線上線下混合式教學方法在歐姆龍PLC課程中的探索與實踐

張林帥 顧碩鑫 黃小燕 蔣濤

摘要：針對自動化專業、電氣工程及其自動化等專業的特點，通過對現有教學資源的整合，提出了基于歐姆龍PLC的線上線下混合式教學方法，并對該教學方法的思路構建，實施過程進行了重點闡述。采用PLC的線上線下混合式教學方法，能將學生的興趣激發出來，并且能夠及時進行問題的溝通和解決，從而整體提升高校自動化類專業的教學質量和教學效果。

關鍵詞：混合式教學;歐姆龍PLC;探索和實踐;線上教學

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）31-0241-03

Exploration and Practice of Online and Offline Blending Teaching Method in OMRON PLC Course

ZHANG Lin-shuai， GU Shuo-xin， HUANG Xiao-yan， JIANG Tao

（Chengdu University of Information Technology， Chengdu 610000， China）

Abstract： According to the characteristics of automation specialty， electrical engineering and automation specialty， through the integration of existing teaching resources， this paper puts forward the online and offline blend teaching method based on OMRON PLC， and focuses on the construction and implementation process of the teaching method. The online and offline hybrid teaching method of PLC can stimulate students' interest， and timely communicate and solve problems， so as to improve the teaching quality and effect of automation specialty in colleges and universities as a whole.

Key words： Blending Teaching; OMRON PLC; Exploration and Practice; Online Teaching

1 背景

可編程控制器（Programable Logic Controller， PLC）課程可以說一門理論和實踐并重的課程，是我校自動化專業的一門核心課程，課程以講授為主，并配合使用歐姆龍PLC作為硬件作為學生的實驗課程，可實現多種控制線路的設計，程序的設計和調試。

在傳統PLC線下教育教學過程中，通常是教師講授后學生再完成實驗課程，但是實驗課程的內容并不能涵蓋PLC課程的所有內容，只能針對比較重要的幾個方面設計相關實驗。同時，授課內容的繁重也縮短了實驗課程的時間，在上課過程中習題課也占據了不少的時間，教師和學生都需要耗費大量的精力以完成整個課程。雖然教學模式和方法在不斷改進，教學效果相對于傳統教學有了很大改善，但依然存在很多問題[1]。例如：學生自主學習資源缺乏;因故缺課的學生無法通過自學全面跟上課程的知識點;學生主體作用不充分等問題，最終會導致課堂教學效果與預期效果相差甚遠。隨著“互聯網+”為主要特征的新一代技術革命的興起，各種學習平臺應運而生，在線學習和課堂教學的有機融合形成了線上線下混合教學的方式[2-3]。這種混合教學模式既可以分擔不少課堂內容，為學生提供大量的網絡或其他途徑的教學資源，也可以縮短教師在課后對于學生作業或測試的批改，充分利用了線上教學的優勢來彌補線下教學的不足，提高教學效率，提升學生的學習效果[4]。

成都信息工程大學控制工程學院可編程控制器及應用課程組充分利用網絡教學平臺，對線上線下混合式教學方法進行了探索和實踐。

2 線上線下混合教學應用探索

2020年疫情的來臨，讓線上授課的方式不再隱藏于幕后，無論對中小學生還是高校的大學生，線上教學都不再是一種陌生的教學方式，而線下教學作為傳統的教學方式已經經受了數十年的考驗，并在不斷的創新突破。但是無論線上還是線下的教學，單一的方式往往有著弊端，比如線上課程無法確定學生學習的積極性，也沒辦法比較好的調動課堂氣氛，線下課程則可能面對各種各樣的課堂情況影響課堂的效率和質量，一些不必要的環節其實可以在線上完成而不需要占用線下課程的時間[5]?；诖?，本文將從線上線下混合教學的角度以PLC課程為例分析其優勢和多元性。圖1即為線上線下混合教學的一般思路，下面我們將從線上教學，線下教學，線上線下考核等幾方面分別闡述。

2.1 線上教學

對于線上教學可使用的軟件或平臺非常的多，在表1中列出了目前市面上比較常見的幾款教學平臺和軟件的優缺點，并做了對比分析。在實際線上教學環節中，可以根據不同平臺的優勢選取多種平臺組合使用的方式。

教師在使用線上教學平臺的同時，也可考慮自己構建配套的線上資料庫，這樣只有第一年制作資源較為煩瑣，首先應對課程資源進行全面而系統的整合，確定哪些需要自行制作，哪些可以使用網絡上的資源，資源可以分為PPT，教學視頻，虛擬仿真實例、動畫、課后作業以及練習題庫等，其中內容可以根據實際項目和任務來區分構建。這樣在后續使用時只需要在資源庫里面升級或更換即可，也將大大地減少教學工作量。最終形成項目、任務以及知識點三級框架的資源素材庫。而且可以把資源上傳到校內或其他平臺的資源庫中，但是一定要分門別類設置。這樣教師在使用資源庫時只需要提前將資源庫里面已有內容按照不同的學習階段分配給學生即可，學生接到任務推送后，可以完成諸如預習、復習，課后作業，練習題等內容。教師再通過后臺查看學生的學習數據，也可以由平臺批改客觀題類型的作業，平時成績則可由平臺記錄統一給出，即可大大地減少課下的教學工作量。另外，線上教學有錄制回放功能，學生在課堂上對于某個知識點不懂時，可以反復觀看教師的授課環節進行理解，提高學生的學習效率。對于生病或者因為其他特殊的原因沒有及時參加線上課程的學生，可以自行安排時間觀看教學視頻，突破時空界限，及時跟上課程進度。通常情況下，在學習PLC編程指令時，理論教學結束后才開展實踐教學活動，從而導致學生不能將理論及時應用到實踐中進行掌握和理解。線上教學可在講解完理論知識點后立即進行線上虛擬仿真實踐展示，學生可同步動手通過仿真軟件加強對編程指令的學習和掌握。

