基于控制策略的大學課堂教學改進方法分析

張琴?張艷?蘭瑩?向陽

摘要：課堂教學是學校教育最主要的表現形式，為了能高效快捷的把課本知識、思維方式及推理方法傳授給學生，課堂控制就顯得尤為重要。課堂控制在于實時獲取學習信息，及時采取有效的矯正措施，防止偏差的積累，影響目標的實現。但是大學教學過程中突發事件的不可預測性以及知識建構的差異性等因素造成了課堂教學系統的不確定性，運用簡單的單閉環反饋控制方法處理教學過程較難達到最佳的教學效果。針對此問題，分析了控制系統和課堂教學系統的相似特性，并針對課堂教學中存在的不同干擾信息研究合適的控制方法，采取相應的控制策略及時消除不良干擾，以期達到良好的課堂教學效果。

關鍵詞：課堂教學；簡單控制；串級控制；前饋反饋控制

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0027-02

課堂教學是教育的基本組織形式之一，是學生獲取知識的主要渠道，課堂教學除了有一定的目的和統一的知識信息內容外，還呈現出由教學主體作為人的復雜性。教師對于課堂的組織和駕馭能力是完成教學任務、實現教學目標的根本保證，因此，提高教師控制課堂的能力是提高教學質量的關鍵所在，決定著教學的成敗。從教育信息論的角度看，課堂教學主要由教師、學生、教材和教學環境四大部分組成，這四者之間存在著信息交換，包括教學信息的輸入接收、儲存、處理、輸出、反饋和控制等。由于四者的非線性作用，在這種信息交換的過程中不可避免地存在著不確定性。[1]針對這些問題本文從控制策略方面來闡述如何處理課堂教學中遇到的問題。

一、教師主控的簡單控制策略

控制是為了改善受控對象的功能或發展，需要獲得使用關鍵信息進行分析研究并作用于該對象上，從而達到預期的目標。其中，最簡單的控制系統為單回路反饋控制系統，由測量變送器、控制器、執行器和被控對象等四個環節組成，具有結構簡單、工作可靠、便于操作和維護等優點，是目前應用最多也是最為成熟的控制系統。

課堂控制的作用就在于衡量課堂教學執行的進度和效果，揭示偏差以及指明糾正的措施等。[2]課堂教學構成的簡單控制系統方框圖如圖1所示，受控對象是學生，被控變量是學習效果，教師通過課堂提問、批改作業、考試成績等途徑來檢驗學習情況，根據與期望的知識掌握程度比較產生偏差（偏差=期望值-測量值），如果達不到預期的效果，即偏差為正，可通過修改教學進度、重點知識講解、個別同學談話等方法來改進授課技巧；如果超過預期的效果，即偏差為負時，也要修改教學進度加快加深講解內容，并對大家鼓勵表揚等。

學生學習成績的及時反饋是對課堂有效控制的重要手段之一，而影響課堂教學控制的因素是多方面的，學生的實際水平、教材等都會對課堂教學控制產生影響，而教師的素質和教學水平是影響課堂教學控制的主要因素，在課堂教學過程中，教師始終起著主導，即控制器的作用。[3]在教學中，教師的語言表達方式和質量會制約學生智力活動的方式和效率，故其首先應具有科學性，做到準確、精煉、合乎邏輯；其次應具有啟發性，教師的語言應引起學生的積極思考，打開學生的思路，激起學生的求知欲望；此外，課堂教學的語言要力求生動形象，盡量用一些恰到好處的身體語言，有助于學生對知識的理解。而在課堂提問時，對回答不出問題的學生應采取鼓勵的語言，不能傷害學生的自尊心；對于學生的作業，必須及時批改，做好記錄，及時發到學生的手中，并進行簡單的講評；對做得好的學生要點名表揚，能使學生感到教師對他們的關注，產生努力學習的動力。

