基于線上線下混合式教學模式的可編程控制技術課程教學改革

摘要：隨著信息技術的快速發展，可編程控制技術課程的傳統線下教學模式已難以滿足信息化時代學生學習方式轉變的需求。針對傳統線下教學的局限性，結合該課程當前的教學現狀，該文對線上線下混合式教學模式進行了探索與應用，旨在提高課堂效率與教學效果。

關鍵詞：線上線下；混合式教學；可編程控制技術；課程思政；多元化評價

中圖分類號：G642" " " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）07-0156-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

可編程控制技術是電氣、智能制造、機電一體化、機器人工程等專業的核心課程，其課程目標以電氣設計、自動化生產線為主線，旨在使學生理解常用低壓電氣元件與電氣設備的工作原理，能夠分析和設計電氣原理圖，并根據電氣原理圖安裝和調試自動化生產線，從而培養學生解決復雜工程問題的能力。該課程的主要特點是實踐性強[1-2]。目前主要采用線下教學方式，雖然取得了一定的教學效果，但仍有較大的改進空間[3]。隨著信息技術的發展，采用線上線下混合教學方式可以提高學生的學習興趣和積極性，進而提升教學質量。此外，線上教學模式有利于融入課程思政元素。通過將思政元素融入線上學習材料，可以更好地培養學生的家國情懷和工匠精神，堅定學生的理想信念。但目前線上線下混合式教學模式的實施仍存在一定的困難，因此，探索該課程線上線下混合式教學模式具有重要意義[4-5]。

1 可編程控制技術教學現狀分析

可編程控制技術是一門理論與實踐相結合的課程，實驗與實踐學時占總學時的一半以上。其課程內容理論部分主要包括可編程控制器的硬件組成、編程軟件的介紹、編程語言的指令系統等；實踐課程則包括PLC控制系統的設計與實現、自動化生產線調試與維護、企業課程實習等。課程目標主要是使學生掌握可編程控制技術的專業基礎知識，具備PLC控制系統的分析、檢修維護、設計能力，并為解決機電工程領域復雜工程問題打下良好的基礎[6]。

當前學生在學習可編程控制技術課程時呈現出以下特點。

1） 對理論知識的學習興趣不足，對可編程控制器的組成、指令系統、編程方法等基礎知識掌握不夠牢固。

2） 相較理論部分的學習，學生對動手實踐有較強的興趣，但由于理論知識薄弱，只能進行驗證性的實驗或實踐活動，缺乏對PLC系統的分析與設計能力，實踐教學效果不夠理想。

3） 學生缺乏自主探索的意識和能力，在學習過程中遇到問題時不能靈活運用現有的專業知識進行解決。

4） 學生課后使用手機、電腦的時間較長，但很少有學生利用課后時間使用手機或電腦學習該課程。

2 目前傳統線下教學模式存在的問題

1） 教學模式以教師為中心，學生被動接受知識。學生對專業知識缺乏興趣，導致難以取得較好的教學效果。

2） 教與學都集中在課堂上，學生僅用課上時間難以深入理解已學知識，隨著課程深入，會影響整體教學效果。

3） 線下教學主要采用黑板和傳統多媒體設備進行知識點講解，效率較低，且與學生互動較少，不利于學生學習進度的推進。

4） 傳統實驗、實踐教學以編程和接線為主。為保障學生的人身安全以及操作簡便，現有實驗臺采用接頭快速插接方式接線，這與工業現場采用的接線端子接線方式有明顯區別，不利于學生理解可編程控制技術在工業中的實際應用。

5） 傳統線下教學不利于教師教學水平的提升。如今信息技術日新月異，已融入各行各業。教師也要與時俱進，如果繼續堅持傳統線下教學模式，其教學水平將難以提升。

為解決上述問題，可以采取以下改進措施。

1） 建立課程資源庫，搜集整理相關資料、課件、工程案例等，利用學習通、雨課堂等軟件發送給學生，讓學生利用課后時間學習，激發學生的學習興趣，引導學生自主學習。課上可利用部分時間對學生課后學習內容進行指導和總結，提高學習效率。