2.2 線下教學

以往PLC的線下課程中既要承擔所有的課程講授工作量，還包括習題課，實驗課等等，勢必要減少講授課程的工作量，在實際教學過程中對于教材的內容要有取有舍。線上教學的加入可以把原本線下教學舍掉的部分放在線上教學中，比如利用MOOC或自制的線上教學資源，讓學生利用網絡學習，教師則可通過查看軟件后臺的學習痕跡判斷學生學習的情況即可，基于以上內容，線下教學的時間就更為充裕一些，教師可以在課堂上多設置一些教學環節，也可以給實驗環節增加更多的時間，讓學生將線上的軟件仿真結果在真實實驗中進行驗證。

線上線下混合式教學相輔相成，線上教學為學生提供了學習的資源和空間，逐步培養學生的自學能力，線下教學為學生提供學習氛圍以及與教師的課堂互動，為老師提供了解學生對知識掌握情況的機會，便于及時調整教學策略。

2.3 線上線下考核

無論是線上還是線下教學，最終均需要對學生的學習成果進行考核。線下考核的方式有很多，PLC課程通常采用課堂出勤、課堂表現、課堂互動及線下閉卷考試的方式來檢驗學生的學習成果。線上教學往往存在著考核不夠徹底的弊端，選擇一個合適的平臺就很重要了，如雨課堂在發布作業后可以直接線上批改和記錄，通過后臺記錄分析學生完成作業的情況。MOOC里可以學生在完成課程學習后要通過課程考核才能拿到勛章，以證明自己的學習過程和結果。騰訊課堂或釘釘可以查看學生在線時長和對教學資源學習的時長。所以只要根據需求選擇一種或多種合適的平臺即可滿足線上教學的考核要求。線上線下聯合建立多元化考核機制能夠培養學生的主動學習的積極性和創新能力，能夠體現教師的主導作用和學生的主體地位，提高教學質量和教學效果。

3 線上線下混合式教學初見成效

PLC課程線上線下混合式教學方法在2020年的教學實踐中，對2017級自動化專業四個班共計117名學生進行了相關問卷調查，調查結果如下。

3.1 教學方法

調查發現，相比較傳統的線下教學方法而言，90%以上的學生贊同線上線下混合式教學方法。這種方式為學生們提供了豐富的課程資源，并且隨著智能手機的普及應用，學生們可以打破時間和空間的限制，隨時隨地進行課程知識的學習、復習和鞏固以及與任課教師的交流和溝通。線上授課資源的豐富性以及實踐性，彌補了線下授課的枯燥乏味的不足，線下授課的互動性又增強了學生與老師之間的交流，調查中80%以上的學生認為這種混合教學方法能夠激發他們對獲取知識的興趣，并主動地查找相關資料進行學習，相對于以往的線下教學效果來說，學生的學習積極性和主動性得到了明顯提高。

3.2 課程考核

課程考核貫穿整個線上線下混合式教學過程，從線上的自我學習和仿真實踐到線下的課堂互動和現場實驗，從理論知識到實操技能全方位進行檢驗和考核。調查表明，95%以上的學生認為線上線下混合式考核方式能夠不斷提升學生自身能力。通過對期末總評成績的分析也能夠看出，采用混合式教學方式的學生相比于傳統線下教學的學生來說，其對于理論知識和實操技能的掌握程度都有很大的提高。

4 結束語

線上線下教學在PLC課程中顯示了它的優勢，這是因為PLC這門課程是一門理論結合實踐的課程。這種教學模式既延續了教師主導學生主體的教學規律，同時把知識按照教學資源重新合理分配，讓教學時間分配更為合理和充裕。學生可以獲得更多的知識儲備，教師也減少了工作量節省了時間。高校工科教育中還有很多類似的課程，在未來的發展過程中均可以考慮引用線上線下混合的教學模式，同時青年教師也應該在教學中不斷探索和深化該教學模式，以形成具有學科特色的教學改革方向。

參考文獻：

[1] 楊芳.基于線上PLC應用技術課程教學的研究和實踐[J].黃岡職業技術學院學報，2020，22（5）：42-45.

[2] 張文燕.基于課程三菱PLC的線上線下混合教學的探究[J].現代職業教育，2016（26）：50.

[3] 盧丹萍.線上線下混合教學在PLC應用技術課程中的教學方法探索[J].現代職業教育，2019（20）：204-205.

[4] 安然.線上線下教學模式在PLC技術課程中的應用研究[J].電子世界，2020（12）：79-80.

[5] 梁艷，賈先.線上線下混合式教學在實踐課中的應用研究——以《智能制造技術》課程為例[J].科技視界，2020（34）：18-20.

【通聯編輯：謝媛媛】

收稿日期：2021-06-20

基金項目：教育教學研究與改革項目：多學科交叉融合下機器人工程專業人才培養模式探索與實踐（項目編號：JG2018-526）

作者簡介：張林帥（1988—），男，講師，博士，研究方向為血管介入手術機器人、水下機器人、移動機器人定位與導航;顧碩鑫（1988—），女，講師，博士，研究方向為水下機器人、水下無線通信、水下多機協作;黃小燕（1974—），女，副教授，碩士，研究方向為模式識別、智能系統;蔣濤（1975—），男，教授，博士，研究方向為模式識別、智能系統、無人駕駛、移動機器人。