但是教師的課堂控制過程是師生雙方相互協調、碰撞的過程，學生絕不僅僅是作為控制的受體而被動存在，他們也有權利去選擇——受控與反受控。[4]當教師講課太枯燥、內容已熟悉、有考試考研或競賽等事情造成課堂干擾太多時，學生就會產生倦怠心理，不注意聽講、看書、玩手機、聊天等現象就頻繁發生了，此時再靠提問、作業、成績等反饋來控制課堂就會使學生產生逆反心理，往往得不償失?？梢?，課堂紀律是一個復雜多變的動態過程，[5]教師在課前都不能預測課堂上學生的反映和突發的種種“意外”，必須采取其他可行的復雜控制手段，以便在每個教學環節都能對付各種各樣的教學意外事件。

二、生生互助的串級控制策略

串級控制系統是在簡單控制系統基礎上發展起來的，當被控對象的滯后較大，干擾較劇烈、頻繁，采用簡單控制系統不能滿足工藝要求時，可考慮采用串級控制系統。串級控制系統是由兩個控制器串接組成，外環主控制器的輸出作為內環副控制器的設定值，由于副回路的快速作用，對于進入副回路的干擾能快速地克服，減小了干擾對主變量的影響；引入副回路還改善了副對象的滯后特性，提高了主回路的響應速度和對干擾的抑制能力。

作業和考試成績需要批改等一段時間后才能反映出學生對知識的掌握情況，具有反應滯后不及時等缺點，而上課說話、吃東西、玩手機等就很快速的影響課堂紀律和教學效果，而這種影響是先影響周邊學生，再影響教師，故可在原簡單控制系統基礎上，增加學生間相互影響的副控制器構成串級控制系統。如圖2所示，教師還是課堂教學的主要控制者，而帶頭學生成為了第二控制者，通過幫助提醒不遵守紀律的同學而消除其對其他同學的影響。在班級排座位時，將班干部等帶頭學生均勻分布在班級同學中，內環靠相鄰學生班長等的反饋提醒后即可收斂，即生生互助促進課堂教學。[6]此外，有效的生生互助學習課堂可使學生思維活躍，勇于表達不同的觀點，并且交流互動易激發思維碰撞，產生出創新的火花。生生互助必須在主控制器——教師的組織引導下才能有序有效進行，教師的組織引導本身是一種師生交往，所以通過恰當的啟發和引導，使學生積極主動參與互動，通過協作學習環境，學習者群體的思維與智慧就可以被整個群體所共享，而通過團隊學習、主動學習和參與式學習等學習效果可顯著提高。而教師作為主控制器，通過認真傾聽、分析學生在與他人的對話和互動中暴露出的已有的生活經驗、思維過程，更好地把握學生的知識能力起點或對新知的理解程度，及時對預設授課內容進行調整，并將學生的差異當作課堂的資源加以利用，形成動態生成的課堂。因此，生生交往的串級控制策略是課堂教學中不可缺少的，可實現學生主動的、整體的、創造性的發展和師生的共同成長。

三、課程準備的前饋反饋控制系統

在反饋控制中，控制器是按照偏差進行控制作用的，可見偏差是前提，即先產生了不足才能進行糾正。為了彌補反饋控制的上述缺陷，即便有干擾存在，只要能預先加以補償，控制系統能避免偏差出現。在干擾還沒有影響到被控變量之前就產生控制作用的控制系統稱為前饋控制，在教師主控系統基礎上添加前饋環節，即構成了前饋反饋控制系統。圖3闡述了前饋反饋控制的原理：當系統出現擾動時，立即將其測量出來，通過前饋控制器，根據擾動量的大小改變控制變量，以抵消擾動對被控參數的影響，其中前饋控制器的設計是關鍵。

