基于OBE理念的電氣控制與PLC課程線上線下混合教學(xué)“五化”改革探索

高明華，楊　海，張鳳南

基于OBE理念的電氣控制與PLC課程線上線下混合教學(xué)“五化”改革探索

高明華1,2，楊海2，張鳳南2

(1.沈陽工學(xué)院質(zhì)量管理與評(píng)估處, 遼寧 撫順 113122；2.沈陽工學(xué)院機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 撫順 113122)

在抗擊新冠疫情的特殊時(shí)期，各高校如何保障以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為主相關(guān)課程的教學(xué)效果，是教學(xué)改革亟需解決的關(guān)鍵問題。電氣控制與PLC課程的實(shí)踐性極強(qiáng)，在教學(xué)過程中應(yīng)結(jié)合學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)，遵循成果導(dǎo)向OBE(outcomes based education)理念，借助超星學(xué)習(xí)通、問卷星等教學(xué)資源，采取教考分離等教學(xué)方法，進(jìn)行課程學(xué)習(xí)內(nèi)容項(xiàng)目化、學(xué)習(xí)資源電子化、學(xué)習(xí)過程系統(tǒng)化、學(xué)習(xí)階段層次化、學(xué)習(xí)質(zhì)量閉環(huán)化的“五化”改進(jìn)，合理規(guī)劃課前、課中和課后時(shí)間，開展上線下混合教學(xué)，保證學(xué)生的學(xué)習(xí)不受時(shí)間空間限制，能自主掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度，保障學(xué)習(xí)效果。

OBE；電氣控制與PLC；線上線下

2020年國(guó)內(nèi)爆發(fā)新冠疫情,打亂了高校既定的教學(xué)進(jìn)程。在舉國(guó)抗擊新冠疫情的特殊時(shí)期,各高校積極響應(yīng)教育部號(hào)召，開展線上教學(xué)活動(dòng)[1]。電氣控制與PLC是遼寧省省級(jí)一流課程，也是沈陽工學(xué)院眾多專業(yè)的核心課程。在疫情期間，沈陽工學(xué)院進(jìn)行了過多次線上教學(xué)、線上線下混合教學(xué)的改革探索，針對(duì)課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生獲得控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)與能力為教學(xué)目標(biāo)，開展線上線下混合教學(xué)改革。通過應(yīng)用線上線下混合教學(xué)模式，利用信息技術(shù)將優(yōu)質(zhì)課程資源共享，實(shí)現(xiàn)教育公平，提高學(xué)生學(xué)習(xí)靈活性和自主性，保障了疫情期間高校的教學(xué)質(zhì)量。

1　課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

以O(shè)BE(Outcome-Based Education)理念構(gòu)建的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)“以成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”，重視學(xué)生知識(shí)積累、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升的全面綜合性發(fā)展[2]。在OBE理念指導(dǎo)下，課程從專業(yè)人才培養(yǎng)方案出發(fā)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)器人工程、機(jī)械電子工程、智能制造工程四個(gè)專業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，分別對(duì)制造工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)能力、工業(yè)機(jī)器人工作站設(shè)計(jì)能力、工業(yè)機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、智能制造和智能車間控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力形成支撐，為此歸納出本課程的3個(gè)主要學(xué)習(xí)目標(biāo)[3]。

(1)知識(shí)目標(biāo)。初步掌握傳統(tǒng)繼電器—接觸器控制的基本理論知識(shí)，理解PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用，重點(diǎn)掌握傳統(tǒng)控制系統(tǒng)和現(xiàn)代PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

(2)能力目標(biāo)。能夠具備分析、設(shè)計(jì)控制電路的能力，具備小型PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的綜合應(yīng)用技能，能夠針對(duì)特定要求獨(dú)立編程、調(diào)試、實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)的控制功能。

(3)素質(zhì)目標(biāo)。具備創(chuàng)新性思維、全局規(guī)劃觀念和一定的自學(xué)能力，可以學(xué)習(xí)和掌握不斷更新?lián)Q代的控制技術(shù)。

2　課程線上線下混合教學(xué)思路框架

根據(jù)OBE反向設(shè)計(jì)理念，從人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，借助超星學(xué)習(xí)通、問卷星等教學(xué)工具，打造電氣控制與PLC課程線上線下混合教學(xué)模式。課前學(xué)生可以在線上預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和自測(cè)；課中師生可以進(jìn)行線上線下多形式互動(dòng)；課后學(xué)生可以進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施、拓展。學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)、結(jié)果和成績(jī)均可作為學(xué)習(xí)成果的定量和定性分析基礎(chǔ)，不但可以成為目標(biāo)達(dá)成情況的判定依據(jù)，還有利于教學(xué)模式的改進(jìn)和優(yōu)化，上線下混合教學(xué)模式的教學(xué)思路框架如圖1所示[4]。

圖1 課程線上線下混合教學(xué)思路框架

3　課程線上線下混合教學(xué)實(shí)踐

3.1　學(xué)習(xí)內(nèi)容項(xiàng)目化

以授課對(duì)象、學(xué)情特點(diǎn)和課程要點(diǎn)與當(dāng)今智能制造領(lǐng)域的前沿應(yīng)用情況的融合為切入點(diǎn)，將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容全部項(xiàng)目化，融入至搬運(yùn)機(jī)器人生產(chǎn)線、AGV小車等實(shí)際工程項(xiàng)目中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)平鋪直敘的缺陷，如表1所示。

