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輸出式課堂教學(xué)案例范文第1篇

一、案例教學(xué)大體經(jīng)過(guò)以下步驟

（一）課前準(zhǔn)備工作

1、依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，正確選擇教學(xué)案例。這是審計(jì)教學(xué)案例能否成功的基礎(chǔ)，案例選得好，教師在分析案例時(shí)，才有邏輯推理的空間，才能分析的有聲有色、形象生動(dòng)、吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生進(jìn)入問(wèn)題情景，從而提高審計(jì)的教學(xué)效果。教師要根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)要求，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，搜集和整理審計(jì)案例的背景材料，講授剖析審計(jì)案例的相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)審計(jì)案例的種類、性質(zhì)、內(nèi)容和分析評(píng)價(jià)的要求等進(jìn)行必要的簡(jiǎn)明介紹。教師選用的審計(jì)案例應(yīng)考慮以下因素：

（1）實(shí)用性。教學(xué)案例來(lái)源于實(shí)踐，根據(jù)實(shí)際工作中出現(xiàn)的問(wèn)題整理而成，不能隨意主觀臆造脫離實(shí)際的教學(xué)案例。

（2）相關(guān)性。教學(xué)案例必須與教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)，有一種內(nèi)在的聯(lián)系。

（3）典型性。教學(xué)案例應(yīng)具有代表性，不能把所有的問(wèn)題都作為案例，必須有目的的選擇一些典型案例，對(duì)學(xué)生能起到舉一反三、觸類旁通的作用。

（4）思考性。教學(xué)案例要有一定的難度，不能過(guò)于簡(jiǎn)單，要有的放矢的設(shè)置一些問(wèn)題，讓學(xué)生思考。

2、指導(dǎo)督促學(xué)生在課前做好案例分析準(zhǔn)備。案例教學(xué)重在學(xué)生的積極參與，否則案例教學(xué)就不會(huì)成功。實(shí)施案例教學(xué)前一周左右，教師應(yīng)寫(xiě)出該節(jié)課的教案印發(fā)給學(xué)生，通過(guò)教案指導(dǎo)學(xué)生在授課前預(yù)習(xí)教材上該節(jié)的內(nèi)容，熟悉案例，查閱一些必要的參考資料。依據(jù)情況，還可要求學(xué)生寫(xiě)出案例分析的發(fā)言提綱，讓學(xué)生為課堂的案例教學(xué)做好充分的準(zhǔn)備。

（二）課堂案例討論。審計(jì)案例討論旨在說(shuō)明審計(jì)案例，分析存在的問(wèn)題，提出解決的途徑和措施。教師在課堂上主要起組織引導(dǎo)的作用。每個(gè)教學(xué)案例所涉及的問(wèn)題都應(yīng)該由學(xué)生自己進(jìn)行分析和討論。如果觀點(diǎn)不一致，可展開(kāi)辯論，學(xué)生可以分別從自身角度對(duì)同一審計(jì)案例進(jìn)行剖析，闡述自己的看法，相互辯論，形成良好的自由討論氣氛和環(huán)境。教師在討論中要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生成為案例討論的主角，爭(zhēng)取讓每個(gè)人都參與到討論中來(lái)，做到暢所欲言、各抒己見(jiàn)。當(dāng)學(xué)生的討論發(fā)生偏離時(shí)，應(yīng)注意掌握案例討論的方向，使案例討論緊緊圍繞中心展開(kāi)；當(dāng)學(xué)生的討論發(fā)生分歧時(shí)，應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)，把問(wèn)題討論引向深入，同時(shí)還要善于發(fā)現(xiàn)獨(dú)特新穎的見(jiàn)解。教師還可以向?qū)W生不斷地提出問(wèn)題，要求學(xué)生回答，甚至故意給學(xué)生出“難題”，迫使學(xué)生動(dòng)腦筋去思考。采用這種讓學(xué)生積極參與的“蘇格拉底式”的教育方法，能有效地開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維潛能，學(xué)到的知識(shí)也最扎實(shí)。

（三）課堂案例分析。案例分析是進(jìn)行審計(jì)案例教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，它是以學(xué)生為主體對(duì)案例進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)并得出結(jié)論的一種創(chuàng)造性教學(xué)活動(dòng)。在進(jìn)行審計(jì)案例分析時(shí)，教師只是對(duì)案例的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題做一些必要的分析解釋。在教師的指導(dǎo)下，通過(guò)對(duì)審計(jì)案例廣泛地討論，要求學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行案例分析，從而掌握正確處理和解決問(wèn)題的思路和方法。在案例分析的過(guò)程中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析。教學(xué)案例可以是正面的，也可以是反面的；可以是完整的，也可以是有缺陷的。即教師有時(shí)故意把教學(xué)案例中的一些已知條件去掉，讓學(xué)生觀察思考，充實(shí)案例的內(nèi)容。學(xué)生在這種是與非、正與反、點(diǎn)與面、此與彼、表與里的狀態(tài)中學(xué)習(xí)，才能真正學(xué)會(huì)思考，變“死學(xué)”為“活學(xué)”。

（四）教師總結(jié)。在學(xué)生對(duì)審計(jì)案例進(jìn)行討論，做出分析和評(píng)價(jià)結(jié)論之后，教師要進(jìn)行歸納總結(jié)，做出恰如其分的評(píng)判。點(diǎn)評(píng)案例分析的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，指出學(xué)生分析評(píng)價(jià)結(jié)論中的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生新穎意見(jiàn)的獨(dú)特之處要給予肯定，同時(shí)提出需要深入思考的問(wèn)題，促使學(xué)生進(jìn)行廣泛地調(diào)查研究，自覺(jué)運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，重新進(jìn)行認(rèn)識(shí)，達(dá)到學(xué)以致用、融會(huì)貫通的效果。實(shí)施案例教學(xué)法可以激發(fā)學(xué)生的開(kāi)拓性思維，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立決策的能力，而且可以使學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)直接應(yīng)用于實(shí)踐中，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際工作能力。

二、采取各種手段，為實(shí)施審計(jì)案例教學(xué)創(chuàng)造條件

（一）建立審計(jì)教學(xué)案例庫(kù)。實(shí)施案例教學(xué)要運(yùn)用大量教學(xué)案例，教師要十分重視收集和整理教學(xué)案例，按課程建立內(nèi)容豐富的教學(xué)案例庫(kù)。教師可以通過(guò)參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，深入企業(yè)收集案例；也可動(dòng)員學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)收集教學(xué)案例；或依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，參考有關(guān)資料，自己設(shè)計(jì)教學(xué)案例；也可以建立校際之間的合作，互相交流教學(xué)案例。

（二）完善審計(jì)實(shí)驗(yàn)室。近年來(lái)，一些學(xué)校對(duì)審計(jì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)已開(kāi)始得到重視，但還存在不少問(wèn)題：一是仍停留在手工記賬程序上，電算化審計(jì)項(xiàng)目有待開(kāi)發(fā)；二是行業(yè)審計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，大多是制造業(yè)企業(yè)審計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其他行業(yè)審計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有待開(kāi)發(fā)；三是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本上局限在財(cái)務(wù)審計(jì)上，預(yù)算審計(jì)、基建審計(jì)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有待開(kāi)發(fā)；四是實(shí)驗(yàn)室硬件簡(jiǎn)陋，如場(chǎng)地面積小、實(shí)驗(yàn)設(shè)施落后，有待提高實(shí)驗(yàn)室硬件的檔次；五是沒(méi)有配備專職的實(shí)驗(yàn)員。

