秦學斌 昝宏洋 汪梅 王湃

摘要：本文借鑒翻轉課堂的教學理念，采用互動式教學法，與企業(yè)相結合的導學模式，并應用于西安科技大學選修課《過程控制與儀器儀表》的教學實踐中。對所出現(xiàn)的問題進行總結，并給出解決意見。

關鍵詞：微課；選修課；翻轉課堂

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）37-0088-02

一、引言

《過程控制與儀表》是檢測控制和自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)課。過程控制在化工、水力、電力等許多領域占據(jù)著重要的地位。隨著工業(yè)不斷地發(fā)展，控制對象復雜，控制要求多樣，傳統(tǒng)的過程控制教學方式相對地較落后。為了使其更好地適應新技術和新應用的發(fā)展，真正實現(xiàn)實踐型與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，從教學內(nèi)容、教學理念、教學方法和教學手段等方面，對過程控制及儀表課程進行了教學改革探索。同時在本課程的教學實踐中進行應用，從而提高了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的自學能力、思維能力和創(chuàng)新能力，提升了教學質量和教學效果。隨著國家對高校教育投入力度不斷加大，過程控制實驗室有了明顯的改觀。過程控制的理論教學和實踐教學也有了很大的進步。然而，隨著國家提出的“工業(yè)4.0”高科技戰(zhàn)略計劃和“中國制造2025”的號召，當前的教學方式和實驗條件已經(jīng)滿足不了時代的發(fā)展和要求，在新時代的需求下對現(xiàn)有的《過程控制與儀表》的教學方法進行改革顯得尤為重要。

從國際形勢來看，中國成為《華盛頓協(xié)議》第18個正式成員，這是我國科技組織在國際舞臺上取得重要話語權的標志，是中國的高等教育受到世界認可的標志。《華盛頓協(xié)議》是一項工程教育本科專業(yè)認證的國際互認協(xié)議，是推進我國工程師資格國際互認的基礎和關鍵，對于我國工程技術領域應對國際競爭、走向世界具有重要現(xiàn)實意義，所以教學思想、教學觀念和教學結構、教學模式的轉變要適應社會的發(fā)展。

從國際國內(nèi)形勢來看，《過程控制與儀表》這門課程的改革和探索急需加強，這正是本項改革要探討的問題。

二、研究的目的和意義

本研究的目的是讓該課程更加具有系統(tǒng)性、合理性；提高學生對該課程的興趣，使其積極主動地去學習和探索，用學習的理論知識指導生產(chǎn)實踐，學以致用；開闊學生的視野、了解國內(nèi)外在該領域的最新動態(tài)，提高本專業(yè)學生的理論水平和工程實踐能力。本課題的研究具有如下意義：

1.提高教師的理論水平和實踐能力。教師在教學中起到關鍵的作用，教師的教學水平時直接影響學生接受知識的重要因素之一。在教學中要讓高校教師既精通專業(yè)理論知識，又要熟練掌握有關操作技術，在實驗、實習及工作現(xiàn)場教學生操作技能，這對教師來說無疑增加了任職難度，但這是時代的呼喚，高等教育要達到可持續(xù)發(fā)展的目的，就必須滿足社會用人的需要，勇于接受這一挑戰(zhàn)。

2.提高電子類專業(yè)學生的工程實踐能力與專業(yè)型培養(yǎng)高層次人才。提高學生的工程實踐能力在現(xiàn)代社會中具有重大意義，學生的綜合能力，尤其是工程實踐能力、工程意識與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是高等學校的一項重要任務。結合工程訓練實踐環(huán)節(jié)、教學改革以及課外創(chuàng)新活動的開展，從教學觀念的轉變、工程教育體系的完善和師資隊伍的建設等方面，如何培養(yǎng)出具有工程實踐能力強、專業(yè)性比較強的復合型人才具有重要的研究意義。

三、微課在選修課教學中的應用

1.選修課學習者的特征及存在的問題。筆者通過對西安科技大學選修課《過程控制與儀表》選課情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：（1）選課學生的年級分布情況為：一、二、三、四個年級學生分別占0%、85%、12%、3%。這說明選修課學習者由不同年級的學生組成，使得課后學生之間的討論和交流缺失或弱化。（2）選課學生的專業(yè)包括：安全工程、漢語言文學、藝術設計等10個專業(yè)。這說明選修課學習者的專業(yè)背景和知識結構差異較大，使得教學目標、教學內(nèi)容及教學進度的制定產(chǎn)生困難。（3）選修課采用大班教學，難以實現(xiàn)個性化指導以及促進每個學生積極思考、主動參與探究。（4）四年級學生面對就業(yè)與考研壓力，曠課次數(shù)增多。

