基于翻转课堂的“运动控制系统”课程教学模式改革与实施

2018-11-21陈晓云

大连民族大学学报 2018年5期

陈晓云，王娟，张艳

(大连民族大学机电工程学院，辽宁大连 116605)

“运动控制系统”课程是自动化专业本科阶段的一门核心课程，该课程以电机与拖动中的交直流电动机为研究对象，基于自动控制原理中的控制理论思想，充分运用电力电子技术、计算机控制系统、自动检测技术等课程的相关知识，实现了对电动机的控制。因为这些课程在本门课中形成了一个完整的体系，所以任何一门课的不足都会影响学生对整个体系的理解，涉及面宽、知识点多，是影响学生学习效率的难点。

该课程现行的教学方法，由于教学内容繁多枯燥，学生没有学习兴趣，造成了老师备课讲课辛苦，学生上课不认真听讲。而且随着培养方案的修订，专业课程学时缩减，如何在有限的学时内，高质量完成教学任务有一定的难度。为提高课堂教学效率，改革教学模式势在必行。

针对“运动控制系统”课程教学中存在的问题，国内很多高校进行了改革探索[1-2]，但大部分改革都是针对实践环节的，取得不错的效果。翻转课堂( The Flipping Classroom) 是一种混合使用技术和亲自动手活动的教学环境[3]。翻转课堂在国内外课堂教学中有很多成功的案例，笔者根据多年来对这门课程的教学经验，结合大连民族大学的实际情况，从调动学生参与教学的角度出发，引入翻转课堂到教学过程中，培养学生学习这门课程的主动性和积极性，力求在教学过程中注重学生的基础理论知识的理解与掌握，改善课堂教学效率，提高学生的专业素养和综合素质。

1 现有课堂教学模式存在的问题

运动控制系统课程在自动化本科专业的课程体系中占据重要地位，在各高校积极推进转型发展的新形势下，“运动控制系统”课程的培养目标明确定位为培养应用技术人才，以培养学生的工程意识、创新能力和实践动手能力为宗旨，然而本课程在传统的教学模式下存在弊端明显。

传统教育模式隐藏的假设是：“知识比学生重要”，是以灌输知识为主，教学过程包括课前备课、课堂教学和课后辅导三个部分。三个部分的主体均为教师，学生课前是否预习、课上是否认真听、是否听得懂，课后是否及时归纳总结，这些问题都得不到有效监督与检验。虽然这种教学方法有助于教学过程按照教学计划按部就班进行，确保了教学进度。但教师是主角，学生是被动式的接受，不利于调动学生的积极性和主动性。以“学生为中心”，是要把学生看得比知识重要，对学生的理解、肯定、纠正，纳入教学过程中。

传统教学模式中，学生的学习过程通常由两个阶段组成:第一阶段是“信息传递”，是通过教师和学生、学生和学生之间的互动来实现的；第二个阶段是“吸收内化”，是在课后由学生自己来完成的。

传统教学只注重学习过程的第一步“信息传递”，也就是课堂环节上，从而忽略了第二步“吸收内化”。这一过程被放在缺少帮助的课后环节中，导致用于师生互动、同伴协作和交流的课堂，常常被教师一个人占用来做知识传授。改变教学模式，从单向的讲授，改为在课堂上学生积极参与，提出问题与小组互动，启发学生思考与讨论所学，使学生对学习内容产生兴趣，不做旁观者。

翻转课堂对学生的学习过程进行了重构。“信息传递”是学生在课前进行的，老师不仅提供了视频，还可以提供在线辅导；“吸收内化”是在课堂上通过互动来完成的，教师能够提前了解学生的学习困难，在课堂上给予有效辅导，同学之间相互交流更有助于促进学生知识的吸收内化。

总之，翻转课堂模式可以改变传统教学领域一个长期存在的现状。

2 改革的依据及可行性

互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用，使翻转课堂式教学模式变得可行和现实。学生可以通过互联网使用优质教育资源自主学习，不再单纯依赖授课老师教授知识，老师在课堂上角色发生了变化，主要解决学生遇到的各种问题或者指导学生做作业，与传统教学模式刚好颠倒，老师更多的责任是去理解学生的问题和引导学生去运用知识[4]。

目前翻转课堂在国内外课堂教学中有很多成功的案例，翻转课堂转换了教学的核心角色，真正地实现了“以学生为中心”。学生由被动式的听课转换为主动式的深入学习和研究。学生成为掌控学习过程的主角，而教师演变为学习过程的辅助者和指导者。而“运动控制系统”课程，是自动化专业的主干课程，所有工科院校自动化专业都开这个课程，不乏一些国家级重点课程，该课程教学内容相对明确且固定，视频资源丰富，比较适合以“学生为中心”的教学。

