning:教師培訓(xùn)的新形式[J].濰坊教育學(xué)院學(xué)報(bào),2008,

(4):26-27.

[3]宋國學(xué).國外e-學(xué)習(xí)的研究綜述[J].外國教育研究,2006,(2):38-41.

[4]梁明波,曲立,金春華.E-Learning企業(yè)應(yīng)用之分析與展望[J].商業(yè)研究,2005,(21):67-71.

[5]董少春,金瑩.E-learning中的教學(xué)設(shè)計(jì)[M].重慶:西南師范大學(xué)出版社,2001.

（責(zé)任編輯：宋秀麗）