“三位一體、六環五步”混合式教學創新實踐

彭小平 凌雙明

摘? 要：文章通過對機電專業和電氣自動化專業學生的三維學情進行研究分析后，實施了“線上和線下混合式教學+任務闖關驅動+理實虛一體”三位一體的教學策略，報告了以行動導向教學法創新構建的“六環五步”教學模式的實施現狀，并對該教學模式實施的效果進行了調查，為工科專業實現德技并修的創新型技術技能人才的培養目標提供了參考。

關鍵詞：線上和線下混合式教學;教學模式;創新型技術技能人才

中圖分類號：G434? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）22-0189-03

Innovative Practice of “Three-in-one，Six Rings and Five Steps”

Blended Teaching

——Take “PLC Application Technology” Course as an Example

PENG Xiaoping，LING Shuangming

（Changsha Aeronautical Vocational and Technical College，Changsha? 410124，China）

Abstract：Based on the research and analysis of the three-dimensional learning situation of the students majoring in mechanical and electrical engineering and electrical automation，this paper implements the three-in-one teaching strategy of “online and offline blended teaching + task driving + integration of theory，reality and virtual”，reports the current situation of the implementation of the “six rings and five steps” teaching mode based on the action oriented teaching method，and investigates the effect of the implementation of the teaching mode，which provides a reference for engineering majors to achieve the goal of cultivating innovative technical talents with both morality and technology.

Keywords：online and offline blended teaching;teaching mode;innovative technical talents

0? 引? 言

“自動送料監控系統設計”模塊的內容選自“PLC應用技術”課程的項目五，課程總課時60學時，該項目為綜合性項目，項目學時為16學時。“PLC應用技術”是我校機電一體化專業和電氣自動化專業等工科領域的核心課程，筆者作為相應課程的任課教師，對該項目的教學內容進行了系統的創新設計，有效提高了教學質量和學生職業技能競賽水平。

1? 教學目標與學情分析

1.1? 學情分析

1.1.1? 知識基礎分析

通過本課程前四個項目的實踐，90%的學生掌握了PLC元件、基本指令的編程。通過課前在線測試，80%左右的學生已掌握順序功能圖基礎知識，但是理解不深、缺乏順序控制法的編程經驗，需要通過項目實踐才能熟練應用。

1.1.2? 技能基礎分析

根據線上平臺統計前四個項目的成績：95%的學生能完成I/O表設計，89%的學生能繪制PLC硬件接線圖，92%的學生能完成簡單PLC系統程序設計，88%的學生能用實訓仿真軟件進行系統調試。但缺乏綜合設計應用能力，需要教師加強對進度慢的學生的在線指導或小組幫扶，教學平臺課前學情分析如圖1所示。

1.1.3? 學習心理分析

通過平臺問卷調查，大部分學生喜歡PLC編程，多數學生關心國家發展，對從事智能制造行業有向往，學習熱情較高。少數學生在線學習動力和主動性不足，需要教師及時交流反饋，解決思想問題、調整教學方法。

1.2? 教學目標與重難點

根據崗位群能力分析，結合國家專業教學標準、《工業機器人應用編程 中級》1+X證書標準、國家職業技能標準《PLC設計師（四級）標準》、人才培養方案、課程標準，本專業的學生需具備PLC、組態軟件綜合設計監控系統的能力。確定了本項目的三維教學目標、教學重點，根據學情分析確定了教學難點。

2? 教學內容與教學策略

2.1? 教學內容

根據崗位能力分析，立足五個標準，針對《工業機器人應用編程 中級》1+X職業技能標準中的工作任務“3.4 PLC軟件安裝與編程”和“3.5 組態軟件使用與編程”的要求，并融合全國技能大賽的賽項要求（MCGS組態軟件的應用技術），以立德樹人為根本目標，將課程內容進行解構與重建，通過創新設計，形成了一個綜合教學設計項目[2]。

結合學情分析，以實際工作過程為主線進行教學整體設計[1]，把項目分解成兩個模塊，八個任務，每個任務由易到難層層遞進，符合學生的認知規律。如圖2所示，PLC模塊對應任務一至任務四，MCGS組態軟件模塊對應任務五至任務八，符合模塊化教學設計理念。

2.2? 教學策略

以行動導向教學法構建“六環五步”教學模式，本項目的八個任務均以“導、析、論、練、評、拓”六個環節的教學流程進行。其中學生在“練”的環節按任務分為PLC控制系統設計（任務一至任務四）和MCGS組態監控系統設計（任務五至任務八），每個任務按照實際工作過程的“五個步驟”進行訓練，來保證課程的規范性。

3? 課堂教學實施與成效

3.1? 課堂教學實施

3.1.1? 課程思政融入教學任務

以工作過程為導向設計教學流程，線上線下結合、理實虛一體錘煉學生技能，并將思政元素融入任務載體，提高學生的職業素養，激發學生的職業熱情。為達到德技并修育人目的，將思政教育、素質教育、勞動教育、安全教育，融入八個教學任務的實施全過程

3.1.2? 虛擬仿真破時空、提效益

將教學模式、教學內容（資源）、教學方法進行綜合設計，實施三位一體的教學策略，充分使用校企共同開發的“機電仿真實訓系統”開展線上教學，高度仿真、完全模擬實際工作過程，控制對象模型豐富，讓學生在技能訓練的過程中實現了對PLC控制系統的選型、安裝、接線、調試全過程仿真，降低了實訓設備的損壞率，反復訓練既節約了耗材又易提高學生的學習興趣和技能水平，提高了教學的效率和效益，由于不受時間空間的限制，為疫情期間“停課不停學”更提供了有力保障。

