打造线上线下混合教学“金课”——以《自动控制原理》为例
泰山科技学院，山东泰安271000
摘要：“金课”建设是高校教育改革的重要任务，在新工科建设背景下，本文结合《自动控制原理》课程在电气工程及其自动化专业中的特征及地位，及目前线上线下混合式 “金课”建设现状，以学生为中心探究《自动控制原理》课程线上线下混合式“金课”建设。
关键词：金课；新工科；混合式教学；自动控制原理
概述
伴随着“金课”这个概念的提出，涌现出了很多线上、线下、线上线下混合式、虚拟现实及社会实践精品课程。混合式教学是线上教学与线下教学的结合，其方式是同步线下教学与依托媒介的异步线上教学，并迅速成为一种新兴教学模式。针对传统教学模式的不足，本文以《自动控制原理》课程为例，探索新形势下的线上线下混合式“金课”建设。利用线上教学平台，采用线上线下混合式的教学模式，回避传统教学模式的不足，重点从教学环节设计和考核机制入手介绍混合式“金课”建设的过程。
线上线下混合式教学的概念
线上线下混合式教学，其实质就是将线上教学与线下教学结合起来，采用“线上+线下”的教学模式，采用线上线下混合式教学模式的前提是“线上有资源，线下有活动”。线上资源是开展线上线下混合式教学的基础，通过线上微视频资源将课堂教学前移，给予学生更充分的基础知识掌握时间，以便学生带着更好的基础知识走进教室。在线下，老师们根据学生线上基础知识掌握的情况进行合理的课堂设计，在组织学生把线上所学基础知识进行灵活应用的同时，帮助学生实现更高阶的教学目标。
线上线下混合教学模式存在的问题
1.学生对教与学模式转变的不适应。
在混合式教学方式中，以学生为中心开展教学设计，这就要求学生具备相应的分析问题、解决问题的能力和独立自主的学习能力。在传统的教学方式中，教师的教处于主导地位，学生被动的接受老师的知识输出，这也就导致大部分学生缺乏独立思考、自主学习的机会，仅仅以老师灌输的知识作为学习的重点。为了更好的解决这一问题，需要教师在教学过程中训练学生独立思考的能力，引导他们转变学习方式，以积极的态度迎接教学方式的转变。
2.对教师的要求提高。
教师是学生学习的引导者，特别是在线上线下混合教学方式中，教师不再是传统的课堂知识的设计者，而是要以学生为中心，走出课堂站在学生的角度去做教学设计。传统的教学模式中教师仅仅根据教材进行合理的教学设计即可，而在线上线下混合式教学方式中，教师要站在学生的角度设计课堂教学方案，对于学生在学习实践、线上学习中不能解决的问题，要巧妙的融入到线下课堂设计中，以课堂导学者的角色帮助学生解决问题。新的教学模式需要教师们积极适应，专业水平和教学能力也需要老师们不断去提升。
“金课”背景下的线上线下混合教学模式
“金课”背景下的线上线下混合式教学模式主要通过线上“金课”建设、线下优质的课堂设计及合理的成绩评定方式实现的。线上“金课”建设是基础、线下优质的课堂设计是核心、合理的成绩评定方式是保障。
1、线上“金课”建设。
以电气专业为例，在现有的一系列在线课程和课程资源建设的前期实践中发现，虽然现有的在线课程与线下课程形成了一定互补，但是在实现以学生为中心的个性化教育上面仍有很大的缺陷。具体体现在如下几个方面：第一，电气专业课程学习难度大，学生线上学习时常感觉枯燥，出现“刷课”现象；第二，针对学生的测试题没有建立数据分析，无法掌握学生在某个知识点上的学习情况，更无法体现科技的前沿性；第三，课程思政内容融入较少。针对以上现象，在进行线上资源建设的过程中设置客观题测试，如果学生回答错误则强制回到该知识点，同时线上课程应配备完整的教学资源，如电子课件，习题库等；线上教学资源要建立数据分析机制，分析学生对知识点的掌握情况，注意知识点的不断更新，让学生了解电气领域的最新发展前沿和体会知识的力量；借助线上平台合理的融入课程思政资源，树立学生的爱国主义情怀，增强学生的社会责任感，激发学生主动学习，探索知识的强烈欲望。
2、线下优质的课堂设计。
