“PLC原理及應用”課程開展OBE理念的混合式教學方法實踐

劉國滿 盛 敬

南昌工程學院機械工程學院 江西南昌 330099

隨著我國工業化和科技化的進程，社會將需要大量的素質的工程師和操作技術人員，這就要求我國高校提高工程人才的培養水平，加強學生工程和實踐能力。2018年10月，教育部印發《關于加快建設高水平本科教育、全面提高人才培養能力的意見》(簡稱“新時代高教40條”)文件，強調高校必須主動適應國家戰略發展新需求和世界高等教育發展新趨勢，把本科教育放在人才培養的核心地位，全面提高本科教育培養質量和實踐水平[1]。“PLC原理及應用”是機械電子工程、自動化以及機械制造及其自動化等工科專業的一門應用型專業基礎課程，對工程實踐能力的培養有著重要作用[2]。本課程要求學生綜合應用多門基礎課程來解決工業控制項目方面問題，培養學生工程設計思想，提高綜合分析問題和創新能力。而在傳統教學中，該門課程重視理論知識教學，忽視實踐環節，影響了學生們參與的積極性和興趣，不利于學生創新能力的培養，也不利于學生應用所學的知識來解決工程中實際問題。因此，有必要對“PLC原理及應用”課程的教學方法進行改革和研究。

OBE(Outcome Based Education)理念，堅持以成果導向教育為目標，也叫目標導向教育和能力導向教育，在1981年由Spady等人提出，現已成為美國、英國、加拿大、澳大利亞等國家教育改革的主流理論。它區別于傳統的教學理念，注重“學生中心、產出導向、持續改進”的教育理念，要求課程設計和教學改革從企業需求出發，圍繞預期的學習成果，重新構建學習內容，反向設計教學過程，以確保學生完成學習后能夠真正獲得未來發展需要的知識、能力和素質[3]。在我國，最早于2003年才開始對OBE理念進行研究。2007年，李光梅教授在《成果導向教育理論及其應用》中對成果導向教育的本質和特點進行闡述，著重強調了教育要實現為學習者的未來做準備，提出現代教育要培養學生的創造性能力、知識應用能力和解決問題的能力。目前，國內許多高校將OBE理念引入工程教育認證中，如汕頭大學顧佩華、胡文龍等人基于OBE理念進行了時間跨度長、牽涉面廣、改革縱深大的綜合教育改革；大連理工大學李志義、朱泓等人提出了基于成果導向教育的高等工程教育教學改革，應著力實現從學科導向向目標導向轉變、從教師中心向學生中心轉變、從質量監控向持續改進轉變。

混合式教學是將線下傳統學習的優勢和線上網絡學習方式結合起來，既要體現“以學生為中心”的教學理念，也要發揮教師主導的作用[4]。因為傳統課堂教學在培養學生的學習態度、教學的監督及管理等方面具有不可替代的優勢，這使得線上教育在將來很長一段時間內都不能完全替代傳統課堂教學[5]。因此，在高等教育中，需要將傳統課堂教學與線上教育相結合，既能發揮教師在教學過程中的主導作用，也可以激發學生們的學習主動性、積極性和創造性[6]。因此，在“PLC原理及應用”課程教學中開展OBE理念的混合式教學實踐，一方面提高了學生該門課程的積極性和主動性，另一方面也發揮了教師的指導和解惑等作用。

1 OBE理念的混合式教學方法

1.1 教學目標設置

主要根據專業培養目標和要求的不同，對“PLC原理及應用”課程設定相應的教學目標，并確定本課程目標與各個相關專業畢業要求指標點對應關系，該門課程與自動化專業畢業要求指標點如表1所示。

表1 課程教學目標與畢業要求對應關系表

1.2 教學資源構建

由于這里采用一種混合式教學方法，需要構建好線上和線下供學生學習的資源。其中，線上資源主要包括與本課程學習相關的國家級和省級的精品課程的講課視頻、題庫以及相關指導資料和網上在線資源；線下資源主要包括課堂上討論和講說的知識點內容、綜合實驗項目、重難點解答資料和學生成績的評價標準，以便學生根據該線上和線下教學資源，能夠很好實現該課程所設定的教學目標。