輸出式課堂教學(xué)案例范文第2篇

[關(guān)鍵詞]教學(xué)改革；分子對(duì)接；AutoDockvina軟件；虛擬篩選；藥物化學(xué)

藥物設(shè)計(jì)是藥物化學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容，藥物設(shè)計(jì)主要基于經(jīng)典的藥物化學(xué)原理、生物大分子的結(jié)構(gòu)信息和已知化合物的結(jié)構(gòu)信息，構(gòu)建具有藥理活性的小分子化合物，旨在提供候選藥物，為創(chuàng)新藥物的研究提供物質(zhì)基礎(chǔ)。藥物設(shè)計(jì)學(xué)課程的目標(biāo)是讓藥學(xué)本科生掌握藥物分子設(shè)計(jì)的基本原理、研究?jī)?nèi)容和研究方法，建立藥物分子設(shè)計(jì)的思路和理念[1]。分子對(duì)接(MolecularDocking)是兩個(gè)或多個(gè)分子之間通過(guò)幾何匹配和能量匹配而相互識(shí)別的過(guò)程[2-3]。分子對(duì)接在藥物分子設(shè)計(jì)中具有十分重要的意義。分子對(duì)接也是藥物虛擬篩選的一種常用方法，通過(guò)分子對(duì)接可以從化合物庫(kù)中篩選出潛在的活性先導(dǎo)化合物，也可以揭示藥物小分子和生物靶點(diǎn)之間的相互作用方式，預(yù)測(cè)化合物的親和力及活性，也可以用于先導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化等[4]。目前，多重耐藥菌以及耐藥菌感染引發(fā)的死亡等問(wèn)題已成為全球關(guān)注的醫(yī)學(xué)與社會(huì)問(wèn)題，嚴(yán)重地威脅著感染性疾病的治療，為此迫切需要能夠抵抗多重耐藥菌的具有新結(jié)構(gòu)與新作用機(jī)制的抗菌藥物[5-6]。而細(xì)菌RNA聚合酶已成為最熱門(mén)的一類抗菌藥物靶標(biāo)，開(kāi)發(fā)其相應(yīng)的抑制劑克服已有抗生素的耐藥性具有重要的意義[7]。分子對(duì)接作為藥物設(shè)計(jì)學(xué)課程中主要內(nèi)容，既是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。筆者根據(jù)多年從事新型抗菌藥物的研究經(jīng)歷，結(jié)合科研工作實(shí)踐，在桂林醫(yī)學(xué)院藥學(xué)專業(yè)的藥物設(shè)計(jì)學(xué)課程的教學(xué)案例中，以“虛擬篩選細(xì)菌RNA聚合酶抑制劑”作為教學(xué)切入點(diǎn)，以AutoDockvina、PyMOL和LigPlot等藥物設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行虛擬篩選，通過(guò)自建的小型化合物庫(kù)，虛擬篩選細(xì)菌RNA聚合酶抑制劑。本案例的設(shè)計(jì)目的是讓學(xué)生熟悉如何從數(shù)據(jù)庫(kù)選擇合適的靶點(diǎn)作為研究對(duì)象，化合物庫(kù)的構(gòu)建，蛋白及小分子的預(yù)處理，以及AutoDockvina的對(duì)接流程，PyMOL和LigPlot的作圖方法等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，了解和熟練掌握通過(guò)虛擬篩選的手段從化合物庫(kù)中發(fā)現(xiàn)新型活性先導(dǎo)化合物的方法。

1教學(xué)案例的設(shè)計(jì)

1.1軟件介紹

AutoDock是由美國(guó)Scripps研究所的OIson小組開(kāi)發(fā)的分子對(duì)接軟件包[8-9]。AutoDock程序目前最新的版本為4.2.6。AutoDockvina是一個(gè)開(kāi)源的分子對(duì)接程序[10]，最初由OlegTrott博士在Scripps研究所的分子圖形實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的。AutoDockvina與AutoDock相比，前者大大提高了準(zhǔn)確性，而且AutoDockvina可以利用系統(tǒng)上的多個(gè)CPU或CPU內(nèi)核來(lái)顯著縮短運(yùn)行時(shí)間。AutoDockvina是目前最為廣泛使用的虛擬篩選軟件之一。PyMOL是一款經(jīng)典的三維分子結(jié)構(gòu)顯示軟件[11-12]。PyMOL已廣泛應(yīng)用于正式發(fā)表的科學(xué)研究文獻(xiàn)中的三維分子結(jié)構(gòu)顯示。本教學(xué)案例使用的PyMOL版本為1.7.4。LigPlot是一款針對(duì)學(xué)術(shù)用戶的軟件[13]，是免費(fèi)、開(kāi)源二維的結(jié)構(gòu)顯示軟件，可自動(dòng)生成二維配體-蛋白質(zhì)相互作用圖，最新版本是LigPlot+v2.2，能夠鏈接到PyMOL軟件。

1.2AutoDock分子對(duì)接方法的建立

1.2.1小分子化合物庫(kù)的建立在本次教學(xué)案例中，首先安排學(xué)生在課前進(jìn)行化合物庫(kù)的建立。從文獻(xiàn)中收集具有抗菌活性的中藥單體化合物，先使用ChemDraw軟件繪制出單體化合物的結(jié)構(gòu)，再用Caculations-MM2-MinimizeEnergy模塊對(duì)小分子化合物進(jìn)行能量?jī)?yōu)化，并保存成mol2格式。用raccoon軟件將mol2格式批量轉(zhuǎn)換為pdbqt格式，創(chuàng)建一個(gè)包含5個(gè)化合物(化合物1-5)的小型數(shù)據(jù)庫(kù)。1.2.2蛋白的預(yù)處理從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)獲取細(xì)菌RNA聚合酶三維結(jié)構(gòu)(PDBID：3DXJ)。利用PyMOL1.7.4軟件，保留蛋白的C和D鏈，除去其他鏈，除去水分子(保留D鏈的H2O1539)，除去金屬離子，將處理好的蛋白保存為3dxjp.pdb。在AutoDock4.2軟件中，將3dxjp.pdb添加氫原子，計(jì)算電荷，設(shè)置原子類型為AssignAD4type，并保存為3dxjp.pdbqt格式。1.2.3配體小分子的預(yù)處理利用PyMOL軟件，從蛋白晶體復(fù)合物中提取出共晶配體NE6，并保存為NE6.pdb格式。將NE6.pdb在Chem3DPro14.0中使用MM2力場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)象優(yōu)化，保存為pdb格式。在AutoDockTools中的Ligand模塊打開(kāi)此配體，在Ligand模塊中選擇ChooseTorsions彈出的TorsionCount對(duì)話框，并保存為NE6.pdbqt文件。1.2.4設(shè)置Grid參數(shù)打開(kāi)3dxjp.pdbqt和NE6.pdbqt，設(shè)置Grid參數(shù)，以蛋白的活性位點(diǎn)(centerx=-11.5，centery=58.49，centerz=4.587)為中心；設(shè)置x=50，y=50，z=50，xyz分別表示在各方向上的格點(diǎn)的數(shù)量；Spacing設(shè)置為0.375?，設(shè)置完成后保存為grid.gpf文件。1.2.5設(shè)置Docking參數(shù)在AutoDockTools中的Docking模塊打開(kāi)保存好的兩個(gè)pdbqt文件，SearchParameters選擇遺傳算法(GeneticAlgorithm)，NumberofGARuns設(shè)置為10，MaximumNumberofevals設(shè)置為250000，其他參數(shù)為默認(rèn)，輸出文件保存為dock.dpf文件。1.2.6執(zhí)行運(yùn)算在鍵盤(pán)運(yùn)行win+R，輸入cmd命令，使用cd命令進(jìn)入工作文件夾。輸入autogrid4-grid.gpf-lgrid.glg運(yùn)行程序，輸出grid.glg文件。再輸入autodock4-pdock.dpf-ldock.dlg，輸出dock.dlg文件。在AutoDockTools的Analyze板塊中對(duì)dlg格式文件進(jìn)行分析，保存最優(yōu)構(gòu)象。為檢查Autodock4.2參數(shù)設(shè)置的合理性，將共晶配體NE6與蛋白3DXJ按上述參數(shù)設(shè)置進(jìn)行分子對(duì)接，然后把對(duì)接前后的NE6的結(jié)構(gòu)相比較。在VMD1.9.3軟件中，對(duì)NE6和保存的最優(yōu)構(gòu)象計(jì)算均方根偏差(RMSD)值，如果RMSD值＜2?，說(shuō)明建立的分子對(duì)接模型可靠性較高。也可以利用PyMOL軟件比較對(duì)接前后的共晶配體的構(gòu)象(圖1)，如果疊合度很高，也能說(shuō)明對(duì)接模型的可靠性較高。

