“PLC應用技術”課程混合式教學模式研究

摘要：闡述高職院校專業課課程改革的必要性，探索線上線下、虛實結合的混合式教學模式，分析PLC課程特點及學生學情，介紹PLC課程的混合式教學模式的課程整體設計，以預習、學習、練習、拓展四個部分順序完成PLC課程實施過程。著重過程性評價，以2023級機電一體化技術1班為例，采用混合式教學模式后，預習率由60%提升到80%，課堂參與度由65%提升到88%，任務完成度由70%提升到90%，實訓操作通過率由30%提升到65%，實現了混合式教學模式的教學目標，教學效果顯著，最后提出教學改進措施。

關鍵詞："混合式教學模式；課程設計；課程實施；過程性評價

在數字化時代背景下，混合式教學模式應運而生。它不僅僅是對傳統教學與網絡教學的簡單疊加，而是多種教學形式和教學策略的深層次交互融合。本文將深入探討《PLC應用技術》課程混合式教學模式，期望能夠展現混合式教學模式在促進學生深度學習、開發優質教學資源以及推動高等教育變革方面的重要作用。

1"課程改革的必要性

伴隨著工業"4.0"時代以及物聯網的快速發展，制造業將趨于高精度、高效率、高質量等特點。為制造業的高質量發展，需培養更多的高素質技術人才。課程是培養人才的關鍵要素，科學的課程內容和合適的教學模式，才能實現人才供給與產業需求同頻共振的發展目標[1]。

近年來國內外相關學者熱衷于探索一種適合于當代大學生的線上線下混合式教育模式。例如曹修全探索的混合式教學模式在工業機器人技術及應用的課程教學研究，魏善祥探索的的單片機原理及應用課程混合式教學探究等。探索混合式教學模式將推動高職院校專業課課程改革進程。

2"課程分析及學情分析

《PLC應用技術》是機電一體化技術、數控技術等自動化專業的專業核心課程。以西門子公司的S7-1200系列PLC為例，介紹了PLC的工作原理、硬件結構、編程軟件、指令系統的使用方法。這門課程PLC編程語言多樣，且編程軟件操作復雜，初學者往往難以快速掌握。由于高職學生學習基礎薄弱，學習習慣較差。PLC課程是一門理論與實踐并重的課程，需要教師在教學過程中注重學生的基礎知識和實踐能力的培養。同時，學生也需要付出更多的努力和時間來掌握PLC技術，提升自己的專業技能和綜合素質。

3"課程設計

3.1課程整體設計

為了有效實現混合式教學模式，首先需要課程資源建設和開發[2]。課程整體設計依據企業需求和崗位技能需求，將課程的教學內容設計成若干由簡單到復雜的項目，提煉典型任務，重構教學內容。以電動機、交通燈、送料小車、機械手等為載體，由易到難，由淺入深，設計了五個項目。對這些教學資源進行整理：將模塊化的內容分重點、難點錄制成5到10分鐘的小視頻，將實訓相關內容錄制小視頻，包括實訓工作原理，實訓操作過程，以及實訓故障檢查等。（2）充分挖掘智慧樹、中國大學MOOC等學習平臺的優質課程資源，篩選重點難點知識。（3）根據實訓室現有條件設計PLC項目實訓，使學生深刻理解基礎知識并提升學生實踐能力。

混合式教學模式主要分為預習-學習-練習-拓展四步。首先課前準備，在超星學習通上發布教學資源，即本節課相關知識點和小視頻，練習題等，讓學生對本節課知識有初步的認識并檢查掌握程度。其次，課上檢查學生實際掌握能力，針對學生疑惑的問題著重講解，對本節知識點能進行簡單的計算和應用，充分利用實訓室現有條件設計典型工作任務，讓學生理論聯系實際，提高動手實踐能力。通過講解、自主探究、小組合作等多種形式，提高學生課程參與度，逐步培養學生自主思考的能力。最后，課下復習拓展，在學習通上發布課后作業或思考題，通過查找資料培養學生自學能力。

