吳云凱 周揚

[摘? ? ? ? ? ?要]? 自動控制原理作為專業(yè)基礎課具有理論性強、概念抽象、分析方法多、理論與實踐聯系緊密但結合難等特點，學生學習興趣低，教學質量差。將“翻轉課堂+項目驅動”教學模式引入自動控制原理教學中，采取讓學生在課外時間完成針對知識點和概念的自主學習，并且將設計一個直流電機伺服控制系統作為項目目標，讓學生帶著任務去學習，課堂變?yōu)榻處煘閷W生解答學習過程中的問題和交流的場所。對課程的課前準備、課堂教學以及課后總結三個環(huán)節(jié)進行詳細規(guī)劃，同時針對“翻轉課堂+項目驅動”教學模式的應用提出建議。

[關? ? 鍵? ?詞]? 自動控制原理;翻轉課堂;項目驅動

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）31-0146-02

自動控制原理是我校電子信息學院重要的專業(yè)基礎課，同時作為很多工科專業(yè)的重要支撐性課程，具有理論性強、概念抽象、分析方法多、與數學聯系緊密、理論和實踐聯系密切及結合難等特點。在授課過程中需要大量的數學分析和推導，繪制大量的曲線和定理證明，學生普遍存在聽不懂、做不會、學習興趣低等問題。與此同時，即使學生充分掌握了課程的所有知識點，又存在著與實際應用結合難的困擾，理論知識不能得到運用，學生無法掌握知識點的真諦。目前，自動控制原理課程的教學模式主要是采用教師講授，學生課前預習和課后作業(yè)復習，組織課內實驗的方法。

如果我們改變傳統的教學模式，將“翻轉課堂”教學模式運用到自動控制原理課程教學中，采取讓學生在課外時間完成針對知識點和概念的自主學習，并且結合“項目驅動”教學方式，讓學生帶著一定的目標或任務去學習，課堂變?yōu)榻處熃o學生解答學習過程中問題和交流的場所[1，2]。這樣，學生可以在實踐中理解知識，結合目標重點學習，在研究中升華理論，以探索完成項目來引導和維持學生的學習興趣和動機，提高課程的教學質量。

目前我國大學采取“翻轉課堂”教學模式的課程，多數為文科課程、公共基礎類課程，有部分院校創(chuàng)新運用“任務驅動”教學模式強化教學成效[3]。針對自動控制原理授課中知識抽象、難以理解、學習興趣低、學習效果差等問題，本文以提高學生對自動控制原理課程學習主動性為目標，開展“翻轉課堂+任務驅動”教學模式探索，將抽象難以理解的專業(yè)基礎理論知識通過自主學習、項目引領、交流互動和課后反饋等教學環(huán)節(jié)，研究分析自動控制原理課程中“可翻轉”內容和適于項目化的章節(jié)，順應現代化多媒體教學，顛覆傳統教學模式，引導學生自主學習，積極探索，以完成項目為目標，獲得理想的教學效果[4]。

一、“翻轉課堂+任務驅動”教學模式的設計與實施

在理論知識講授的基礎上，自動控制原理課程重在強調學生對實際控制系統的建模、設計以及優(yōu)化知識的掌握，同時注重對學生綜合素質的培養(yǎng)與提高，采用“理論+實踐”相結合的教學模式[5]。教學過程中將“翻轉課堂”的教學模式與“任務驅動”模式相融合，教師根據教學大綱的要求對內容整合重構，錄制教學視頻，設計合理的課程項目，通過獨立學習、小組合作、教師輔導等環(huán)節(jié)，調動學生學習的積極性。在教學過程組織時，即課前、課中、課后三個教學環(huán)節(jié)進行設計與實施，具體內容如下。

（一）課前教學環(huán)節(jié)

1.深入研究教學大綱，明確學生應該掌握的知識點和技能點，對學生進行學情分析，掌握學生的學習特點，選擇合適的教學內容，制定有針對性的引領項目。本文的項目目標設定為設計一種“直流電機伺服控制

系統”。

2.教師在分析研究的基礎上制作課件、教案，設置學習情景和任務、教學微視頻。教師可以自己錄制視頻文件，也可以廣泛采用其他高校的微課、慕課以及各類教學視頻，集各學校在授課中的長處，更好地展示自動控制原理理論的應用場景。