传统的教学模式中，教师围绕教材讲解，学生被动的接受，期末“放水“现象严重。为了改变这一现状，必须深化课堂教学设计改革。
在线下教学设计的过程中教师要将线上学生对基础知识点的掌握程度融入其中，在巩固基础知识点的同时，实现教学内容的升华。以电气专业为例，教师在进行课程教学设计的过程中可以以热点时事为入手点，以项目教学为导向，以前沿的学科知识为手段，激发学生学习的主动性与积极性。
每门课程的教学团队应及时关注学生线上学习的情况，及时开展针对性的讨论。除线下课堂教学之外应与学生保持良好的沟通机制，课后利用QQ、微信、钉钉等平台及时解答学生对于知识点的疑问。
3、合理的成绩评定方式
以电气专业为例，传统的成绩评定方式包含平时成绩、实验成绩、期末试卷成绩。在该成绩评定方式中，平时成绩、实验成绩缺少量化；期末试卷重记忆轻应用，教师往往考前画重点，学生靠死记硬背知识点的方式应付考试。因此，在“金课”建设的过程中要合理的设置课程考核机制，量化平时成绩、实验成绩考核指标。线上学习、测验借助线上平台量化，线下课堂表现根据学生自评、互评、教师总评等确定成绩，实验成绩通过学生在项目中担任的角色及实验效果评定，期末试卷结合当前科技热点设计开放性、综合性的题目，重点考查学生发现问题、解决问题的能力。
《自动控制原理》混合式金课建设
《自动控制原理》是电气工程及其自动化专业的核心课程。课程理论性强，需要用到很多数学方面的知识，如微积分、拉普拉斯变换等，对于学生而言存在一定的难度，为了达到更好的教学效果，本文以电气工程及其自动化专业的学生为载体，充分应用山东省高等学校在线开放课程平台在线教学资源探索线上线下混合式“金课”，摸索未来教育的新模式，培养大学生的自主学习能力，深化大学生的职业素养。
1、课程需要改进的问题
对照“新工科”人才培养目标，以及“金课”建设“两性一度”的标准，《自动控制原理》课程的教学有以下几方面需要改进。
（1）课程内容及挑战度需要完善。目前课程讲授的内容大多是以简单的物理模型为背景，在此基础上抽象出将要分析的数学模型，缺乏对实际工程背景的介绍，导致很多学生缺乏对工程问题的认知，并且现有的教学内容中对科技前沿的涉及匮乏，不能反应最新的行业动态，不能很好的体现当今智能时代的工程实际。现有教学多采用老师讲，学生被动接受的模式，大部分的课堂讨论题可以通过理论分析得到准确的答案。为提升学生的工程实践能力及创新思维能力,讨论题的工程背景及复杂性可以适当提高。除此之外课程实验仍以验证性实验为主，以项目为背景的实验偏少，实验内容的挑战度有待提高。
（2）学生创新思维训练需加强。《自动控制原理》不仅仅是相关专业的核心课程，也是其考研课程。因此大部分准备考研的学生，将大量的时间用在应试刷题上，偏向对解题思路的归纳,在一定程度导致创新思维能力缺乏。
（3）与企业生产实际的联系需加强。《自动控制原理》作为电气工程及其自动化专业的核心课程，需与企业生产实际联系起来。传统的教学模式中，主要以教材作为教学载体，学生对知识点的理解较为片面，不能学以致用。为了增强课程的工程背景，加强与企业生产实际的联系，课程教学内容需从实际应用的需求出发，不断为学生搭建自动控制系统的框架，让学生理解课程各部分内容与企业生产实际的联系情况，进而巩固学生的理论知识。
（4）课程的考核制度需完善。传统的《自动控制原理》课程考核方式分为三部分：卷面成绩、平时成绩、实验成绩。卷面考核内容缺乏创新性，平时成绩、实验成绩判定缺乏系统性，期末成绩不能很好的反应学生的真实水平。
2、课程教学环节设计
混合式教学活动可分为四个阶段，线上学习引导、线上学习、线下教学和线下讨论，四个阶段的教学、学习活动有机衔接，有序进行，具体如图1所示。
图1 混合式教学环节
（1）线上学习引导。为了提高学习效果，课前线上引导非常重要，在此阶段教师设计学习引导，将章节知识细化、梳理、归类，制定出一个思路清晰的思维导图，通过QQ、微信、钉钉等平台发给学生，使学生明确预习任务，学生根据教师制定的学习引导，通过预习了解将要学习的章节结构和知识点之间的联系，明确章节重点，并通过网络进行兴趣扩展搜索。
