摘要：針對目前“過程控制與儀表”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，文章構(gòu)建了線上線下混合教學(xué)模式。文章通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)與考核方式的改革與實(shí)踐，滿足高校對實(shí)踐型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，體現(xiàn)出以學(xué)生為中心的特點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及自主學(xué)習(xí)能力，達(dá)到提升該課程教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：“過程控制與儀表”；教學(xué)模式改革；線上線下

中圖分類號：G642.0中圖分類號文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

0引言

“過程控制與儀表”是當(dāng)前高校建筑電氣、自動化等諸多新工科專業(yè)的主干課程之一，其前承“自動控制原理”“傳感器與檢測技術(shù)”等基礎(chǔ)課程，后為“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”等專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)［1］。該課程涉及的理論內(nèi)容廣泛，不僅包括各種過程檢測儀表、控制儀表、執(zhí)行器的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用，還包括簡單、復(fù)雜過程控制系統(tǒng)和先進(jìn)控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與應(yīng)用。另外，該課程注重實(shí)踐能力，將理論知識與實(shí)際過程控制工程案例相結(jié)合，來提高學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力［2］。由于該課程知識點(diǎn)繁雜且不易理解，傳統(tǒng)的教學(xué)模式僅為教師按照人才培養(yǎng)方案及大綱要求機(jī)械式地講解知識點(diǎn)，工程實(shí)踐案例分析較少，師生互動不足，造成學(xué)生處于被動式學(xué)習(xí)及被動式接受知識的狀態(tài)，無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。這種教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力大幅下滑［3-4］。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速發(fā)展，線上線下混合教學(xué)模式取代了傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)，混合教學(xué)模式的應(yīng)用能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生真正理解并掌握比較難懂的內(nèi)容。文章從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行課程的改革，并通過智慧課堂的實(shí)踐，取得了預(yù)期的教學(xué)成果［5］。

1課程概況

對于應(yīng)用型本科院校，“過程控制與儀表”是建筑電氣與智能化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)課。該課程涵蓋的知識內(nèi)容多且復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中應(yīng)該主要掌握簡單、復(fù)雜過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析以及在過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用。該課程的知識框架如圖1所示。

2課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1知識點(diǎn)與課時不匹配

“過程控制與儀表”教材內(nèi)容較多且綜合性強(qiáng)，在2021年修訂大綱之后，該課程學(xué)時由原來的40學(xué)時（32理論學(xué)時+8實(shí)驗(yàn)學(xué)時），變成32學(xué)時（26理論學(xué)時+6實(shí)驗(yàn)學(xué)時），教師為完成教學(xué)大綱的知識點(diǎn)內(nèi)容，課堂內(nèi)容安排緊湊，講授速度較快，忽略學(xué)生的理解與掌握能力，學(xué)生在上課時經(jīng)常處于無精打采的無效學(xué)習(xí)狀態(tài)。若采用線上線下混合教學(xué)模式，學(xué)生就可根據(jù)教師課堂教學(xué)要求，結(jié)合線上資源進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課中討論以及課后復(fù)習(xí)，大幅提高了學(xué)習(xí)與教學(xué)效果，適應(yīng)課時少、教材內(nèi)容多的現(xiàn)狀。

2.2實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不足

目前，學(xué)校只有4臺過程控制系統(tǒng)設(shè)備，每節(jié)實(shí)驗(yàn)課都在40人左右，平均每10人用一臺設(shè)備，課堂上學(xué)生大多圍在一起觀看，實(shí)際動手操作設(shè)備的機(jī)會不多，實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰]有得到實(shí)際的鍛煉，效果不足。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多屬于驗(yàn)證性范疇，學(xué)生只需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟就能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)忽略了學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生的積極性不高。

2.3教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新

傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師講授為主，教師在課堂上通過多媒體課件以及板書的形式講解知識點(diǎn)，內(nèi)容枯燥乏味。安徽科技學(xué)院每學(xué)期需要修改課程的學(xué)生人數(shù)將近300人，由于教師人數(shù)有限，每位教師須開展100人左右的大班教學(xué)，學(xué)生聽課效果較差，無法提高課程的教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。

2.4課程考核方式單一

“過程控制與儀表”課程的評價模式主要依靠期末考試成績，依賴考試卷的幾個題型來體現(xiàn)學(xué)生對本課程的理解與掌握情況，既不能對學(xué)生的日常學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)、學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)過程進(jìn)行精準(zhǔn)評價，又不能完全體現(xiàn)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。單一的考核方式還導(dǎo)致學(xué)生無法完全領(lǐng)會知識要點(diǎn)，更缺乏對知識點(diǎn)的應(yīng)用能力。學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新能力沒有得到充分體現(xiàn)，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神。