設計一種直流電機伺服控制系統，要通過運用自動控制原理課程的相關知識環(huán)節(jié)解決該伺服電機的速度控制問題。在教學視頻準備中，要將自動控制原理課程的相關知識點都進行串連，并且逐一講解在該控制系統中的應用。一個直流伺服電機控制系統是由以下幾部分構成的：被控制量是電機軸的旋轉速度、參考值為設定的旋轉速度所對應的電壓、比較單元為差分放大器、控制單元為運算放大器、校正單元為直流伺服電機、反饋形式為負反饋。那么在視頻準備時，就要將控制對象、參考值、控制單元、校正、反饋這些知識點對應到伺服電機控制系統中。

3.教師設置在線練習題，使用QQ、微信或一些專用的教學軟件上傳學習資料，學生在觀看完教學視頻后，可以獨立完成自測題目，考查對知識點的掌握程度。這樣，學生能夠及時確認掌握度，發(fā)現疑難問題，便于在課堂上與同學、教師交流，進而提高學習效率和自主學習能力。練習題的結果會及時反饋給教師，并以此為依據進行有目的的備課，更好地服務于課堂教學環(huán)節(jié)，提高教學質量。

（二）課堂講解環(huán)節(jié)

課堂講解環(huán)節(jié)是“翻轉課堂”知識強化的關鍵，也是“項目驅動”教學法實施的關鍵環(huán)節(jié)，通過學生課前學習情況以及練習題反饋信息，在課前針對重點認真?zhèn)湔n，課上提出項目目標，并進行仔細解讀，將直流電機伺服控制系統的每一部分對應于自動控制原理的關鍵知識點逐一提煉，詳細講解。

伺服電機控制系統由6個子任務功能模塊構成，每個子任務功能模塊都對應了自動控制原理課程的知識點，整個伺服電機控制系統的設計涵蓋了自動控制原理課程幾乎全部重點內容，自動控制原理課程的知識點安排及對應的解決子功能模塊問題的知識點如上圖所示，在課堂教學過程中，針對項目系統中每一個子任務所對應教材章節(jié)的知識點對學生進行訓練。

（三）課后及實驗環(huán)節(jié)

學生在課上時間與授課教師充分交流后進行實驗，將課堂上已經整理設計好的項目思路進行仿真實現，或者實物實現;在實際操作的過程中遇到問題后，再次回到課本或者觀看教學視頻進行深入理解和重新認定，在此過程中，學生對課本的理論知識又有了一次更加深刻直觀的認識。學生在課程和項目完成后，將理論知識和項目設計過程以及產生的實驗結果、心得體會等寫成報告，上交老師。

在課程結束后，學生和教師都要進行教學評價與反饋。在交流溝通平臺中進行留言或留帖，把形成的新觀點、操作中遇到的常見問題及解決方案、學生的學習心得與反思等進行系統整理后上傳到在線教學平臺中共享。

二、總結與建議

自動控制原理課程的“翻轉課堂+項目驅動”教學模式，可以幫助學生明確建立自己的學習目標，清晰自己的學習思路，培養(yǎng)和提高學生自主學習、分析問題、解決問題的能力，是一種行之有效的提高學生學習積極性和課程參與度的方式。該模式不僅適用于自動控制原理這門課程，也適用于各種實踐性和操作性較強的課程，然而，在這種教學模式在實施中需要注意以下三個問題：

1.并不是所有課程都適合采用，要根據課程性質、課程間的銜接關系、學生的接受度和可承受度來確定是否采用。

2.必須明確同一門專業(yè)課知識點不一定都適合此模式教學，教師要根據實際情況進行調整。

3.在項目進行中，最好對學生進行分組，加強知識交流的同時提升團隊意識。

參考文獻：

[1]鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013，19（1）：58-64.

[2]劉蕓，曾睿.翻轉課堂國內外實踐分析研究[J].才智，2016（21）.

[3]閆璽璽，陳艷麗.“互聯網+”網絡信息安全課程翻轉課堂教學模式探討[J].計算機時代，2019（3）.

[4]王坤.“自動控制原理”課程翻轉課堂教學模式研究與思考[J].教育現代化，2019（4）.

[5]晶妍，陳紅兵.項目驅動課堂教學模式在《自動控制原理》課程中的應用[J].教育現代化，2019（7）.

編輯 馬燕萍