1.3AutoDockvina虛擬篩選

根據(jù)以上建立的分子對(duì)接模型，將對(duì)接參數(shù)寫(xiě)進(jìn)AutoDockvina的配置文件conf.txt，這個(gè)文件里面寫(xiě)上用于對(duì)接的詳細(xì)參數(shù)。然后通過(guò)win+R進(jìn)入運(yùn)行窗口，輸入“cmd”進(jìn)入命令行窗口，進(jìn)入AutoDockvina工作文件夾。輸入“vina--configconf.txt”，回車，運(yùn)行該程序完成對(duì)接的虛擬篩選。所得對(duì)接結(jié)果如表1所示。對(duì)接結(jié)果顯示Ser1084、Gln1019、Gly620、Leu618等關(guān)鍵氨基酸分別與化合物4上與氮原子直接相連的羰基、羥基及六元環(huán)上氧原子存在氫鍵相互作用；而其他氨基酸如Val1466、Trp1038、Val1037、Glu1034、Leu619、Asn617、Lys621、Ile1467等與該化合物有疏水作用。

2教學(xué)效果及學(xué)生反饋

在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)受體蛋白的預(yù)處理和對(duì)接過(guò)程會(huì)遇到一些困難，老師會(huì)重點(diǎn)解答同學(xué)們的以下幾個(gè)疑問(wèn)：(1)為什么要對(duì)受體蛋白進(jìn)行加氫處理？蛋白晶體復(fù)合物結(jié)構(gòu)中通常會(huì)缺少氫原子的坐標(biāo)，而氫原子尤其是極性氫原子對(duì)計(jì)算靜電作用是必須的。因此，在利用AutoDock進(jìn)行對(duì)接時(shí)，需要給蛋白加上氫原子，也可以利用PyMOL軟件來(lái)快速完成這個(gè)操作，依次點(diǎn)選Edit-Hydrogen-Add-Polaronly，加上的氫原子會(huì)以白色短線形式出現(xiàn)。(2)可以通過(guò)幾種途徑來(lái)準(zhǔn)備配體小分子？①利用ChemDraw軟件準(zhǔn)備配體小分子。如果是未有文獻(xiàn)報(bào)道的小分子化合物，先在ChemDraw2D畫(huà)好結(jié)構(gòu)式，然后復(fù)制到ChemDraw3D做能量?jī)?yōu)化。能量?jī)?yōu)化步驟：Caculations-MM2-minimizeenergy-Run，然后File-Saveas-SYBYL2(*.mol2)，留待在AutoDock中進(jìn)一步處理備用。②利用PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)下載復(fù)雜分子。如果是已知的化合物，尤其一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的分子，例如細(xì)菌RNA聚合酶抑制劑利福霉素(Rifamycin)，如果我們還是用ChemDraw2D來(lái)畫(huà)結(jié)構(gòu)式，會(huì)很容易畫(huà)錯(cuò)，所以建議大家直接登錄PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)下載2D或者3D結(jié)構(gòu)。那么怎樣選擇一個(gè)合適的蛋白作為研究對(duì)象呢？在實(shí)際的課堂教學(xué)中，我們一般會(huì)建議學(xué)生基于如下條件選取晶體結(jié)構(gòu)：解析度盡可能高、盡可能未有氨基酸殘基缺失或突變、優(yōu)先選擇人源、有文獻(xiàn)報(bào)道的且?guī)в泄簿潴w的復(fù)合物晶體等。總之，我們建議同學(xué)們?cè)诓恢涝趺催x蛋白作為研究對(duì)象的情況下，就多看文獻(xiàn)找思路。(3)如何在分子模擬水平上驗(yàn)證分子對(duì)接結(jié)果的可靠性？如果已經(jīng)有明確的共晶配體分子的晶體復(fù)合物作為研究對(duì)象，我們?cè)诮⒎肿訉?duì)接模型用于虛擬篩選之前，必須進(jìn)行晶體復(fù)合物重現(xiàn)性研究，即Re-dock研究。也就是要用復(fù)合物中的共晶配體作為配體小分子，在AutoDock中設(shè)置相關(guān)參數(shù)，對(duì)接以后得到的構(gòu)象，再與對(duì)接前的原配體的構(gòu)象進(jìn)行比較，以RMSD值來(lái)評(píng)價(jià)兩者之間相似度的差距。一般認(rèn)為RMSD＜2?，才能說(shuō)明對(duì)接后得到的構(gòu)象與原配體差別較小，如果分子對(duì)接可以很好重現(xiàn)了復(fù)合物中蛋白與配體小分子的結(jié)合情況，即側(cè)面證明了分子對(duì)接方法可靠性較高。本課程的授課對(duì)象為藥學(xué)三年級(jí)的本科生，學(xué)生已學(xué)習(xí)過(guò)藥物化學(xué)、生物化學(xué)、藥理學(xué)等專業(yè)課程，具備一定的藥學(xué)專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，也具有一定藥學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。但是，部分同學(xué)初次接觸計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)軟件，專業(yè)外語(yǔ)的基礎(chǔ)薄弱，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)藥物分子設(shè)計(jì)的軟件過(guò)程中會(huì)遇到許多困難。通過(guò)對(duì)以上學(xué)情的分析，筆者在本案例的教學(xué)過(guò)程中，首先通過(guò)雨課堂的方式把相關(guān)藥物分子設(shè)計(jì)的軟件操作教程提前發(fā)送給學(xué)生，并錄制軟件的操作視頻，讓學(xué)生課前充分地熟悉軟件的使用方法。在實(shí)際的課堂教學(xué)中，老師從小分子化合物庫(kù)的構(gòu)建及預(yù)處理，蛋白大分子的下載以及優(yōu)化等最簡(jiǎn)單的步驟開(kāi)始演示，對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解答。鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與探索，采用小組交流討論，鼓勵(lì)同學(xué)之間互相幫助。通過(guò)這些舉措，學(xué)生可快速學(xué)會(huì)軟件的用法，顯著提高了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。該教學(xué)案例的設(shè)計(jì)也融入藥物設(shè)計(jì)學(xué)課程考核中，是重要的考核內(nèi)容。藥物設(shè)計(jì)學(xué)課程的成績(jī)組成為：期評(píng)成績(jī)=教學(xué)案例的課程作業(yè)+文獻(xiàn)報(bào)告+課堂表現(xiàn)+PPT制作及講解。我們要求學(xué)生在實(shí)施這個(gè)教學(xué)案例后，把分子對(duì)接的結(jié)果發(fā)送給老師，以及通過(guò)PyMOL和LigPLot軟件制作小分子與蛋白靶標(biāo)的相互作用圖，通過(guò)PPT制作與講解，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生走上講臺(tái)，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問(wèn)題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及表達(dá)能力。在課后調(diào)研過(guò)程中，學(xué)生均表示了對(duì)藥物設(shè)計(jì)軟件的歡迎，也有同學(xué)表示在老師課堂演示之后，分子對(duì)接實(shí)踐由學(xué)生自行開(kāi)展，對(duì)軟件的安裝、熟悉和使用需要花費(fèi)一定的時(shí)間精力，部分學(xué)生由于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較弱，學(xué)習(xí)具體操作存在一定困難，而被卡在某操作環(huán)節(jié)，這個(gè)時(shí)候更加需要老師和同學(xué)幫助其解決技術(shù)難關(guān)。調(diào)研結(jié)果同時(shí)表明，學(xué)生很喜歡這種極具實(shí)戰(zhàn)性的藥物分子虛擬篩選的案例課程，也希望學(xué)校多配置高性能計(jì)算機(jī)，多開(kāi)展專門(mén)的藥物設(shè)計(jì)軟件的系統(tǒng)培訓(xùn)，從而幫助我校藥學(xué)專業(yè)學(xué)生更好地熟悉軟件的使用，提高學(xué)生藥物分子設(shè)計(jì)和虛擬篩選的能力。