表1　課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的項(xiàng)目化

3.2　學(xué)習(xí)資源電子化

利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，將學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)、課件、教學(xué)視頻、預(yù)習(xí)大綱、板書、項(xiàng)目任務(wù)書、專題討論手冊(cè)、專項(xiàng)練習(xí)等學(xué)習(xí)資源全部電子化，并設(shè)置對(duì)應(yīng)任務(wù)節(jié)點(diǎn)、學(xué)生可以在電腦端或手機(jī)端查看，方便線上學(xué)習(xí)時(shí)使用。學(xué)習(xí)資源不限使用次數(shù)，學(xué)生可以反復(fù)學(xué)習(xí)，以鞏固、強(qiáng)化所學(xué)的內(nèi)容。

3.3　學(xué)習(xí)過程系統(tǒng)化

教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教學(xué)過程如圖2所示。讓學(xué)生通過圍繞項(xiàng)目開展課前、課中和課后三個(gè)階段的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)過程系統(tǒng)化，有利于知識(shí)的獲取和能力的形成。

圖2　課程學(xué)習(xí)過程系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

3.4　學(xué)習(xí)階段層次化

課程教學(xué)順應(yīng)“學(xué)習(xí)規(guī)律”，使學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段有層次的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)扎實(shí)積累與能力逐步提升，如表2所示。

表2　課程不同學(xué)習(xí)階段層次化結(jié)構(gòu)

3.5　學(xué)習(xí)質(zhì)量閉環(huán)化

學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達(dá)成與否是課程教學(xué)改革的主要目標(biāo)，為了真實(shí)有效判定學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，本課程建立了學(xué)生端、教師端和督導(dǎo)端的三重閉環(huán)反饋體系，如圖3所示。在學(xué)生端，通過平臺(tái)數(shù)據(jù)、過程考核為主的評(píng)價(jià)方案、教考分離，可以定量獲得學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況；在教師端，通過問卷星反饋，可以定性獲得教與學(xué)真實(shí)情況；在督導(dǎo)端，通過檢查和聽課，可以獲得課程建設(shè)成果。學(xué)習(xí)質(zhì)量的三重閉環(huán)反饋體系為課程持續(xù)建設(shè)提供明確方向。

圖3　課程學(xué)習(xí)質(zhì)量閉環(huán)化的三重閉環(huán)

4　結(jié)語

幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)是教學(xué)改革的出發(fā)點(diǎn)，本課程結(jié)合以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為中心的OBE理念，采用線上線下混合教學(xué)模式，依托學(xué)習(xí)通、問卷星、教考分離等進(jìn)行“五化”改革，賦予不同時(shí)空、不同需求情況下學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活性與自主性，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)內(nèi)容能給予學(xué)生更多發(fā)揮的空間，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

[1] 孫小軍,徐云程,陳建明,等.疫情防控背景下高校數(shù)學(xué)類公共課程線上教學(xué)的現(xiàn)狀與啟示[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,42(01):62-69.

[2] 曹姣仙,唐瑩,張莉,等.OBE理念下的物理化學(xué)線上線下混合教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)踐[J/OL].中醫(yī)教育:1-5.

[3] 馬駿,方振龍.基于“電工電子技術(shù)”省級(jí)精品在線課程的線上線下混合式教學(xué)模式改革研究與實(shí)踐[J].南方農(nóng)機(jī),2022,53(08):162-165.

[4] 郭銳,梁玉英,張俊林.深入貫徹OBE理念的課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育,2022(02):118-123.

Exploration on the "Five Modernizations" reform of online and offline mixed teaching of "Electrical Control and PLC" course based on OBE concept

GAO Minghua1,2, YANG Hai2, ZHANG Fengnan2

(1. Department of Quality Management and Evaluation, Shenyang Institute of Technology, Fushun, Liaoning 113122, China; 2. School of Mechanical Engineering and Automation, Shenyang Institute of Technology, Fushun, Liaoning 113122, China)

In the special period of fighting against COVID-19, how to ensure the teaching effect of relevant courses which focus on cultivating students' practical ability is the key problem to be solved in teaching reform. The course of electrical control and PLC is highly practical. In the teaching process, it should combine with students' ability training objectives, follow the concept of outcomes based education (OBE), and adopt teaching and examination separation methods with the help of teaching resources such as the super star learning and the questionnaire star. Then, the course is improved by "Five Modernizations", including project-based learning content, electronization of learning resources, systematization of the learning process, stratification of learning stages, and closed-loop of learning quality. Blended teaching should reasonably plan the time before, during and after class, and carry out mixed teaching on and offline. This can ensure that students' learning is not limited by time and space, to ensure the learning effect.

OBE; electrical control and PLC; online and offline;

G647

A

2096–8736(2022)02–0052–04

遼寧省沈撫改革創(chuàng)新示范區(qū)本級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目——基于過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人RTK-GPS導(dǎo)航定位研究（2020JH13）。

高明華(1987—)，女，遼寧錦州人，碩士研究生，講師，主要研究方向?yàn)榻虒W(xué)管理和控制系統(tǒng)。

責(zé)任編輯：張亦弛

英文編輯：唐琦軍