1.3 混合式教學方法設計

該教學方法的設計要體現出“以學生為中心”自主學習主體地位，充分發揮老師的組織、指導和解惑等作用[7]，為學生創造個性化、討論交流等學習機會，發揮學生學習的主動性和積極性，培養學生們團隊合作精神。該混合式教學方法包括兩個方面：線上教學和線下教學過程的設計。

1.3.1 線上教學

線上教學主要以學生自主學習為主，但需要老師在學生線上學習之前向學生下發課程學習任務、目標和相關內容。老師可以根據學生線上提交的作業情況，分析學生學習任務的完成情況以及線上學習效果、學習中存在問題，以便在課堂教學中開展針對性教學，解答學生的問題，提升教學效果。

1.3.2 線下教學

線下教學階段，需要充分發揮老師的組織、指導和解惑等功能，組織學生在課堂上講解自己在線上學習到的知識點和內容，一方面通過學生講解，老師可以了解學生對該門課程相關知識點掌握情況，另一方面可以鍛煉學生的語言表達能力和知識歸納總結能力[8]。如圖1和圖2所示。

圖1 某一男生講演圖片 圖2 某一女生講演圖片

通過學生自己做PPT和課堂講解，在學習過程增加一些壓力，以便提高他們學習的動力和積極性。同時，老師也了解到學生在線上上學習情況，以便對其進行合理評價。

另外，為了培養學生們團結合作的目標，在該課程實驗教學中分組進行實驗。每個小組由4～5位學生組成，要求每個學生完成該實驗中某一部分功能模塊的設計和編程。只有小組中每個成員完成其功能模塊，才能保證整個實驗的完成。這樣一方面保證小組中每個成員都有自己獨立實驗任務，避免傳統實驗中，只有一部分學生在做實驗，其他學生都處于空閑狀態，嚴重地影響實驗效果；另一方面促進了小組內各成員之間團結合作精神，達到該門課程設計教學目標。如圖3和圖4就是兩個小組在實驗過程中，實驗方案的內部討論和交流。

圖3 某一小組實驗方案討論環節 圖4 另一小組實驗方案討論環節

最后，老師利用線下課堂，可以對學生線上學習過程中出現的疑難點和問題進行答疑和講解，以便學生能更好地掌握該門課程的重難點，促進目標的達成。另外，老師也可以在課堂上進行一些課堂測試，可以充分地了解學生學習情況，以便根據學生學習效果，有針對性地對那些學生沒掌握的知識點進行進一步講解。

總之，通過OBE理念的混合式教學，一方面促使學生深入思考教學內容，根據專業目標和能力培養要求，學生自主利用線上和線下教學資源，可以充分調動學生主觀能動性，激發學生養成自我提高的內驅力。另一方面通過基于OBE理念的教學改革，利用課程目標達成度更加客觀地衡量教學質量和教學效果，提高了教學質量的可控性，也更容易發現教學中的不足，從而有效監督教學質量的持續改進。

2 學生成績評價體系

對于該門課程的學生成績評價，主要分成兩個階段進行評價。第一階段就是過程化評價，主要采用平時作業、章節測試以及課堂講演以及實驗成績等情況進行評價，其占該門課程考核成績的50%，而期末考試成績也占整個成績的50%。其課程成績構成結構如表2所示。

表2 成績構成和評價指標表

為了讓期末考試成績盡量反映出該門課程的目標達成度，因此在期末考試試卷內容方面，盡量覆蓋教學大綱上所規定的知識點和教學目標，使期末考試成績盡量反映出該學生學習效果和目標達成度。

3 效果驗證和評價

為了驗證該教學方法的效果，對學生進行在線問卷調查，其問卷結構如圖5所示。

圖5 問卷結構

共發放了82份調查問卷，收到了58份有效問卷。對調查數據分析可知，78%學生認為該種教學方法較好，84%學生在該門課程學習中存在壓力，認為難度較高，學習效果較好。100%學生沒缺席實驗，除去有事請假以外。

結語

針對當前“PLC原理及應用”教學中存在的問題，本文提出在該門課程教學中開展OBE理念的混合式教學方法的實踐和研究。在教學方法實踐過程中，以OBE理念為指導思想，實現線上和線下混合式教學，突出了學生自主學習為主，老師在課堂上組織、指導和解惑等，提高了該門課程學習效果和所預設目標的達成度，發揮了學生學習的積極性，提高了學生學習的動力和興趣，培養學生的高階能力。