3結(jié)語(yǔ)

輸出式課堂教學(xué)案例范文第3篇

關(guān)鍵詞：交互式；電子白板；教學(xué)應(yīng)用；教學(xué)參與

一、交互式電子白板教學(xué)應(yīng)用簡(jiǎn)介

作為一種基于電子計(jì)算機(jī)平臺(tái)的輸入和輸出設(shè)備，交互式電子白板不但有良好的人機(jī)交互體驗(yàn)，而且作為當(dāng)下最熱門(mén)的教學(xué)智能平臺(tái)之一，其無(wú)論是在對(duì)平臺(tái)的集成、擴(kuò)展還是系統(tǒng)的支持、適配等方面都表現(xiàn)優(yōu)異。眼下交互式電子白板主要具有多媒體演示、資源管理、操作交互、書(shū)寫(xiě)批注等功能。

二、交互式電子白板在課堂教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值

1.創(chuàng)設(shè)教學(xué)互動(dòng)場(chǎng)景，增進(jìn)學(xué)生教學(xué)參與度

交互式電子白板使我國(guó)的課堂教學(xué)在技術(shù)領(lǐng)域的突破上邁出一大步，教師通過(guò)對(duì)電子白板的靈活使用，不但可以在已有師生關(guān)系的基礎(chǔ)上，適當(dāng)創(chuàng)設(shè)供二者進(jìn)行課堂交互的互動(dòng)情景，而且還能借助這些多樣化的情景活動(dòng)幫助學(xué)生更快更好地完成對(duì)課堂知識(shí)體系的建構(gòu)過(guò)程，極大程度上為學(xué)生提升學(xué)習(xí)效率以及學(xué)習(xí)效果。而且，在使用電子白板期間，教師還能夠積極鼓舞學(xué)生參與到情景對(duì)話中，開(kāi)闊學(xué)生看待事物和認(rèn)識(shí)事物的思維方式以及學(xué)習(xí)視野，為學(xué)生對(duì)課堂問(wèn)題的探討和摸索，提供相對(duì)廣闊的思考空間。這樣既培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的思維深度，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)性，從而形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以保證教學(xué)質(zhì)量。

2.生動(dòng)娛樂(lè)化教學(xué)內(nèi)容，降低教學(xué)難度

一般來(lái)說(shuō)，如果是正處于低年齡段的學(xué)生，他們往往會(huì)在跟隨老師思路學(xué)習(xí)的過(guò)程中，很難理解教學(xué)課本中相對(duì)更抽象且難度較大的概念性問(wèn)題。但是往往教師因?yàn)槿狈线m的演示平臺(tái)，難以達(dá)到該教學(xué)效果。而在有了交互式電子平板以后，教師很容易利用白板中的圖形切換功能，讓兩者的面積求解過(guò)程以動(dòng)態(tài)可感的動(dòng)畫(huà)形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣既方便教師運(yùn)用轉(zhuǎn)化法來(lái)演示兩者計(jì)算過(guò)程中的聯(lián)系和區(qū)別，還能使學(xué)生在理解該問(wèn)題的過(guò)程中思路更清晰，對(duì)其中的邏輯推理過(guò)程把握得更透徹，同時(shí)還增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于抽象類問(wèn)題的思維能力以及空間想象能力，從而降低教師在教學(xué)中的講解難度。

3.實(shí)時(shí)捕捉教學(xué)重點(diǎn)，方便課堂素材記錄與整理

教師與學(xué)生展開(kāi)情景互動(dòng)以及在課堂中為學(xué)生解答疑問(wèn)時(shí)，必然會(huì)面臨需要及時(shí)記錄學(xué)生重難點(diǎn)的問(wèn)題，及時(shí)給予反饋回答，并將其記錄到課后教學(xué)改進(jìn)方案的過(guò)程中，這種教學(xué)需要在交互式電子白板的互動(dòng)教學(xué)環(huán)境下得以滿足和解決。因?yàn)榻處熢趯?shí)際演示課件的過(guò)程中，可以隨時(shí)在課件中對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)批注，同時(shí)還能根據(jù)本次課程記錄的回放內(nèi)容對(duì)該課堂的教學(xué)效果進(jìn)行總結(jié)，捕捉其中的精華內(nèi)容，并保存和歸檔到系統(tǒng)內(nèi)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自我總結(jié)和獨(dú)立思考，從而提升課堂的整體教學(xué)質(zhì)量。

三、交互式電子白板的教學(xué)案例分析

1.教學(xué)案例

筆者在這里選取小學(xué)三年級(jí)數(shù)學(xué)課程中的“平移和旋轉(zhuǎn)”作為本次分析的教學(xué)案例，本次課程的主要教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生在觀察平面幾何物體的過(guò)程中，學(xué)會(huì)辨別幾何物體，再分別進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移運(yùn)動(dòng)的區(qū)別，了解兩者之間的運(yùn)動(dòng)特征以及變化規(guī)律。在本次教學(xué)中，教師不僅充分利用交互式電子白板的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而且還利用平移與旋轉(zhuǎn)各自的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)豐富有趣的課堂互動(dòng)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到活動(dòng)中，并幫助其在實(shí)踐活動(dòng)中建立對(duì)本次教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知與理解，同時(shí)對(duì)其產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

