基于OBE的在線課程的知識碎片化建設研究

張爽　王華　高金剛　王利濤

【摘 要】在工程認證OBE教育理念和“互聯網+”的背景下，以長春工程學院機械設計制造及其自動化專業為例，進行了PLC控制技術課程的知識碎片化在線課程建設研究。研究的整個流程包括：專業培養目標的制定、畢業要求的制定、PLC控制技術課程目標的制定、PLC控制技術的教學內容的制定。知識碎片化的建設合理性可從PLC課程達成度情況得以驗證。

【關鍵詞】OBE;在線課程;PLC控制技術

中圖分類號： G434;C912.1-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）33-0074-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.33.035

0 引言

自從2013年06月，我國正式加入“華盛頓協議”，全面開始工程教育專業認證的篇章工程教育認證標準的核心理念有三個，一是以學生為中心的教育理念，二是“成果導向”的教育體系OBE（Outcome-Based Education），三是“持續改進”的質量觀。并且目前互聯網、物聯網、雙網的產生已打通了知識學習和知識傳播的時空局限，信息傳遞和信息交互迅即可至。加上智能手機、智能裝戴設備的應用，使得知識資源變得無限開放，如同圖書館與人如影隨形。本文在工程認證和“互聯網+”的背景下，以長春工程學院的PLC控制技術課程為研究對象，進行了基于OBE的在線課程建設研究。

1 專業培養目標的制定

人才培養目標的確立是重中之重。人才培養目標要符合學校的定位和國家級地方的需求。根據長春工程學院應用型本科大學”的辦學類型定位以及“立足吉林，面向全國，服務地方，服務行業，服務一線”的服務面向定位，機械設計制造及其自動化專業依據學校總體培養目標，結合專業特點以及行業需求，提出了培養面向生產第一線，具有扎實的自然科學基礎和良好的人文素養，具備機械設計制造及自動化領域的專業理論知識和實踐能力，能夠在機械設計、機械制造及機電控制等相關領域從事機械設計、制造、開發和項目管理等工作的應用型高級工程技術人才。根據校友、用人單位和企業專家的調查評價統計發現針對培養目標分別予制定以下評價指標：

1）具有良好的人文素養，能夠在實際工作中遵守工程職業道德和規范，履行工程師的責任。畢業生對自身評價0.99、用人單位評價0.97、企業專家評價0.91。

2）具備良好的機械工程科學知識與實踐經驗，能對機械工程問題進行分析、研究，具備獨立解決機械設計制造及機電控制專業領域內的復雜工程問題的能力，勝任工程師的崗位要求。畢業生對自身評價0.92、用人單位評價0.97、企業專家評價0.89。

3）具有良好的團隊合作能力，有國際視野，能夠在跨文化背景下與專業同行及社會公眾進行有效溝通和交流能力。畢業生對自身評價0.98、用人單位評價0.94、企業專家評價0.85。

4）掌握有關機械行業的政策、法規和標準，具備在有關法律、倫理、社會、環境和經濟等約束條件下，獨立從事機械項目的技術開發、生產和項目管理的能力。畢業生對自身評價0.94、用人單位評價0.94、企業專家評價0.87。

5）適應社會進步和專業技術發展，具有終身學習和自主學習的能力。畢業生對自身評價0.99、用人單位評價0.97、企業專家評價0.91。

由以上校友、用人單位和企業專家的評價，可見校友、用人單位和企業專家對本專業培養目標的認同度普遍比較高，均在4分即“認同”以上，表明本專業的培養目標與機械行業企業的需求吻合度高，培養目標能得到社會的認同。

2 畢業要求的制定

畢業要求是在培養方案制定過程中完成的。結合學校與機械設計制造及其自動化專業辦學特色，制定了本專業畢業要求。下面列舉了與PLC控制技術相關的三個畢業要求。

畢業要求3（設計/開發解決方案）：能夠設計針對機械設計、制造工藝和機電控制領域復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的機械系統、單元部件和機械制造工藝，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。

畢業要求4（研究）：能夠基于科學原理并采用仿真、實驗、數值模擬等科學方法，通過設計實驗、數據分析和信息綜合研究機械設計、制造工藝和機電控制等有關的復雜工程問題，得到合理有效的結論。

畢業要求5（使用現代工具）：能夠針對機械設計、制造工藝和機電控制等有關的復雜工程問題，開發、選擇與使用適當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，進行分析、預測和模擬，并能夠理解其局限性。

3 PLC控制技術課程目標的制定

根據PLC控制技術要求支撐的畢業要求，制定了課程目標及相應的教學內容。詳見表1所示。

4 PLC控制技術的教學內容的制定

根據PLC課程目標，制定了相應的理論和實驗教學內容，這些知識點即為PLC在線課程建設的知識碎片化建設過程。

根據畢業要求知識點制定課程目標1、課程目標2，并在理論教學將以下內容作為重點，其中包括：（1）概述：特點、工作原理、分類;（2）基本指令：觸點、特殊觸點、時鐘脈沖、計數器、定時器、數學指令、傳送指令、比較指令、位移指令、循環指令;（3）基本邏輯指令;（4）程序設計：時序圖、SFD。

同時，根據畢業要求知識點制定課程目標3、課程目標4、課程目標5，并在實驗教學將以下內容作為重點，其中包括：（1）內部元器件及編程軟件的使用實驗;（2）控制電動機正反轉應用實驗;（3）時序邏輯控制實驗;（4）計時器應用實驗;（5）循環控制實驗;（6）數碼顯示功能實驗;（7）順序控制指令實驗;（8）隨機控制實驗。

5 PLC課程達成情況

為了培養學生控制系統方面的知識、技能和能力，實現課程目標，課程授課以控制系統設計能力培養為原則，OBE成果導向模式，采取了PBL教學和案例教學方法，提出問題（案例）→列出解決問題所需的知識點→對每一知識點進行分析、講解→討論、應用解決所提問題→總結。近3年的PLC控制技術課程2015/2016（2）學期、2016/2017（2）學期、2017/2018（2）學期分別在6項目標達成度中實現了0.70、0.57、0.86、0.89、0.81、0.86;0.77、0.74、0.81、0.82、0.82、0.83;0.62、0.59、0.78、0.80、0.80、0.80的達成度。在課程總達成度上三個學期分別0.78、0.80、0.72，也可以看出：課程設計的知識點情況能覆蓋課程目標及相應的畢業要求。

6 總結

以長春工程學院機械設計制造及其自動化專業的PLC控制技術課程在線課程研究為例，在工程認證的大背景下，在專業培養目標的制定、畢業要求的制定、PLC控制技術課程目標的制定、PLC控制技術的教學內容的制定4個遞進過程下，進行了課程的碎片化知識的建設工作。OBE理念下的在線課程研究將會不斷改進，必將提高專業教學的質量。

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