2） 利用學習通、雨課堂等軟件督促學生做到課前預習、課后復習。在課上教學過程中，采用學習通、雨課堂等與學生互動，發送測試題、進行測驗等，充分利用信息化教學手段營造輕松愉快的學習氛圍，杜絕學生上課玩手機、打游戲的現象。

3） 線下課堂教學過程中，除了采用黑板和傳統多媒體設備講解知識點外，還應更多引入工程案例。好的工程案例不僅能幫助學生更好地掌握所學知識點，而且能極大地激發學生的學習興趣。

4） 實驗室和實訓基地應購置配電柜及常用低壓電器，并對學生進行必要的電氣安全知識教育。采用與工業現場相似的方式進行實驗實訓，有條件的可以讓學生考取低壓電工證書，為學生奠定良好的工程基礎。同時引入Flash虛擬交互系統，利用手機軟件實現硬件設計和編程，提高學生對PLC控制系統的分析與設計能力。

5） 教師在日常的教學實踐中應積極參加相關培訓，掌握最新的信息化教學手段，不斷提高自身教學水平。

3 線上線下混合式教學模式的探索與應用

在探索線上線下混合式教學模式時，應針對傳統線下教學模式存在的問題，以促進學生自主學習、輔助課堂教學為目標。線上資源主要包括教學視頻、動畫演示、課件資料、Flash虛擬交互系統、拓展閱讀材料、在線測試題庫等。在進行教學設計時，應有目的地運用以上教學資源，在課前、課中和課后都有效引導學生學習，將教與學有效結合。課前，教師可以上傳預習任務讓學生下載，學生查看任務單后，根據任務單內容和相關教學視頻完成預習任務，提高預習效果。課中，教師采用線上線下混合式教學，與學生一同有目的地完成教學任務。課堂上采用線下方式對學生反饋的問題進行統一解答，并利用雨課堂、學習通等軟件與學生互動，提高課堂教學質量。課后，教師可以發布課后作業與測試題，待學生完成后批閱，鞏固所學知識點。

在傳統的高校課程教學中，專業課程側重專業知識的講授，較少涉及課程思政內容，難以實現全方位育人[7]。為更好地踐行立德樹人根本任務，應將課程思政元素融入專業課程教學中。例如，將正確的價值觀、高尚的精神追求等思政元素自然地融入專業知識傳授過程中，潛移默化地影響學生的思想和行為，培養合格的社會主義建設者和接班人[8-9]。

在達成課程目標的同時，還應注重育人目標的達成。應將思政元素自然地融入新課引入、案例分析、討論、習題等各個教學環節。讓專業知識幫助學生更好地理解專業知識的同時，讓思政元素引導學生更好地應用專業知識報效祖國、回饋社會。以“可編程控制基礎”為例，可以從新課導入、可編程控制器的發展歷程、組成結構、課堂討論等多個角度進行教學內容和課程思政設計。這種方式的教學設計可引導學生理論聯系實際，用理論指導實踐，再通過實踐加深對理論的理解，從而達到理論創新的目的[10]。

4 線上線下混合式教學模式實施現狀

在可編程控制技術課程的理論教學中，目前主要借助雨課堂、學習通等軟件開展線上線下混合式教學。以高校機械電子工程專業本科課堂教學為例，為了解決傳統線下教學中教師難以及時掌握學生整體學習情況、師生互動受課堂時長限制、教師難以調動學生課堂學習積極性等問題，采用線上線下混合教學模式改進課堂教學現狀迫在眉睫。在實際教學中，“雨課堂”等軟件可作為線上線下混合式教學的輔助工具，用于考勤、發布習題、隨機點名等。學生問卷調查的反饋信息表明，多數學生認為線上簽到不僅節省了時間，而且提高了出勤率，線上互動的教學活動對課程學習很有幫助，總體取得了良好效果。

在線上線下混合式教學實踐中，針對可編程控制技術的課程特點，可以從重建教學內容、完善課程思政、打造智慧課堂、實踐引領課堂、多元評價機制五個方面建立了完善的線上線下混合式教學模式。