2.教學(xué)效果

“平移和旋轉(zhuǎn)”是北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)下冊(cè)內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生來(lái)講比較抽象。本節(jié)課王穎老師能從學(xué)生年齡特征與認(rèn)知發(fā)展規(guī)律出發(fā)組織教學(xué)，為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)素材，組織有效的探究活動(dòng)，發(fā)展了學(xué)生的空間觀念，體驗(yàn)學(xué)習(xí)“空間與圖形”的樂(lè)趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的好奇心、自信心。

本節(jié)課教學(xué)中教師從大量感性、直觀的生活實(shí)例入手，讓學(xué)生在以往生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，感知平移和旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)特征。學(xué)生興趣濃厚，能很好理解平移和旋轉(zhuǎn)，能分辨出平移和旋轉(zhuǎn)的特征，并舉出生活中的例子，也體驗(yàn)到平移和旋轉(zhuǎn)的不同之處。同時(shí)，整節(jié)課注重在練習(xí)中拓展，練習(xí)設(shè)計(jì)由淺入深，突出變化，培養(yǎng)學(xué)生觀察思考能力。在教學(xué)重難點(diǎn)上，大膽放手，讓學(xué)生操作、動(dòng)手畫(huà)、到交互式電子白板前演示，把課堂回歸給學(xué)生，讓學(xué)生真正感受到生活中有數(shù)學(xué)，體會(huì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的快樂(lè)！

參考文獻(xiàn)：

[1]石映輝，楊宗凱，楊浩，劉三（女牙）.國(guó)外交互式電子白板教育應(yīng)用研究[J].中國(guó)電化教育，2012.

輸出式課堂教學(xué)案例范文第4篇

思考之一：從課堂教學(xué)反饋的主體出發(fā)，織好教師講解與學(xué)生感悟的關(guān)系網(wǎng)。

眾所周知，在教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生作為課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，必須能動(dòng)地參與學(xué)習(xí)活動(dòng)的全過(guò)程，把課堂獲得的信息“內(nèi)化”為自身的認(rèn)識(shí)系統(tǒng)，教師的教是為學(xué)生的學(xué)服務(wù)的，教學(xué)是教師與學(xué)生的雙邊活動(dòng)，不是教師一人的活動(dòng)。因此，課堂教學(xué)要重視激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與、主動(dòng)思考的能動(dòng)性，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，這就要求教師重視學(xué)生的反饋，把信息反饋貫穿于教學(xué)過(guò)程的始終。

【教學(xué)案例一】“可能性的大小”的教學(xué)

為了讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)到可能性有大有小，有教師設(shè)計(jì)了“分組摸球”的活動(dòng)：每個(gè)小組的袋子里都有8個(gè)球，分為黃、白兩色，但黃球、白球的個(gè)數(shù)不同。小組活動(dòng)完畢，各小組爭(zhēng)相匯報(bào)活動(dòng)情況，教師在黑板上展示，但到第五小組匯報(bào)時(shí)，出現(xiàn)了袋里有5個(gè)黃球，3個(gè)白球，但該組學(xué)生摸到白球的次數(shù)反而比摸到黃球的次數(shù)多的情況，因此該組學(xué)生堅(jiān)決不同意“袋里什么顏色的球多，摸到這種顏色的球的可能性就大”的說(shuō)法。于是教師反復(fù)向?qū)W生解釋為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況，力求以理服人，使學(xué)生認(rèn)同自己的看法。但教師費(fèi)了不少口舌，學(xué)生卻拒不接受。教師最終無(wú)奈地說(shuō)了句“以后你會(huì)明白老師說(shuō)的是正確的”，然后繼續(xù)后面的教學(xué)……

【剖析】

對(duì)于“統(tǒng)計(jì)與概率”方面的知識(shí)，本身就容易受到樣本的多少以及實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范方面的影響。第五小組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)摸出的白球次數(shù)比摸出的黃球次數(shù)多的情況，有可能是黃球和白球的數(shù)量之間相差不大造成的，也有可能是實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，摸出一個(gè)球后沒(méi)有搖勻造成的。對(duì)于這樣的結(jié)果，光靠教師講解顯然是不行的，因?yàn)閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就是這樣，此時(shí)教師的苦口婆心往往會(huì)適得其反。

【對(duì)策建議】

在課堂教學(xué)中，如果出現(xiàn)了和正確的知識(shí)點(diǎn)相悖的反饋信息時(shí)，教師首先應(yīng)弄清出現(xiàn)這樣錯(cuò)誤信息的原因是什么，可以讓學(xué)生說(shuō)一說(shuō)這個(gè)信息得到的過(guò)程和細(xì)節(jié)，教師根據(jù)學(xué)生的描述和回答判斷他們有可能是在哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題;也可以讓學(xué)生按照正確的方法重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)最終得到正確的結(jié)論;還可以讓其他小組的學(xué)生說(shuō)一說(shuō)他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的理解，通過(guò)學(xué)生間的交流讓學(xué)生用自己的語(yǔ)言來(lái)引導(dǎo)產(chǎn)生錯(cuò)誤論點(diǎn)的學(xué)生自主修正觀點(diǎn)。在這個(gè)過(guò)程中，教師應(yīng)該做的是適時(shí)的引導(dǎo)，而非灌輸式的傳遞。在經(jīng)歷了這樣的修正、感悟的過(guò)程之后，有收獲的將不止是產(chǎn)生錯(cuò)誤的學(xué)生，對(duì)其他學(xué)生而言，他們認(rèn)識(shí)問(wèn)題的角度會(huì)更全面，頭腦中認(rèn)知結(jié)構(gòu)會(huì)更合理。總之，教師首先應(yīng)該認(rèn)識(shí)到學(xué)生是發(fā)展中的人，心智尚未成熟，受年齡特點(diǎn)和已有知識(shí)水平的限制，在自主探究、合作交流中難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤，作為教師要傾聽(tīng)學(xué)生的反饋，理解學(xué)生在反饋中所包含的信息，剖析學(xué)生產(chǎn)生這一信息的思維過(guò)程，這將有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)更深層次的理解與應(yīng)用，也將有利于教師對(duì)課堂教學(xué)的有效把握。

思考之二：從課堂反饋的目的出發(fā)，織好學(xué)習(xí)結(jié)果與學(xué)習(xí)過(guò)程的關(guān)系網(wǎng)。

著名的數(shù)學(xué)教育家斯托利亞認(rèn)為：“數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)思維活動(dòng)的教學(xué)，而不是教學(xué)活動(dòng)的結(jié)果的教學(xué)。”因此，在教學(xué)實(shí)踐中，教師不僅要注重學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，更要重視學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程，織好學(xué)習(xí)結(jié)果與學(xué)習(xí)過(guò)程的關(guān)系網(wǎng)。

【教學(xué)案例二】“三角形面積的計(jì)算”的教學(xué)

師：今天學(xué)習(xí)三角形面積的計(jì)算，請(qǐng)同學(xué)們翻開(kāi)書(shū)。你能從書(shū)上學(xué)到什么？大家可以互相交流，不懂的地方進(jìn)行討論。