3.2教學目標

3.2.1思政育人目標

3.2.1.1"強化愛國主義情懷和提升法治素養

思政育人學習強調培養學生的愛國主義精神，通過深入了解國家歷史、文化和社會現狀，激發學生的民族自豪感和責任感，使他們能夠自覺維護國家利益和尊嚴。在思政學習中，學生將接受系統的法治教育，增強法律意識和法治觀念，學會運用法律武器保護自己和他人的合法權益，為構建法治社會貢獻力量。

3.2.1.2"培養社會責任感和弘揚中華優秀傳統文化

思政育人學習鼓勵學生關注社會熱點，參與社會實踐，通過實際行動踐行社會主義核心價值觀，培養學生的社會責任感和公民意識，為構建和諧社會貢獻青春力量。思政育人學習不僅關注學生的思想政治素質提升，還注重學生的全面發展。思政育人學習注重傳承和弘揚中華優秀傳統文化[3]，通過學習經典著作、了解傳統節日和文化習俗等方式，增強學生的文化自信，培養他們的文化自覺和文化創新能力。

3.2.2"知識、技能與德育目標

知識目標：PLC產生、特點與發展、基本結構、分類與工作原理，S7-1200PLC系統基本結構、配置方式，西門子S7-1200PLC的硬件選型、編程、調試及故障處理。能力目標：培養學生具備PLC程序編程與調試能力，分析問題和解決問題的能力。德育目標：掌握自動化控制知識，提高學生科學素養，發展學生鍥而不舍的探索精神，培養學生精益求精的工匠精神，為我國工業發展貢獻一份力量。

3.3"教學項目與任務

根據企業需求和崗位技能需求，學生認知發展規律，將《PLC應用技術》課程內容分為5個項目任務，分別是電動機正反轉PLC控制系統、三級傳送帶PLC控制系統、十字路口交通燈PLC控制系統、送料小車自動往返PLC控制系統、機械手步進電動機PLC控制系統。一個項目里包含多個具體的任務，詳細分析和分解所包含的知識點和技能。PLC應用技術的教學項目與任務如圖1所示。

4"實施過程

高職院校“教、學、做”一體化教學理念的不斷深入，加速推進了高職課程的改革，在教學實施過程中不斷地推陳出新，取得了一定的效果[4]。高職院校學生主要以實踐為重，所以在教學過程中要有足夠的時間讓學生自主探索和思考，那么采用混合式教學模式具有重要的意義。以項目三中的任務“人行橫道交通燈控制系統”為例，教學活動分為三個階段：

4.1課前預習

在學習通上發布任務知識點和相關小視頻，在“人行橫道交通燈控制系統”學習任務中。任務目標是掌握使用置位/復位指令的順序控制設計法。學生通過小視頻講解初步了解本節知識，并進行測試題檢測學習效果。

4.2課中學習、練習

針對置位/復位指令的順序控制設計法的特點，分析控制要求和置位/復位指令的順序控制設計法的編程方法，探索并繪制出人行橫道交通信號燈的工作流程圖。其次順序功能圖知識的學習，順序功能圖是人行橫道交通燈控制系統梯形圖程序設計的基礎與前提。根據工作流程圖轉化為順序功能圖。人行橫道交通燈控制系統順序功能圖如圖2所示。最后將順序功能圖轉化為置位/復位指令程序。

這一階段教師主要作用是講授與引導，帶領學生共同設計出人行橫道交通燈控制系統的順序功能圖和置位/復位指令程序。

講授后，進行小組合作練習。根據實訓室現有條件老師設計典型工作任務，使學生理論聯系實踐，深入的掌握PLC理論知識，熟練掌握PLC的實際應用領域。小組合作首先要明確任務內容和要求，確定隊長和小組匯報人，討論結束后匯報人對討論結果做匯報。小組合作討論過程中，給予適當的引導，確保小組合作達到良好效果。談論結束后，由小組匯報人發言，教師給予點評。