3“過程控制與儀表”課程混合式教學(xué)改革

3.1優(yōu)化和更新教學(xué)內(nèi)容

隨著科技的迅猛發(fā)展，新型自動化儀表的不斷出現(xiàn)，教師對于一些過時的、陳舊的教材內(nèi)容進(jìn)行合理刪減，做到教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)；還有些內(nèi)容與先修課程重復(fù)，該部分內(nèi)容可以讓學(xué)生自主復(fù)習(xí)，減少課堂利用時間，提高學(xué)習(xí)效率。在教學(xué)過程中，教師不能只注重教材的理論內(nèi)容，還要明確教學(xué)重難點(diǎn)，同時引入大量工程案例，將理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，提升學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題、解決問題的綜合能力。

3.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

“過程控制與儀表”實(shí)驗(yàn)是該課程教學(xué)的重要組成部分，能夠提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、科學(xué)、求實(shí)的專業(yè)能力［6］。因此，對于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法上進(jìn)行改革。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，教師為了提升學(xué)生的創(chuàng)新意識，應(yīng)增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，合理刪減驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，教師可以把本課程的所有實(shí)驗(yàn)任務(wù)分發(fā)到每位學(xué)生，學(xué)生根據(jù)自身的興趣愛好自由組隊(duì)，自主選擇實(shí)驗(yàn)任務(wù)，然后在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自主查閱資料、自由討論完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這種教學(xué)方法可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)新意識。

3.3混合式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，改變傳統(tǒng)的教師“滿堂灌”教學(xué)模式，教師利用“超星學(xué)習(xí)通”“長江雨課堂”等互聯(lián)網(wǎng)平臺，給學(xué)生提供充足的、優(yōu)秀的教學(xué)資源，完善課程知識點(diǎn)的討論題、作業(yè)、測驗(yàn)和課外導(dǎo)讀材料；借助“超星學(xué)習(xí)通”等智慧教學(xué)手段，設(shè)計(jì)講授、答疑、投票、互評、討論、匯報等多種教學(xué)活動，開展討論式教學(xué)、探究式教學(xué)、案例式教學(xué)等模式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果?！俺菍W(xué)習(xí)通”可以有效組織課前、課中和課后多維度的教學(xué)路徑。教學(xué)實(shí)踐方案如圖2所示。

（1）課前，教師可以通過慕課（MOOC）、“超星學(xué)習(xí)通”、嗶哩嗶哩網(wǎng)站、學(xué)堂在線等線上教學(xué)平臺搜集“過程控制與儀表”課程的教學(xué)資源，然后利用“超星學(xué)習(xí)通”發(fā)布的預(yù)習(xí)資料（視頻、課件、學(xué)習(xí)目標(biāo)、任務(wù)、考核標(biāo)準(zhǔn)等），督促學(xué)生提前完成預(yù)習(xí)任務(wù)。學(xué)生可以在課前通過自主學(xué)習(xí)、討論區(qū)互動、小組合作等方式完成課前任務(wù)并上傳“超星學(xué)習(xí)通”；教師通過分析學(xué)生測驗(yàn)、作業(yè)等任務(wù)完成情況，根據(jù)錯誤率和數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果整理“精講”和“再考核”內(nèi)容，給不同進(jìn)度的同學(xué)安排不同學(xué)習(xí)內(nèi)容，參考預(yù)習(xí)結(jié)果調(diào)整課堂教學(xué)，根據(jù)學(xué)情備課。教師還可以采用“超星學(xué)習(xí)通”進(jìn)行簽到，統(tǒng)計(jì)學(xué)生到課率。

（2）課中，針對高頻錯題，教師采用“超星學(xué)習(xí)通”發(fā)布隨堂練習(xí)并投屏，再次考察自學(xué)效果，實(shí)時查看學(xué)生數(shù)據(jù)，根據(jù)課前、課堂數(shù)據(jù)分析和測試結(jié)果，選取教學(xué)重難點(diǎn)進(jìn)行回顧講授，對于這些重難點(diǎn)知識點(diǎn)，教師可以組織學(xué)生分組討論，提交討論報告并展示觀點(diǎn)，引導(dǎo)大家對各小組的展示結(jié)果進(jìn)行討論并及時補(bǔ)充，并引出課程思想政治內(nèi)容，將安全節(jié)能、創(chuàng)新精神和實(shí)踐動手能力融入教學(xué)中。教師最后投屏播放前沿研究熱點(diǎn)視頻，布置課后拓展作業(yè)。讓每位學(xué)生都能夠參與課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生相互合作、分析問題、解決問題的能力。

（3）課后，學(xué)生通過查閱資料、小組討論、看視頻講解等方式，理解與掌握課堂上所講授的重難點(diǎn)，并完成課后老師布置的任務(wù)。教師適當(dāng)提供相關(guān)熱點(diǎn)拓展信息，引導(dǎo)學(xué)生深度思考討論，按時批改作業(yè)并匯總分析作業(yè)的問題，及時為學(xué)生答疑解惑，查看本周教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度情況，反思并安排下周的教學(xué)任務(wù)。