2.教學模式設計。（1）在教學過程中教師的語言流暢、準確、精練，感染力強，教學基本功扎實，有較好的教學理論基礎和研究能力。運用了案例教學法積極鼓勵學生獨立思考。案例教學重視雙向交流。在案例教學中，學生拿到案例后，先要進行消化，然后查閱各種學生認為必要的理論知識。這無形中加深了對知識的理解。捕捉這些理論知識后，學生還要經(jīng)過縝密的思考，提出解決問題的方案，這一步應視為能力上的升華。同時學生的答案隨時由教師給以引導，這也促使教師加深思考，根據(jù)不同學生的不同理解補充新的教學內(nèi)容。同時，雙向的教學形式對教師也提出了更高的要求。讓學生觀看相關視頻講座，做好筆記，寫好心得，增強學生對這門課程的興趣，同時教師也要加強自身學習，不斷地充實自己、提高自己。（2）與大型企業(yè)進行合作的培養(yǎng)模式。高等院校與大型企業(yè)合作培養(yǎng)高層次專業(yè)型人才。具體實施方案如下：高校與相關企業(yè)關于過程控制相關內(nèi)容簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，在制定卓越工程師教育培養(yǎng)計劃、企業(yè)導師合作、學生獎學金及助學金等方面開展深入合作，面向社會發(fā)展需求，共同優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，大力推動創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。該模式是由學校和企業(yè)、科研院所合作，將理論學習與實踐訓練相結合，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，全面提高學生素質的一種新型的教育模式。①合理設計教學內(nèi)容。以生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)為主掌握過程控制中基本概念，減少理論知識的講解，突出應用技能為教學重點。教學中要充分考慮到工程實踐中的實際需求。此外，在教學時還要充分結合電子類專業(yè)的專業(yè)特點，有針對性地增加學生的專業(yè)知識，為后面的學習打好基礎。②刪除不實用的陳舊內(nèi)容。教學過程應該本著夠用、能用的原則，著重介紹過程控制中的基本概念、原理和主要分析方法，對于一些煩瑣的數(shù)學公式推導能避免則避免。盡量減少或刪除當前工業(yè)控制中已經(jīng)不再使用的儀器儀表部分，采用當前比較常用的儀器儀表進行講解。③增加新興的科學知識。隨著科學技術的不斷發(fā)展，過程控制中涌現(xiàn)了新的知識，因此教學內(nèi)容應該增加過程控制中的一些前沿知識和新興技術，對于原有的、脫離實際的理論知識要及時剔除。教師在教學過程中及時引入這些先進的內(nèi)容，不斷擴充學生的知識面。④互動式教學法。在過程控制教學過程中，采用“以學生為主體”的教學方式，教師根據(jù)學生遇到的問題進行設疑，集思廣益，共同探討找出問題的答案。使學生能夠獨立思考并解決問題，由被動接受者轉變成主動研究問題、解決問題的探究者，由此培養(yǎng)學生思考問題的能力，繼而提高學生主動探索問題的能力。⑤與大型企業(yè)相結合的教學模式。如艾默生電氣公司等大型跨國企業(yè)，結合這些大型企業(yè)中過程控制的先進技術和管理模式及市場導向等反饋到教學中，實現(xiàn)教學和企業(yè)相結合的模式培養(yǎng)學生的國際化視野和實踐能力。

3.教學目標的設計與教學重點的確定。由于選修課面對學生的專業(yè)、知識結構存在很大差異，使得教學目標的設計與教學重點的確定變得困難。以筆者在《過程控制與儀器儀表》中的粒子群算法為例，從學生所提問題可以看出：計算機、自動化專業(yè)的學生更關心粒子群算法的改進方法和最新的理論進展；工商管理、電子商務等專業(yè)的學生更關心基本粒子群算法的應用問題；藝術設計、語言學的學生對粒子群算法的起源與產(chǎn)生背景更感興趣。這說明如果教學目標定得過低，像計算機、自動化專業(yè)的學生會覺得課程過于簡單，學不到東西。如果目標定得過高，又會使大多數(shù)專業(yè)的同學感覺艱澀難懂。如何解決這一問題，筆者認為應該對微課進行分類創(chuàng)建。不同需求的同學根據(jù)自己的實際情況選擇適合自己的微課分類，真正達到個性導學的教學目的。

4.對學生的學習成果進行有效的評估。雖然筆者在《智能算法智能控制》的教學實踐中，設置了學生成果展示這個環(huán)節(jié)，但是由于課堂時間有限，成果展示以小組完成。是否每個小組成員均得到確實的鍛煉，不得而知。而且如果所布置作業(yè)統(tǒng)一命題，又會造成大量雷同的成果出現(xiàn)。針對這一問題，筆者認為一是在作業(yè)布置時避免統(tǒng)一命題，建立題庫使得各小組根據(jù)本組特點選擇不同題目。二是進行一定形式的隨堂測試。

本文為提高選修課教學質量，設計新的翻轉課堂導學模式?；谛碌膶W模式，將微課引入選修課《過程控制與儀器儀表》的教學實踐，對微課在選修課中的應用進行了有益的探索。