4.3課后拓展

在學習通上發布課后作業，便于老師掌握學生對本節知識的學習情況。充分利用課后時間，讓學生探索人行橫道交通燈控制系統的其他編程方法，查找資料培養學生自學能力。

4.4過程性評價

PLC課程考查學生的綜合能力，包括基礎知識的掌握、實踐操作、程序編程設計與調試能力等。過程性評價是一種全面而動態的評估方式，過程性評價包括出勤率、課堂參與度、任務完成度、技能掌握度等。過程性評價貫穿學習全過程，有助于促進學生的全面發展。

4.5實施效果

通過線上自主學習與線下面授輔導相結合的方式，學生能夠根據自身的學習進度和興趣進行學習，提高了學習的靈活性和自主性。這種模式使得學生在理解和掌握課程內容上更加深入，學習成績普遍提高。

混合式教學的實施效果是顯著的，它不僅提高了學生的學習效果和自主學習能力，還促進了學生之間的互動與合作，為培養全面發展的高素質人才提供了有力支持。以2023級機電一體化技術1班為例，預習率、課堂參與度、任務完成度和實訓操作通過率大幅度提高，混合式教學模式使用前后學習效果對比如表1和圖3所示，從整體上看達到預期的教學目標。

4.6混合式教學模式優勢

混合式教學模式融合了線上學習與線下教學的雙重優勢，實現了教育資源的優化配置與個性化學習的深度結合。其優勢在于：首先打破了時空限制，學生可根據自身情況靈活安排學習時間，提高學習效率；其次通過線上平臺，學生能夠接觸到更豐富的多媒體教學資源；再次線下課堂則側重于深度討論、實踐操作和即時反饋，有助于知識的內化與技能的提升；最后混合式教學模式促進了師生、生生之間的多元交流，構建了更加開放、協作的學習環境，有利于培養學生的自學能力和團隊協作能力。

4.7教學改進措施

4.7.1提高課堂設計水平

教師要把握整個課程的設計，理論知識與操作實踐需要合理的采用線上線下混合式教學，充分利用網絡平臺的優質課程，教學資源進行整理優化，重構課程資源。

4.7.2加強實訓室建設

優良的實訓室建設是保障高職院校機電類專業實踐教學的重要物質資源，因此學校和專業教師重視校內與校外實訓基地建設工作[5]。實訓基地的建設要以實際工作流程為依據，建立真實有效的實訓環境。

結語

課程整體設計依據企業需求和崗位技能需求，重構專業群的核心課程“PLC應用技術”課程。首先，從教學內容重構、學情分析、教學目標和教學項目與任務等方面進行教學整體設計。其次，從“預習、學習、練習、拓展”的教學模式出發介紹教學實施過程。以2023級機電一體化技術1班為例，教學實施效果顯著。最后，提出教學改進措施，為其他課程的教學改革提供參考。

參考文獻：

[1]曹修全，王震，胡光忠.混合式教學模式下“工業機器人技術及應用”課程教學設計研究[J].時代汽車，2024（14）：36-38.

[2]陳磊，王麗雅，梁川，等.《機電傳動控制》課程線上線下混合式教學模式研究[J].中國電力教育，2022（01）：52-54.

[3]文靈，謝元媛.基于智能制造專業群中“傳感器及檢測技術”課程教學改革研究[J].現代制造技術與裝備，2024，60（01）：221-224.

[4]郭慧靜.基于《PLC應用技術》對“教、學、做”一體化教學的研究[J].家電維修，2024（01）：40-42.

[5]邱志新，杜麗萍，關彤，等.機電一體化技術專業智能化實踐教學資源建設與應用[J].無線互聯科技，2020，17（24）：144-145.

作者簡介：詹文霞（1991—""），女，漢族，陜西商洛人，碩士研究生，初級職稱，研究方向：機電一體化、職業教育；王天諾（1993—""），男，漢族，河南濮陽人，碩士研究生，中級職稱，研究方向：智能制造、職業教育。