生1：我知道三角形的面積計(jì)算公式是面積=底×高÷2。

生2：我知道三角形面積的字母公式是S=ah÷2。

生3：我知道兩個(gè)三角形可以拼成一個(gè)正方形或平行四邊形。

……

師：下面我們利用所學(xué)的公式來(lái)求三角形面積。

【剖析】

上述教學(xué)案例中，教師片面地認(rèn)為三角形的面積計(jì)算公式可以讓學(xué)生通過(guò)自學(xué)獲得，殊不知，學(xué)生只知道公式推導(dǎo)出來(lái)的最終結(jié)果，只了解其中直觀的部分。如果教師進(jìn)一步提問(wèn)，你們知道三角形的面積公式是怎么來(lái)的嗎？估計(jì)會(huì)回答的學(xué)生就很少了。這就說(shuō)明，大多數(shù)學(xué)生對(duì)于推導(dǎo)公式的過(guò)程是很難通過(guò)靜態(tài)的課本來(lái)理解的，而是要經(jīng)過(guò)動(dòng)手實(shí)踐、動(dòng)腦思考等一系列的思維活動(dòng)才能逐漸內(nèi)化。

【對(duì)策建議】

面積公式不難理解，學(xué)生通過(guò)記憶面積公式也會(huì)進(jìn)行面積計(jì)算。但是這樣所學(xué)到的知識(shí)，學(xué)生只會(huì)生搬硬套，題目稍有變化就會(huì)束手無(wú)策。因此，筆者認(rèn)為，這節(jié)課的教學(xué)更重要的是通過(guò)讓學(xué)生推導(dǎo)三角形面積公式來(lái)滲透化歸的數(shù)學(xué)思想;讓學(xué)生在活動(dòng)中感受圖形的聯(lián)系和變化的同時(shí)，促進(jìn)智慧的生成;讓學(xué)生通過(guò)有意義的動(dòng)手、動(dòng)腦活動(dòng)感受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，體驗(yàn)成功的快樂(lè)。為此，筆者建議“三角形面積的計(jì)算”的教學(xué)，應(yīng)先回顧平行四邊形面積公式推導(dǎo)的過(guò)程，激活學(xué)生頭腦中的轉(zhuǎn)化思想方法，再根據(jù)本節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)材料，通過(guò)動(dòng)手實(shí)際、自主探索得出三角形的面積計(jì)算公式，最后組織學(xué)生反饋。也就是說(shuō)，教師在課堂教學(xué)反饋中不僅要關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的獲得，更要關(guān)注學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)知識(shí)的形成過(guò)程，以培養(yǎng)學(xué)生的想象能力、操作能力;不僅要了解學(xué)生思維的結(jié)果，更要及時(shí)了解學(xué)生得出結(jié)果的過(guò)程及其使用的策略，并要及時(shí)捕捉學(xué)生思維的“火花”，發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力，即課堂教學(xué)反饋要處理好學(xué)習(xí)結(jié)果與學(xué)習(xí)過(guò)程的關(guān)系。

思考之三：從課堂反饋的范圍出發(fā)，織好面向全體與個(gè)別指導(dǎo)的關(guān)系網(wǎng)。

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》在課程基本理念中指出：“數(shù)學(xué)課程應(yīng)致力于實(shí)現(xiàn)義務(wù)教育階段的培養(yǎng)目標(biāo)，要面向全體學(xué)生，適應(yīng)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需要，使得人人都能獲得良好的數(shù)學(xué)教育，不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展。” 因此，真正高效的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)該是關(guān)注全體與個(gè)體共同發(fā)展的教學(xué)。

【教學(xué)案例三】“用字母表示數(shù)”的教學(xué)

1只青蛙1張嘴，2只眼睛4條腿。

2只青蛙2張嘴，4只眼睛8條腿。

3只青蛙（ ）張嘴，（ ）只眼睛（ ）條腿。

（ ）只青蛙（ ）張嘴，（ ）只眼睛（ ）條腿。

師：你還能念下去嗎？你能用今天學(xué)習(xí)的新方法來(lái)表示嗎？（讓學(xué)生寫(xiě)在草稿本上）

教師讓四位學(xué)生板演反饋。

生1：a只青蛙a張嘴，a只眼睛a條腿。

生2：a只青蛙a張嘴，b只眼睛c條腿。

生3：a只青蛙b張嘴，c只眼睛d條腿。

生4：a只青蛙a張嘴，2×a只眼睛4×a條腿。

師：同學(xué)們能用2a、4a表示眼睛和腿，這種方法很好！

此時(shí)，還有學(xué)生舉手要發(fā)表意見(jiàn)，但教師視而不見(jiàn)，開(kāi)始進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)。

【剖析】

上述教學(xué)案例中，教師對(duì)于學(xué)生所反饋的信息沒(méi)有加以分析，沒(méi)有弄清每個(gè)出現(xiàn)的信息中所蘊(yùn)含的思路，對(duì)于很多學(xué)生反饋的信息，尤其是與自己預(yù)設(shè)的思路不符合的信息重視不夠，沒(méi)有引導(dǎo)學(xué)生對(duì)反饋的信息進(jìn)行整合、溝通，比如生2、生3的信息有可取的一面，能想到用不同的字母來(lái)表示青蛙眼睛的只數(shù)和腿的條數(shù)，教師要通過(guò)分析比較，用字母表示眼睛和腿的時(shí)候究竟是用多個(gè)字母還是一個(gè)字母來(lái)表示更能看出眼睛和腿的數(shù)量與青蛙只數(shù)的關(guān)系，讓學(xué)生對(duì)信息進(jìn)行比較，弄清這些信息之間的異同點(diǎn)。

【對(duì)策建議】

上述案例所呈現(xiàn)的問(wèn)題，在我們的日常教學(xué)中是十分普遍的，當(dāng)有學(xué)生給出了教師所預(yù)設(shè)的正確答案后，課堂交流就匆匆收?qǐng)觯曳答佇畔⒌闹痪窒抻趥€(gè)別優(yōu)秀學(xué)生，沒(méi)有給其他學(xué)生提供充足的時(shí)間和機(jī)會(huì)，學(xué)生的個(gè)性思維無(wú)法得到展示。這樣反饋的信息容易失真，對(duì)學(xué)生（特別是后進(jìn)生）存在的問(wèn)題不清楚，反饋的學(xué)習(xí)情況高于班級(jí)的整體水平。教師如果只重視優(yōu)秀生的反饋，無(wú)視后進(jìn)生反饋的信息，會(huì)使后進(jìn)生知識(shí)的漏洞越來(lái)越大，造成這類學(xué)生學(xué)習(xí)上的惡性循環(huán)，影響班級(jí)教學(xué)效果。因此，針對(duì)上文案例筆者認(rèn)為，教師應(yīng)該讓盡可能多的學(xué)生參與反饋，學(xué)生互相傳遞信息、互相補(bǔ)充、互相借鑒，弄清楚字母表示的數(shù)量之間的關(guān)系。教師不應(yīng)回避問(wèn)題，而應(yīng)順著學(xué)生的思路來(lái)隨時(shí)調(diào)整教學(xué)，反饋的學(xué)生人數(shù)多，反饋面較廣，“用字母表示數(shù)”的教學(xué)才會(huì)水到渠成。讓課堂教學(xué)反饋面向全體學(xué)生，特別是對(duì)于好、中、差每個(gè)層次學(xué)生的整體情況都要有全面了解，才能依照教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)。在反饋信息盡量全面的基礎(chǔ)上，要重視對(duì)后進(jìn)學(xué)生的關(guān)注，在他們知識(shí)探索獲得成功后，將他們的成果反饋給全班同學(xué)，不斷提高他們學(xué)習(xí)的信心。也就是說(shuō)，在教學(xué)中課堂反饋要處理好面向全體與個(gè)別指導(dǎo)的關(guān)系。

輸出式課堂教學(xué)案例范文第5篇

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代控制 教學(xué)方法 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2017.02.042

Abstract According to the characteristics of the course of modern control theory and application requirements of the University， based on classroom teaching， experiment teaching and assessment methods are discussed. Some methods of modern control theory teaching， puts forward some opinions， and applied to the actual teaching work， and achieved good teaching effect.

