刘 艳

盐城师范学院新能源与电子工程学院 江苏盐城 224007

自动控制原理是电气自动化及相关专业一门非常重要的专业基础课，其内容涵盖数学、物理、电工电子、机械基础等多方面，概念抽象不易掌握；同时该课程又具有很强的实践性，实验课程占有非常重要的地位。传统的实验教学理念和教学方法手段已很难适应专业发展和人才培养的需要，必须对传统实验教学模式进行革新，实现课堂转型。基于SPOC的混合教学模式是一个行之有效的方法，它将传统的课堂教学和新型的网络化教学结合起来，发挥各自的优势，提高教学效率[1]。

SPOC教学既采用MOOC的视频模式，也采用面对面的课堂教学，将在线教学与实体课堂混合起来，教师将MOOC上选定的视频材料布置给学生，让学生在课下利用电脑或手机预习和自学，然后在面对面的课堂教学中组织学生讨论，解答学生的疑问，讲解重点和难点[2]。基于SPOC的混合教学方式，吸取了MOOC的优点弥补传统教学方式的不足，这种教学方法必然更适用。因此在自动控制原理实验教学中采用混合教学模式，将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来，能更好地激发学生的学习兴趣和热情，提高教学效率。

1 我校自动控制原理实践教学的现状

1.1 自控原理传统教学模式

为适应地方经济发展以及学院向应用型本科院校转型需要，我院从2008年起开始招收电气工程及其自动化专业学生，自动控制原理一直作为该专业的主干核心课程，占有极其重要的地位。其实践课程采用的是传统的实验教学模式，即自动控制原理模拟实验箱，在实验箱面板上连接相应的控制系统典型环节，通过示波器观察系统的响应曲线及各项性能指标，这种方式在一定程度上提高学生的动手能力，加深对课堂所学内容的理解。但由于模拟实验装置得出实验效果并不理想，特别是复杂的控制系统难以构建。而且现在该课程选课学生多，每一届有近300名学生要学习该课程，实验场地和实验设备明显不足，传统的实验模式已不能满足需要，随后利用功能强大的MatLab进行自动控制仿真实验。

1.2 基于MatLab的自控原理仿真教学

MatLab是Mathworks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理、图形处理于一体，构成了一个使用方便、界面友好的用户环境[3]。特别是MatLab自带的30多种工具箱，功能强大，编程简单，在很多领域都得到广泛的应用，许多发达国家的高校已经把相关专业课程与MatLab进行了整合。在自动控制原理实验课程中采用MatLab教学，只需计算机以及相应的软件即可，无无须占用实验室资源[4]。但随之带来的问题就是学生对控制原理的理解不透彻，对实际实验系统缺乏直观的认识。所以结合传统实验和仿真实验的特点，申请了SPOC课程，在电气专业实施一年多来，取得了很好的效果。

2 基于SPOC的混合教学模式实施

2.1 SPOC课程建设

课题组申请了学校的自动控制原理SPOC课程建设项目，有了一定的项目经费支持，购买了摄像机、话筒等相关的录制设备，安装了Camtasia Studio Office 2016+MIX相关软件，完善了系统软硬件部分。另外相关教师参加了慕课、微课培训，为SPOC课程的实施做好了充足的准备。

自动控制原理实验教学根据教学大纲的要求，共设计了12个实验，内容涉及线性系统时域分析、根轨迹分析、频域分析、线性系统串联校正、离散系统分析和非线性系统分析。从实验难易层次上可以分为基础性实验、设计性实验及综合性实验，不同专业的学生可以根据教学要求及自身学习情况选择实验项目。

课题组教师合理分工，负责实验部分视频建设的教师录制了12个视频，每个视频约在10分钟。视频将每个实验项目的实验内容优化，直接切入核心教学要点，在10分钟内牢牢抓住学生的注意力。在视频中讲解实验目的、实验内容、实验注意事项等，约10分钟的视频完全可以满足实验教学的需要。学生课后自行调研收集资料，根据控制系统所要解决的问题构建模型，在自己的计算机上进行MatLab仿真设计。

2.2 混合学习模式实施

任课教师提前一周将设计好的课程视频放到网上，根据实验任务学生根据自己的时间安排学习，对于不懂的知识点可以反复观看。如有不明白的问题可以记录下来，在线提问或等到课堂上与教师交流讨论。学生在一周内根据教师视频上的实验要求完成实验，书写实验报告，然后在网上将实验报告提交。

教师根据SPOC平台的学习过程记录和提交的实验报告，快速了解学生线上的学习情况，对疑难问题进行分类整理，对共性问题在课堂集中讲解，对下一次的视频内容进行导教，提出一些问题引导学生思考，从而更好地学习新的内容。另外在课堂上将学生分成几个小组对实验中遇到的问题进行交流探讨。学有余力的学生可以在必修实验以外选择感兴趣的实验项目，进行开放性实验，并且可以实时地与指导教师交流实验中遇到的问题，具有良好的互动性。这样的实验过程减少了以往枯燥的讲解，增加了实践环节讨论课的比重，更有利于学生实践创新能力的提高。

3 结语

针对本院自动控制原理实验教学中遇到的困难，进行了实验教学模式的改革，建设了SPOC课程，采取网络学习和课堂学习相结合的混合教学模式。SPOC教学，教师是整个教学过程的组织者，对教学过程进行引导、监控和验收；学生是主体，由之前的被动学习变成主动积极地参与学习，课堂不再是教师枯燥的讲解，而是师生共同解决问题和探讨问题的地方，真正达到翻转课堂的目的[5]。基于SPOC 的混合教学是一种切合实际又符合互联网时代的现代教学方法，针对性更强，更能满足本校学生的学习需求。能够达到很好的实验教学效果。