新工科背景下“電氣控制與PLC”課程的混合式教學模式探究

陸玉正

摘 要：文章分析了目前“電氣控制與PLC”課程傳統教學中的不足，闡述了改革的必要性，并通過線上教學的引入，構建了基于混合式教學模式的PLC課程，完善了相應的評價機制，進而滿足學生多元化的學習要求，提高學習效果。

關鍵詞：新工科;PLC;混合模式教學;線上線下

0? ? 引言

新工科背景下，國家的多項戰略行動為工程教育改革提供了方向，對電氣工程類專業學生的實踐應用能力、專業創新能力和交叉理解能力提出了更高的要求，傳統的教學模式已無法滿足當前的教學要求，因而與專業課程相關的一系列教學改革也應運而生[1]?！半姎饪刂婆cPLC”是自動化類專業的核心課程，在日常教學中，如何進一步提高課堂教學質量，有針對地培養實際所需人才，這就需要教師明確教學目的，熟悉教學內容，有針對性的采用多種教學方法，培養合格的專業人才[2]。

1? ? 傳統“電氣控制與PLC”課程教學存在的問題

1.1? 課前預習不到位，不了解學習的目的

傳統“電氣控制與PLC”課程缺乏課前預習以及相應的考核，學生學習動力不足。傳統的課前預習在長期以來依賴學生自覺的同時，也缺乏對預習的考核機制，隨著學生自覺性的降低、教師課前預習的驅動，課前預習就逐漸地淡化。這不僅對課堂教學質量有著一定的影響，也對教師課堂教學增加了一定的難度。同時，學生無目的性、無針對性地學習，也會降低課堂學習效果[3]。

1.2? 過于注重理論講解，忽視學生的個性需求

課堂教學著重知識的講解，學生沒有掌握、消化、應用的過程，只能被動的接受知識。傳統教學方法是以“教”為主，教師在課堂上花費大量時間和精力講解基礎知識和案例分析，學生學習沒有消化、思考的過程，只能被動的接收，到了課程實踐部分，沒有理論基礎支撐，不理解每個步驟的實施原因，實踐過程大多相互復制，應付了事。

1.3? 課程教學內容和教學模式陳舊，不能與就業要求相匹配

在傳統教學中，“電氣控制與PLC”課程主要是以電機為控制對象，教學內容主要包括介紹電氣控制系統中涉及的常用低壓電器元件、相關基礎控制電路、主電路以及基于S7- 1200 PLC控制系統的設計方法。雖然囊括了工廠與電氣控制及PLC相關的知識，但是在實際的崗位工作中，這些知識還是遠遠不夠的。作為新工科背景下的PLC課程的教學，不僅要授人以“魚”還要授人以“漁”。首先在常用的低壓電器元件中，不僅要介紹相關元件的符號和工作原理，還要介紹元件的選型和參數計算的含義，從而讓學生了解元件選型的原因以及如何去選型。其次，在電機的基本控制電路教學中對電機的調速控制方法介紹不足，要增加對電機調速控制案例的分析和講解，進而拓展學生的知識儲備。第三，PLC的教學主要選擇了S7-1200PLC作為代表產品進行學習，雖然主要是讓學生學習編程的思路和方法，但模擬量控制和通訊的相關方法涉及較少。

1.4? 思想觀念落后，沒有對學生的整體教學進行把控

新工科背景下，部分高校教師對學生某一門課程的教學只停留在教學的知識點上，沒有深刻、全面認識應用型人才的培養要求，部分教師雖然已經認識到教學的不足，但限于知識范圍狹窄、實驗條件有限等因素，在教學中存在敷衍、等待等現象[4]。

1.5? 考核方式單一，不能反映學生的真實情況

課程考核方式單一，考核內容多以書本理論為主。傳統的“電氣控制與PLC”課程考核多以期末考試+平時成績的考核方法為主，期末考試多是以基礎概念為主，平時成績是綜合學生出勤、作業等，這種考核方法既不能很好地反映學生的整體掌握情況，也忽視了學生實踐環節以及創新環節的努力付出，同時也容易讓學生出現“一考定成績”“平時露個臉”的想法[5]。

1.6? 課程相關資源有限，不能滿足學生日益增長的學習要求

傳統教學多類似于“學徒制”，教師把自己知道的知識和技能傳授給學生，學生記錄重點，課后加以消化、理解。因此，知識和技能的傳承缺少實踐的淬煉，學生在工作后發現從書本學習的知識與實際的工作無法很好地銜接。現代教育著重培養的是學生自我學習的能力，這就需要在日常的教學中提供一個途徑潛移默化的培養學生自我學習的習慣。