3 改革的设计与实施

依据应用技术人才培养的目标，结合“运动控制系统”课程自身特点，将本课程的翻转课堂教学模式设计为课前准备、课堂教学和课后总结三个阶段的教学活动。

3.1 课前准备

教师根据课程内容，提出明确的学习任务，设计一系列的项目作业，推荐精品课视频和拓展资源等，通过 QQ 群或 Email 等网络通信工具向学生发布学习任务和要求，要求学生自主学习。

学生根据自身特点和时间安排，在学习网站上直接查找学习资料进行学习，教师指导学生建立学习小组，相互督促，团结协作，共同参与完成项目的方案设计、仿真验证和PPT演讲的制作等任务。课前学生自主学习阶段，教师和学生的具体分工和任务见表1。

表1 课前准备阶段教师和学生分工任务表

3.2 课堂教学

课堂教学的目的是为了帮助学生解决自学过程中的难题，帮助学生消化所学理论知识，并锻炼学生的表达能力。

开展课堂交流讨论，鼓励学生积极思考总结，对自己提出的创新想法与大家讨论交流，培养学生的团队协作意识和自主创新精神。课程重要的基础教学内容还要教师归纳知识点。在课堂上学生汇报自己小组的PPT，学生讲完，同学提问，老师点评归纳，教室气氛变得轻松、活泼，学生掌握了课程的主要内容，老师关注每一个同学。此过程中教师和学生的分工任务见表2。

表2 课堂教学教师和学生分工任务表

3.3 课后总结

针对学生的自主学习项目任务，在每一个项目任务完成后，都有一个综合性的模块化的测验或报告。便于学生自主地对学习内容进行主动的总结和差缺补漏，此阶段具体实施过程中教师和学生的任务分工见表3。

表3 课后总结阶段教师和学生分工任务表

通过以上三个阶段的学习，学生在以下方面发生了改变。

(1)“翻转”让学生自己掌控学习。翻转课堂后，学生可以根据自身时间和学习习惯来安排自己的学习。学生在课下看教师的视频讲解，完全不必像在课堂上教师集体教学那样紧绷神经，担心遗漏什么，或因为分心而跟不上教学节奏。学生观看视频的节奏快慢全在自己掌握，懂了的快进跳过，没懂的倒退反复观看，也可停下来仔细思考或笔记，甚至还可以通过聊天软件向老师和同伴寻求帮助，学习在轻松的氛围中进行。

(2)“翻转”增加了学习中的互动。翻转课堂最大的好处就是全面提升了课堂的互动，具体表现在教师和学生之间以及学生与学生之间。

当教师更多的成为指导者而非内容的传递者时，也有机会观察到学生之间的互动。教师在教学过程中注意到学生小组之间相互学习和借鉴，而不是依靠教师作为知识的唯一传播者。教师的目标是让学生确定学习作为自己的目标，并真正理解课程的内容，而不是争取完成任务。

例如在“运动控制系统”课程讲授应用部分时，以往都是老师举例学生听，翻转课堂改革后，让学生根据自己的兴趣点，查阅运动控制系统的实际应用对象，把所学知识应用到对象中，做了PPT进行系统的总结，并在课堂演讲。不同同学小组找了不同的应用对象，这样即训练了学生对知识的归纳总结能力，又锻炼了在众人面前语言表达能力，收到良好的效果。尤其是一些平日缺课较多的同学，为了得到奖励的平时成绩，参与的积极性非常高，专业课堂出现了少有的掌声和活跃气氛。

4 课程考核方法实施方案

考核方式在开课时就在课堂上公布并让学生提意见，反馈适当调整后尽可能使考核公平公正。传统的“运动控制系统”课程考核包括期末考试、平时成绩比例分配是70%和30% 。改革后，课程期末总成绩平时成绩占的比重加大，让学生注重过程学习，而不是期末突击几天的死知识记忆。平时成绩由课堂表现、项目报告、出勤情况等构成，实行课堂做与课程无关事一票取消平时成绩的做法，让学生上课全身心投入。课程结课总成绩构成为：总成绩=期末50%+课堂表现20%+小组项目10%+个人项目报告10%+出勤10%。其中，课程讲授的理论部分仍然采用传统的期末笔试测试，课堂表现根据学生讲PPT和课堂活跃度情况打分；小组项目则要根据学生的自我评价、同伴评价、口头测试、自己负责部分的完成情况等综合评价；个人项目则主要根据学生的设计方案、独立分析和解决问题的能力、项目报告完成情况等方面评价。