3.1.3? 以“六環五步”教學模式開展教學

環節一“導”：發布任務、引導學習。利用微知庫平臺推送資源，發布任務，引導學生在線學習課前知識，完成測試，小組討論學習任務，教師統計數據優化課堂教學策略，微知庫平臺資源如圖3所示。

環節二“析”：分析任務、掌握新知。分析課前學習情況，有的放矢剖析本節課內容，引導學生思考，通過案例聚焦教學重點，讓學生理解新內容。

環節三“論”：分組討論、設計流程。分小組討論設計方案，細化任務的工作流程，共同討論設計系統硬件框圖、軟件流程圖，確保設計的可行性。

環節四“練”：先軟件仿真、再接線調試。環節四按五步訓練技能。PLC控制系統設計安裝與調試模塊（任務一至任務四）按照“一表、二圖、三程序、四仿真、五調試”的順序完成安裝、接線與調試的實踐練習;組態監控系統設計與調試模塊（任務五至任務八）按照“一界面、二變量、三腳本、四設備、五調試”的順序完成設計調試的實踐練習。功能實現后，把設計資料運行視頻上傳到線上課程平臺。

環節五“評”：展示成果、評價總結。小組展示設計成果，各組在平臺完成小組互評，教師與企業導師一起，綜合評價學生作品、操作規范、職業素養。系統調試完成后要求學生按6S管理要求整理工位，打掃衛生，培養學生形成良好的職業素養、勞動習慣。根據課前預習、課中完成情況進行多元評價與考核。

環節六“拓”：布置任務、拓展技能。教師布置課后作業、拓展任務，鞏固知識，鼓勵學生們利用課余時間參加全國技能大賽“智能制造技術”“現代控制系統安裝與調試”“機電一體化項目”項目的訓練，拓展新技術、學習新規范、新工藝。

3.2? 教學成效

3.2.1? 構建了良好的學習生態

企業反饋學生的PLC及組態技術水平有很大提高、機電專業的學生的就業率保持在95%以上，就業質量好，社會評價高，形成了良好的學習生態。

3.2.2? 技能大賽、技能抽查成績優異

通過課賽融合，為智能制造技術、現代電氣控制系統、機電一體化項目的全國技能大賽培養后備軍，學習氛圍進一步提高，近三年來學生參加這三個項目的技能大賽獲得全國一等獎4項，省一等獎8項。

4? 特色與創新

4.1? 教學模式可推廣

以行動導向教學法構建的“六環五步”教學模式，以“導、析、論、練、評、拓”六個環節，可適用于高職理實一體的課程，其中“練”的環節按工作實際的方案設計到系統接線調試的“五個步驟”進行，適用于PLC或組態技術等課程的課內訓練，由于課程具有開放性、通用性、職業性的特點，可以逐步推廣。

4.2? 課程生態有活力

以線上線下結合、理實虛一體、賽課融通為基本教學策略，將思政、勞育融入課程訓練。學生反饋：樂學、易學，學到了本領;督導評價：教學資源豐富、教學策略得當，教學效益高;企業評價：學生上手快、技能過硬、綜合素質高。

4.3? 遠程實操練技能

疫情期間學生不能返校，針對任務一到任務四的PLC接線調試環節無法在PLC實訓室開展的情況，由教師在實訓室遠程連線學生，按學生的接線圖接線，將學生上傳平臺的程序下載至PLC后，由學生講解操作步驟，教師通電調試，實現遠程實操。特殊時期學生在家也能掌握實操技能，可以達到在實訓室實操的效果。

5? 結? 論

通過對“PLC應用技術”課程的項目教學內容進行重構，結合線上教學和課前測驗的學習數據統計，設計了三位一體的整體策略，采用創新“六環五步”教學模式實施課堂教學，同時針對疫情影響下的實操教學采用遠程實操輔助訓練，解決了線上開展實訓教學的難題。不足之處：雖然企業專家參與課程建設指導及學生評價，教師也可以下廠頂崗實踐，但是由于企業導師本身工作繁忙，真正投入到常規教學的時間和精力有限。由于學生人數較多，企業沒有動力為學生進行頂崗培訓。改進措施主要有：校、企、生簽訂三方協議，明確校、企人才培養雙主體，實行學校企業分段交替培養，學生畢業后到企業直接就業、校企共建實訓場所和教學資源，為企業節省人力資源培養成本，提高人才培養質量。

參考文獻：

[1] 夏蓉花.基于OBE教學理念的在線開放課程的設計研究——以高職“電梯結構原理”為例 [J].科教文匯（上旬刊），2020（12）：168-169.

[2] 陳慶.新工科背景下PLC實驗課程中討論課教學模式探索 [J].教育教學論壇，2020（48）：384-387.

[3] 曹勝敏，馬壯.“電氣控制與PLC原理”課程綜合性實驗教學探索與實踐 [J].唐山學院學報，2020，33（6）：101-104.

作者簡介：彭小平（1978—），男，漢族，湖南衡陽人，副教授，本科，研究方向：電氣自動化專業教學改革;凌雙明（1983—），女，漢族，湖南長沙人，副教授，本科，研究方向：機電一體化專業教學改革。