對于偶然的但情節很嚴重的干擾，如逃課情況，在第一節課的時候就要把缺勤的懲罰措施說清楚（缺勤3次取消考試資格等），而點名的時間又不確定，則學生就不會隨便逃課，有事情也會提前向教師請假；對于波動頻繁但較平緩影響較小的干擾，如遲到和吃東西等，每節課后提醒不差時間，下次上課別遲到，而課前5分鐘則提醒快點吃早餐馬上要上課了，這些現象會顯著減少；而對于那些波動頻繁又很劇烈的干擾，如上課不認真聽講、聽不懂的情況，就要采取嚴謹有效的管理措施了，本文在此采取課程準備來作為此類問題的前饋控制器。

課程準備分為課堂準備和實驗準備，在課堂準備中教師布置作業時即對下一節課的內容稍有涉及，希望同學能自己預習找到解決辦法，等下一次上課時即可對學生完成情況進行講解，及時解決、糾正學生在完成每一階段課堂準備過程中所遇到的各種問題和錯誤，同時掌握每一學生完成課堂準備的質量和進度，學生亦可根據教師本次課堂講解內容完成下一階段的課堂準備內容。學生帶著問題學習，教師針對問題教授，實現雙向交流，并為學生提供一個獨立實驗、實踐的機會，使其體驗科學探索的過程，掌握科研的方法。而實驗準備則是充分動員學生真正參與實驗前期準備工作的所有環節，并實行了全過程指導和考核管理，所以能取得一定的教學效果。具體措施：一是學生充分利用課余時間、利用實驗室開放平臺，真正參與實驗全過程，真正達到綜合設計型實驗教學目的，培養了學生的實踐動手能力和團隊合作精神；二是由于學生參與完成了所有前期準備環節，可部分減少試驗指導教師工作量，緩解了實驗室人員缺編運行之困境，同時亦可提高實驗室及儀器設備使用率?？梢?，通過嚴格控制課堂教學的每一環節，及時糾正學生每一階段存在的問題和錯誤，學生及時完成每一階段的課程準備內容，因此效果相當好。

此外，還有針對大四找工作及實習了就沒法上課，上課了就沒法實習工作的情況，采取均勻控制策略，適當請假課后補課，不懂就問跟上進度；針對不同學生，采取因材施教的分程控制等復雜控制策略，可讓各種程度的學生都積極參與到學習活動中去，從而有效地控制了課堂。

四、結束語

師生之間單向交往的課堂，教師總是根據自我的經驗執行預設的教案，較少考慮學生個體不同的經驗和思維方式，學生容易產生倦怠心理，課堂紀律和學習效果達不到預期，本文從控制策略方面分析了如何處理課堂教學中遇到的問題。首先從簡單控制策略入手分析了課堂教學的常規方法，針對課堂上出現的消極現象的不確定性，分別采取生生互助的串級控制系統和課程準備的前饋反饋控制系統等復雜控制策略進行改進。課堂控制分析顯示：采用串級控制系統的方法能較好遏制學生上課聊天吃東西等惡習，并能調動學生積極性和學習效果；采用前饋反饋控制系統的方法則能有效避免學生遲到和逃課現象，同時課程準備可促使學生預習和實踐，為課堂教學打好了基礎。

參考文獻：

[1]年漪蓓.智能控制對控制課堂教學不確定性的啟示[J].當代教育科學，2008，（19）：24-26.

[2]志民，榮麗紅.現代控制理論課程改革初探[J].牡丹江師范學院學報（自然科學版），2012，（3）：68-69.

[3]王憶瀘.淺論課堂教學控制[J].中國商界，2010，（6）：215.

[4]麻秋芬.點火還是滅火——淺議課堂激活[J].上海教育科研，

2008，（5）：87-88.

[5]王麗君，趙春曉.基于復雜系統的課堂紀律轉變的研究[J].計算機工程與設計，2009，（3）：737-739.

[6]唐荷意.促進生生交往成就理想課堂[J].湖北社會科學，2012，

（4）：175-177.

（責任編輯：孫晴）