傳統線下教學模式中，可編程控制技術課程的考核方式主要由期末考試成績和平時成績組成，期末考試采用閉卷筆試形式，客觀題占大部分分值。平時成績主要考查出勤和作業，這種考核方式比較單一，忽視了對學生實踐能力的考核，不利于培養學生分析和解決復雜工程問題的能力。針對這一問題，安徽科技學院機械工程學院可編程控制技術課程組對考核方式進行了改進，采用線上線下混合的方式，建立了一套完整的考核體系，具體如下。

5 多元化考核評價體系

課程考核以達成課程目標為主要目的，考查學生對可編程控制器基本原理、編程方法、系統設計與調試等知識點的掌握程度和應用能力，包括平時考核、實驗考核和期末考核三部分。

1） 平時考核（20%） 包括作業（40%） 、課堂表現（20%） 和測驗（40%） 等環節。考勤不單獨計入平時成績，僅作為參考。

①作業主要針對本課程基本理論知識進行習題訓練，針對測試系統方案進行設計與歸納訓練，針對實驗數據處理方法進行習題訓練，以及針對測試分析軟件進行編程應用等訓練，主要考核學生對所學知識進行訓練提升的情況。

②課堂表現主要借助雨課堂或學習通平臺開展主題討論、選人提問、問卷調查等互動，主要考核學生參與課堂教學的情況。

③測驗以客觀題為主，借助雨課堂或學習通等網絡教學平臺開展，每次測驗約10道題，分自主學習測驗和章節測驗，限時完成并提交打分，主要考核學生課前線上自主學習和課堂學習的情況。

2） 實驗考核（30%） 包括實驗過程考核（30%） 、實驗報告（30%） 和實驗結果考核（40%） 。

①實驗過程主要考核學生的實驗方案設計、安全規范操作和接線、程序設計、分析、調試與優化等方面的綜合表現。

②實驗報告主要考核實驗方案設計的正確合理性、電路圖繪制的正確規范性、實驗報告撰寫的完整性、系統性及美觀性。

③實驗結果主要考核學生在設計的實驗方案和搭建的實驗系統基礎上，運用現代工具開展仿真、分析和調試的能力，以及能否實現預期的控制要求。

3） 期末考核（50%） 采用期末試卷考試形式。試卷主要考核學生對常用低壓電器基本原理、結構的掌握及選用情況，重點考核學生針對復雜工程問題的分析能力和對知識的綜合應用能力，要求學生系統性地完成硬件系統和控制程序設計，實現既定的電氣控制要求。

4） 課程目標達成度評價包括課程分目標達成度評價和課程總目標達成度評價，具體計算方法如下：

課程總評成績由平時考核成績、實驗考核成績和期末考核成績三部分加權而成，各環節成績與總評成績均為百分制，在總評成績中，平時成績、實驗成績和期末成績所占的權重分別為20%、30%和50%。

以上評價體系從作業、實驗、在線測試、課堂表現和期末考核五個環節對學生的學習情況進行考核。表1為按以上方式的課程目標總體達成情況。對每一名學生每一個課程目標均進行達成度計算，以便掌握每一名學生的學習情況，并進行持續改進。課程目標1主要考查學生對低壓常用電器的理解與控制電路的分析方法，主要有作業、測試、課堂表現和期末考試等考核方式。

6 結束語

可編程控制技術作為一門理論與實踐相結合的課程，探索線上線下混合式教學模式，將線上線下教學資源有機結合，引入多元化考核評價體系，引導學生自主學習，并提升教師信息化教學水平，對提高可編程控制技術課程教學效果具有積極作用。目前，該教學模式已在部分課堂實施，不但提高了教學效率，教學效果也得到了一定提升。

參考文獻：

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[9] 常莉.高等教育改革視域下課程思政理念論析[J].思想教育研究，2021（11）：114-118.

[10] 王培進.從PID控制算法看人文素養與科學素養相融合的課程思政[J].工業和信息化教育，2021（3）：6-9.

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