3.4教學(xué)考核方式改革

傳統(tǒng)課程考核標(biāo)準(zhǔn)包括：期末成績（80%）+實(shí)驗(yàn)成績（20%），這種考核標(biāo)準(zhǔn)不能全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果以及理論與實(shí)際結(jié)合的能力。在應(yīng)用型水平大學(xué)的整體教學(xué)目標(biāo)和混合式教學(xué)模式下，課程考核標(biāo)準(zhǔn)變?yōu)椋浩谀┏煽儯?0%）+平時成績（包括考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)，20%）+實(shí)驗(yàn)成績（實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，15%）+過程性考核（線上任務(wù)點(diǎn)、討論回復(fù)、期中測驗(yàn)，15%）。這種綜合考核方式能夠有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更全面地培養(yǎng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解、掌握與綜合應(yīng)用能力。在改革后的評價過程中，教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況有更全面地了解，學(xué)生對自己掌握知識的情況有更充分的認(rèn)識。改革有助于樹立理論自信與文化自信，充分體現(xiàn)高等教育以“立德樹人”為核心的教學(xué)過程。

4線上線下混合式教學(xué)模式實(shí)踐效果

4.1構(gòu)建以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，提升了學(xué)生參與度

線上與線下的結(jié)合有助于學(xué)生在“超星學(xué)習(xí)通”、班級QQ群進(jìn)行相關(guān)知識點(diǎn)的預(yù)習(xí)、討論，形成在課前、課中、課后環(huán)節(jié)通過教師發(fā)放問題、學(xué)生討論問題、匯總問題并在課堂上解決問題的融合教學(xué)模式。融合教學(xué)模式不僅能夠完成以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變，還能夠使教師更精準(zhǔn)地把握學(xué)生掌握內(nèi)容的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)，明確教學(xué)重難點(diǎn)，根據(jù)班級具體情況設(shè)計(jì)針對性教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容，達(dá)到因材施教的個性化教學(xué)。

4.2拓寬教與學(xué)的空間，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

線上教學(xué)工具的使用改變了傳統(tǒng)教學(xué)在空間和時間上的局限性，讓學(xué)生不再依賴于固定教室和課堂上45 min的學(xué)習(xí)，可以充分利用課下碎片化的時間進(jìn)行知識點(diǎn)預(yù)習(xí)、討論以及復(fù)習(xí)。線上課前知識點(diǎn)的發(fā)布讓學(xué)生通過資料理解、前沿案例收集、討論等提高了學(xué)生的自學(xué)能力、信息獲取能力、辨析能力，同時也達(dá)到了對學(xué)生知識和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

4.3建立完整的學(xué)習(xí)思路，提高了教學(xué)效果

在混合式教學(xué)過程中，教師能夠全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，充分挖掘?qū)W生潛力，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展自信心，建立引導(dǎo)式的教學(xué)方法。學(xué)生在自主參與學(xué)習(xí)時，將過程與結(jié)果有效融合，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和線上課輔資料，建立完整的學(xué)習(xí)方法和思路?；旌鲜浇虒W(xué)能夠讓學(xué)生充分了解自己、評價自己，教師也可通過學(xué)生的展示了解其學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)一步確定課堂授課重難點(diǎn)，提升教學(xué)效果。

通過對本學(xué)期“過程控制與儀表”課程混合教學(xué)模式的應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力、課堂活躍度、創(chuàng)新意識能夠得到大幅提升。通過考試和問卷調(diào)查方式對電氣工程及其自動化專業(yè)2019級（采用傳統(tǒng)教學(xué)模式）和2020級（采用混合式教學(xué)模式）的學(xué)生成績和教學(xué)評價進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1從不及格率、優(yōu)秀率、平均成績、教師評價和學(xué)生自評5個方面的成績進(jìn)行展示，可以看出進(jìn)行混合教學(xué)模式的學(xué)生考試成績、對教師教學(xué)評價以及自我學(xué)習(xí)情況評價得到明顯提升。這說明混合教學(xué)模式可以取得更好的教學(xué)效果。

5結(jié)語

文章為提高“過程控制與儀表”課程教學(xué)質(zhì)量，重建了“以學(xué)生為中心”的線上線下混合教學(xué)模式，教師發(fā)揮引領(lǐng)和導(dǎo)向作用，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合的創(chuàng)新能力，還能解決課程內(nèi)容多、學(xué)時少的問題；教師可以全面地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解與掌握情況，及時有針對性地調(diào)整授課計(jì)劃，打破傳統(tǒng)教學(xué)時間和空間上的限制，提高了整體教學(xué)質(zhì)量。

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（編輯王永超編輯）

Reform and practice on hybrid online and offline teaching mode of “Process Control and Instrumentation”

LI" Zhenguo， QIAN" Xinyue*， YAN" Gaizhen， WANG" Le

（Anhui Science and Technology University， Bengbu 233000， China）

Abstract： In response to the current teaching situation of" “Process Control and Instrumentation” courses， this article constructs a hybrid online and offline teaching mode. The article meets the requirements of universities for cultivating practical and innovative talents through the reform and practice of teaching content， teaching design， and assessment methods， it also reflects the student-centered characteristics， enhances students’ interest in learning， and cultivates students’ comprehensive qualities such as engineering practice ability， innovation ability， and self-learning ability， achieving the goal of improving the teaching effect and quality of the course.

Key words： “Process Control and Instrumentation”; teaching mode reform; online and offline