2? ? “電氣控制與PLC”課程混合式教學模式改革

為了培養創新型應用人才，在日常的教學過程中要加入對學生創新意識的培養，提升學生的應用能力。結合目前應用面比較廣泛的網絡教學，采用混合式教學方法。通過在日常學習過程中融入國內創新設計以及國際上對PLC的新應用案例，進而培養學生的實踐能力、創新意識，同時也提升學生的動手能力和資料的收集能力。

2.1? 課前預習環節設計

課前預習環節結合線上視頻和線上作業兩部分，線上視頻主要包含當次課程的知識介紹、應用介紹、發展趨勢等，線上作業包括視頻中穿插的題目、視頻引申的思考、討論以及布置的查找相關資料的任務等。教師可以提前準備好相關的學習任務書、微視頻、相關PPT、測試題等。通過后臺數據收集整理，教師可以查看學生學習情況、討論情況、測試題完成情況等，有目的的根據學生學情調整或補充教學內容。

2.2? 課中教學環節設計

教師通過學生課前線上學習歸納的問題進行課程導入，課中加以視頻、實物演示來教學，以指導實施為主，引導學生進行思考、提問，讓學生成為課堂的主角。學生了解每次課程的學習目的，再通過學習電路搭建原理、實施軟件操作、故障排除等步驟基本掌握課程學習內容。其次，對于學生解決不了的問題，教師及時參與討論，引導鼓勵學生充分利用學習平臺以及搜索引擎查閱相關資料，討論并給予有針對性的建議和方法，進而解決問題。通過課堂上有針對性的教學、引導，實現了理論-實踐-理論的知識遞進，同時激發學生的學習主動性，進而實現團隊協作能力的培養。

2.3? 豐富課程教學內容和改進教學模式

在“電氣控制與PLC”課程中，為了擺脫傳統教育方式單一的問題，教師需要為學生構建多樣化的教育環境，進而引導學生能夠更好地通過學習平臺掌握PLC課程相關知識。首先，教師可以在線上平臺增加PLC在實際應用中的有趣案例，進而增強學生的學習興趣。其次，對近幾屆畢業生中從事PLC相關工作的學生進行問卷調查，收集PLC教學過程中的不足和需要添加的知識，使得教學緊跟就業，為學生就業打好基礎。最后，整合現有資源，通過線上線下教學，為學生構建全面學習及探究情境，增強學生的學習積極性。

2.4? 課后教學環節的設計

課后學生可以通過線上學習進行微視頻回顧學習內容查漏補缺，觀看往屆相關畢業設計，完成課后作業，以及了解PLC相關比賽案例分析。同時，后續的實驗課上，學生也可以在完成基本任務的同時，完成線上選做的拓展任務，為后續學習奠定基礎。

2.5? 考核方式的設計

考核的目的是為了掌握學生的學習情況，激發學生的學習熱情，。因此，“電氣控制與PLC”課程的考核應加重過程考核的比重，考核的內容結合線上、線下的學習、實驗、討論、作業的完成情況以及期末考試成績5部分，分別為25%，20%，15%，10%，30%的比重。該考核方式加大了對線上線下學生的學習、討論情況以及實驗的所占分值，意在培養學生在日常學習中發現問題、提出問題、共同解決問題的能力，增強學生團隊合作的意識。

2.6? 課程相關資源的建設

隨著新工科建設的日益推進，教師需要構建多樣化的教育環境，引導學生結合線上線下平臺，更好地掌握PLC課程的相關知識。線上課程相關資源的建設可以通過歷屆相關畢業設計篩選、比賽資料收集、應用案例整合、新聞網頁轉發、書本后的案例歸納等途徑。線下資源建設包括學生自命題案例相關資源的收集、整理，以及在實踐課上，對學生自己拍攝完成實驗的微視頻進行篩選，作為優秀學生案例進行展示，進而提高學生的學習興趣。

3? ? 結語

混合式教學模式在“電氣控制與PLC”課程中的應用，不僅讓學生較好地掌握了PLC相關課程，增強了學生實踐能力、應用能力以及創新能力，同時培養了學生信息收集、資料查詢、自主學習與創新能力以及團隊交流協作能力，達到了良好的學習效果。

[參考文獻]

[1]呂青，平雪良.新工科背景下“機電傳動與PLC控制”卓越課程改革[J].教育教學論壇，2020（12）：132-133.

[2]常宏斌，韓彥良.“電氣控制與PLC"課程基于過程性評價考核的改革研究[J].賀州學院學報，2020（9）：146-149.

[3]梁高衛.PLC課程教學改革實踐探索[J].高等教育，2018（6）：165-166.

[4]李萍，祁鯤，李萱.PLC課程實踐教學模式改革探討[J].中國現代教育裝備，2020（4）：63-65.

[5]毛昀，段友蓮，張寧寧.電氣控制與PLC應用技術課程改革的研究[J].大學教育，2019（12）：80-82.

（編輯 何 琳）