Keywords modern control； teaching methods； practice teaching

1F代控制課程特點(diǎn)及現(xiàn)狀分析

現(xiàn)代控制理論這門(mén)課程是高等工科院校自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)核心課程。[1，2]它以高等數(shù)學(xué)，線性代數(shù)，復(fù)變函數(shù)，自動(dòng)控制原理為基礎(chǔ)，理論性強(qiáng)，內(nèi)容豐富，概念抽象，數(shù)學(xué)推理與矩陣運(yùn)算多，導(dǎo)致學(xué)生要掌握難度很大。長(zhǎng)期以來(lái)，該課僅有以教師為中心的課堂教學(xué)模式，沒(méi)有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生難以應(yīng)用。盡管如此，近幾年，隨著各種大學(xué)生科技競(jìng)賽（如“恩智浦杯”智能汽車競(jìng)賽，電子設(shè)計(jì)大賽，機(jī)器人大賽）受到應(yīng)用型大學(xué)的重視與參與，也隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，機(jī)器人在各行各業(yè)開(kāi)始大量出現(xiàn)，現(xiàn)代控制理論知識(shí)的掌握與應(yīng)用已越來(lái)越重要。

作為培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)用型人才的五邑大學(xué)，近幾年已開(kāi)始在教學(xué)大綱設(shè)計(jì)上側(cè)重大學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，如增加實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。同時(shí)也鼓勵(lì)各學(xué)院進(jìn)行教學(xué)改革，成立各種綜合實(shí)驗(yàn)班。與此同時(shí)，理論教學(xué)課時(shí)受到擠壓，導(dǎo)致目前現(xiàn)代控制理論課程教學(xué)越發(fā)難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

基于以上情況，結(jié)合筆者這些年實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，以及我校自動(dòng)化專業(yè)在校學(xué)生的實(shí)際情況，本文針對(duì)課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和考核方式等方面改革做一些相關(guān)探討。

2 課堂教學(xué)的改革

2.1 變革課程教學(xué)方式

傳統(tǒng)的教學(xué)方式多數(shù)為以教師為中心的填鴨式教學(xué)。面對(duì)現(xiàn)代控制理論這種涉及到繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，較多抽象的概念，這種方式極易使學(xué)生產(chǎn)生恐懼心理和厭學(xué)情緒，也不能有效提高學(xué)生的創(chuàng)新性思維和實(shí)際應(yīng)用能力。而應(yīng)用型大學(xué)教學(xué)強(qiáng)調(diào)“應(yīng)用型”教學(xué)，在教學(xué)中增加更多的實(shí)際案例環(huán)節(jié)和互動(dòng)環(huán)節(jié)，積極引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)深入挖掘有用知識(shí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力培養(yǎng)。[3]教師在現(xiàn)代控制理論教學(xué)中應(yīng)將應(yīng)用型與傳統(tǒng)型教學(xué)方式合理結(jié)合，既側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)講授，同時(shí)也要引導(dǎo)學(xué)生置身案例背景和角色中，積極思考、勤于應(yīng)用，為以后成為應(yīng)用型工程師打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。

2.2 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源

在網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越發(fā)達(dá)的今天，應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，激發(fā)學(xué)生自覺(jué)探求現(xiàn)代控制理論知識(shí)，挖掘應(yīng)用方法和途徑。一方面鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（如斯坦福網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課程，國(guó)內(nèi)精品課程等）學(xué)習(xí)現(xiàn)代控制理論知識(shí)；另一方面，教師需要與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)關(guān)注學(xué)生興趣熱點(diǎn)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，合理更新教學(xué)案例。近年來(lái)，筆者根據(jù)學(xué)生的興趣，依賴網(wǎng)絡(luò)資源，編制了倒立擺，單球滾動(dòng)機(jī)器人，模型車，四旋翼無(wú)人機(jī)的教學(xué)案例，獲得了較好的教學(xué)效果。

2.3 在現(xiàn)代控制理論課程教學(xué)中引入MATLAB軟件

現(xiàn)代控制理論課程內(nèi)容復(fù)雜抽象，要求基礎(chǔ)高，為在最短時(shí)間內(nèi)，將現(xiàn)代控制理論基本知識(shí)和應(yīng)用案例立體化呈現(xiàn)給學(xué)生，筆者在課堂教學(xué)中引入MATLAB。MATLAB軟件是一款編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代控制理論課程所需要的所有數(shù)學(xué)計(jì)算，是課堂快速實(shí)現(xiàn)案例建模，仿真，并呈現(xiàn)效果的少有幾款軟件之一。[4]

在課堂上，教師可以使用MATLAB軟件，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，依賴案例建模并編程，多角度仿真，可視化呈現(xiàn)各種理論應(yīng)用效果。學(xué)生在課堂上不僅能看到現(xiàn)代控制理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的仿真過(guò)程，還能看到整個(gè)參數(shù)調(diào)試過(guò)程，再加上教師的詳細(xì)講解，這非常有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注問(wèn)題的重點(diǎn)，也為課后學(xué)生實(shí)踐提供了指導(dǎo)意義。教學(xué)實(shí)踐表明，MATLAB的應(yīng)用，不僅能有效解決現(xiàn)代控制理論教學(xué)中理論知識(shí)講解和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)的問(wèn)題，還能增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性，提高教學(xué)效率。

3 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革

現(xiàn)代控制理論課程實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)要求高，因此教學(xué)上不僅要精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要注重實(shí)踐教學(xué)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和應(yīng)用能力。

3.1 合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)。在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加大設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的比重，以培養(yǎng)學(xué)生綜合解決實(shí)際問(wèn)題的能力，尤其是適當(dāng)提高教學(xué)案例在實(shí)驗(yàn)中的比例，可達(dá)到實(shí)驗(yàn)與教學(xué)互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率。另外，教師可將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)及實(shí)驗(yàn)任務(wù)提前布置給學(xué)生，讓學(xué)生利用MATLAB仿真軟件在計(jì)算機(jī)上提前仿真，仿真成功后再到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件驗(yàn)證。這樣做可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)也能讓學(xué)生掌握仿真軟件的使用。