（2）线上学习。在此阶段学生可以通过线上微课（可借助网上的优质微课资源也可以自己制作微课）完成基础知识的学习与知识掌握程度的测验，教师通过学生线上的观看情况及知识点测验情况完善下一步的线下课堂授课计划。在微课视频中融入科技前沿案例，达到潜移默化思政效果。
（3）线下教学。线下教学分为线下理论教学和线下实验教学。
在线下理论教学部分采用“PPT+板书”的形式。教师根据学生前期预习及线上学习的掌握情况，利用PPT将学生薄弱的知识点及需要拔高的知识点展现出来。PPT的优势在于可以更直观的展现教学内容，特别是图片信息较多的教学内容。《自动控制原理》课程需要学生具有一定的数学运算能力，因此对于一些公式较多的知识点，利用板书就显得比较便利。课堂内容授课是《自动控制原理》课程“金课”建设的核心，在该环节教师需要做好和前期预习及线上学习情况的衔接，以项目式的教学及翻转课堂的模式引领学生在掌握基础知识的同时，实现知识点的拔高，在这个过程中不仅仅需要学生掌握课本呈现的知识点，更重要的是培养学生的工程项目思维和严谨的学习态度，为将来更好的走向工作岗位打下基础。
在线下实验教学部分采用“PPT+实操”的形式。教师将需要完成的实验项目通过PPT展现出来，学生根据实验项目讨论，这个过程中教师进行适当引导，辅助学生进行设备操作。“金课”模式下的实验项目在传统的知识点验证性实验的基础上，更加注重对学生创新思维，项目思维的培养，更加侧重于学生所学知识与企业生产实际的联系。
（4）线下讨论。此环节是线下教学活动的最后一个环节。该环节中学生针对教师布置的课后作业进行讲解、讨论，教师旁听辅助并进行总结，同时为下次讨论做准备。
3、课程考核机制
课程最终的考核成绩需要全面的反应学生在整个教学过程中的情况。因此在课程考核过程中，线上学习、测验借助线上平台量化，线下课堂表现根据学生自评、互评、教师总评等确定成绩，同时还可以将学生在课程讨论群中参与线上讨论的次数，帮助学生解答问题的情况计入平时成绩，实验成绩通过学生在项目中担任的角色及实验效果评定，期末试卷结合当前科技热点设计综合性、开放性的题目，重点考查学生发现问题、解决问题的能力。
结束语
“金课”建设是工科人才培养中的必要环节，承载着创新人才综合能力培养的重要作用。《自动控制原理》课程作为电气工程及其自动化专业的核心课程，内容广泛，理论性强，同时又与工程实际应用有着紧密的联系。因此，打造该课程的线上线下混合式“金课”，增加课程学习的工程背景，使课程学习更加具体、形象，是以学生为中心，激发学生学习的积极性、主动性，提升人才培养质量的关键。
参考文献
[1] 新工科背景下自动控制原理教学改革探索[J]. 崔国增. 中国电力教育, 2020(10):67-68.
[2] 混合式教学模式的基本特征及实施策略[J]. 谭永平. 中国职业技术教育, 2018(32):5-9.
[3] 线上线下结合的教学模式探索[J]. 王玉生, 宋晓燕, 张天杰. 华北水利水电大学学报（社会科学版）, 2019, 35(03): 39-42.
[4] 基于微课的线上线下混合式教学模式研究[J]. 李斌. 宁波广播大学学报, 2019,17(04): 87-89.
[5] “自动控制原理”闭环型混合式教学的探索与实践[J]. 高强, 刘俊杰, 杨森, 谷海青. 科教导刊, 2021(23): 152-155.
[6] 新工科背景下的自动控制原理“金课”建设探索[J]. 李艳辉, 任伟建, 康朝海, 姜寅令. 经济师, 2021(06):194-195+198.
[7] 多阶群优进化式教学方法在《自动控制原理》课程中的运用研究[J]. 廖志强. 创新创业理论研究与实践, 2022(22): 155-157.
基金项目：本文系2022年度泰山科技学院教育教学改革研究项目“基于信息技术的线上线下混合式金课建设的探索与实践”（项目编号：2022zd008）阶段性成果。