3.2 加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力

課程設(shè)計(jì)是將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。現(xiàn)論控制由于涉及的基礎(chǔ)較多，一到兩周時(shí)間內(nèi)，完全由學(xué)生獨(dú)立自主實(shí)現(xiàn)的可能性不高。因此，課程設(shè)計(jì)需依托學(xué)校實(shí)訓(xùn)基地或相關(guān)科技競(jìng)賽（已有相關(guān)硬件平臺(tái)）設(shè)計(jì)題目，以學(xué)生為主體，3-5人一組分工，先查找資料，建立控制對(duì)象模型，然后利用MATLAB仿真確定控制設(shè)計(jì)方案，并仿真調(diào)試。仿真調(diào)試成功后，再利用實(shí)訓(xùn)基地平臺(tái)，進(jìn)入實(shí)際系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)流程，最終做出實(shí)物。通過(guò)整個(gè)控制設(shè)計(jì)流程的訓(xùn)練，學(xué)生基本可以掌握控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程，為畢業(yè)后走上相關(guān)工作崗位打下基礎(chǔ)。

3.3 引導(dǎo)學(xué)生參加科技競(jìng)賽

將現(xiàn)代控制理論知識(shí)應(yīng)用于各類科技競(jìng)賽中，有利于提高競(jìng)賽作品的理論深度和可觀賞性，增加獲獎(jiǎng)機(jī)會(huì)。實(shí)踐證明，通過(guò)組織一些基礎(chǔ)扎實(shí)、學(xué)習(xí)興趣濃厚、創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生參加校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)各類科技競(jìng)賽，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激勵(lì)學(xué)生更深入地鉆研現(xiàn)代控制理論相關(guān)知識(shí)。目前，我校成立了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，組織了一批指導(dǎo)老師，吸引了一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生，設(shè)計(jì)了倒立擺、單球滾動(dòng)機(jī)器人，模型車，四旋翼無(wú)人機(jī)、多足機(jī)器人、羽毛球自動(dòng)撿球機(jī)等各種自主控制系統(tǒng)，并在多個(gè)電子設(shè)計(jì)大賽，挑戰(zhàn)杯，機(jī)器人大賽等各類科技競(jìng)賽均獲得不錯(cuò)的成績(jī)，這些對(duì)教學(xué)工作產(chǎn)生了積極的影響。

3.4 完善考核方式

目前，現(xiàn)代控制理論課程考核是由平時(shí)成績(jī)、期末成績(jī)兩部分組成。平時(shí)成績(jī)包含出勤、課堂表現(xiàn)以及課后作業(yè)；期末成績(jī)采用閉卷形式，考核相關(guān)基本概念和理論知識(shí)。這種考試形式過(guò)于側(cè)重學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的了解和掌握，容易使學(xué)生誤以為學(xué)習(xí)現(xiàn)代控制理論只需死記硬背知識(shí)原理即可，因而難以全面準(zhǔn)確地反映學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力。改革后的課程考核結(jié)合平時(shí)成績(jī)、期末成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)以及開(kāi)放性自主設(shè)計(jì)成績(jī)四部分組成。期末考核改閉卷考試為開(kāi)卷考試，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用能力，而不是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶。實(shí)驗(yàn)考核借助實(shí)訓(xùn)設(shè)備，來(lái)加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力培養(yǎng)。開(kāi)放性自主設(shè)計(jì)可分兩類，一類為一些小作品設(shè)計(jì)或仿真，在總評(píng)成績(jī)不超過(guò)100分的情況下，可適當(dāng)加分；一類為難度較大，涉及現(xiàn)代控制理論知識(shí)面較多的作品設(shè)計(jì)，該作品完成并撰寫(xiě)書(shū)面報(bào)告可代替期末考試。

3.5 極點(diǎn)配置課堂教學(xué)舉例

由劉豹，唐萬(wàn)生主編的“現(xiàn)代控制理論”的第5章極點(diǎn)配置課堂教學(xué)中，[5]傳統(tǒng)教學(xué)著重在理論上證明能控性是采用狀態(tài)反饋任意極點(diǎn)配置的充要條件，能觀性是采用輸出到的線性反饋實(shí)現(xiàn)任意極點(diǎn)配置的充要條件。在狀態(tài)反饋極點(diǎn)配置控制器設(shè)計(jì)和觀測(cè)器設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然能夠強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)的性能主要取決于系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)在根平面上的分布，但在應(yīng)用舉例中，一般強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟，對(duì)于極點(diǎn)的設(shè)計(jì)，往往只是隨意取一組具有負(fù)實(shí)部的極點(diǎn)，保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種教學(xué)方式對(duì)于理論教學(xué)是可以的，但作為應(yīng)用型大學(xué)教學(xué)，需要強(qiáng)調(diào)在實(shí)際中的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程中可以設(shè)計(jì)案例，以MATLAB仿真課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)或課程設(shè)計(jì)，來(lái)檢驗(yàn)極點(diǎn)配置方法在實(shí)際應(yīng)用中是否真的可以被任意配置。

筆者近年來(lái)設(shè)計(jì)的四旋翼無(wú)人機(jī)控制為多輸入多輸出系統(tǒng)，具有干擾大，控制難的特點(diǎn)，非常適合被用于檢驗(yàn)極點(diǎn)配置控制器設(shè)計(jì)和觀測(cè)器設(shè)計(jì)的效果，學(xué)生從中也可以認(rèn)識(shí)到為什么在實(shí)際中不能任意配置極點(diǎn)，如建模不準(zhǔn)確，測(cè)量干擾大等原因都使得無(wú)法任意配置極點(diǎn)。課堂上也可以將實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)合MATLAB仿真來(lái)直觀地顯示極點(diǎn)配置控制器或觀測(cè)器的設(shè)計(jì)效果。圖1-2即是四旋翼無(wú)人機(jī)高度信息測(cè)量與極點(diǎn)配置觀測(cè)器設(shè)計(jì)后高度和速度估計(jì)MATLAB仿真結(jié)果。從中可以看出，觀測(cè)器設(shè)計(jì)不僅將速度估計(jì)出來(lái)，而且高度估計(jì)結(jié)果相對(duì)測(cè)量具有去除高頻干擾的效果，即具有濾波效果。課堂上，教師還可以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整配置的極點(diǎn)來(lái)觀測(cè)不同的結(jié)果，從而更直觀地讓學(xué)生w會(huì)配置的極點(diǎn)和觀測(cè)的結(jié)果的關(guān)系，也就能理解為什么不能任意配置極點(diǎn)的原因。實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中，學(xué)生反映積極，教學(xué)效果得到極大提高。

4 結(jié)語(yǔ)

作為應(yīng)用型大學(xué)，針對(duì)現(xiàn)代控制理論教學(xué)中課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方式等方面，我系控制理論課題組的老師在近幾年進(jìn)行了一系列的努力與探索。從教學(xué)效果看，這些方面的改革激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生實(shí)踐和綜合應(yīng)用能力，改善了教學(xué)質(zhì)量。當(dāng)然，在探索實(shí)踐過(guò)程中，也遇到了很多新問(wèn)題，這就要求我們教師還需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié)、改進(jìn)和完善，為持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量貢獻(xiàn)力量。

基金項(xiàng)目：廣東高校優(yōu)秀青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（2014KQNCX157），五邑大學(xué)2015年青年科研基金項(xiàng)目（2015zk12）

參考文獻(xiàn)

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[3] 王華榮.以案例教學(xué)推動(dòng)大學(xué)課堂教學(xué)模式改革的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)大學(xué)教育，2011（4）.