基于OBE的在線課程的知識(shí)碎片化建設(shè)研究

張爽　王華　高金剛　王利濤

【摘 要】在工程認(rèn)證OBE教育理念和“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，以長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)為例，進(jìn)行了PLC控制技術(shù)課程的知識(shí)碎片化在線課程建設(shè)研究。研究的整個(gè)流程包括：專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的制定、畢業(yè)要求的制定、PLC控制技術(shù)課程目標(biāo)的制定、PLC控制技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容的制定。知識(shí)碎片化的建設(shè)合理性可從PLC課程達(dá)成度情況得以驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】OBE;在線課程;PLC控制技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： G434;C912.1-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）33-0074-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.33.035

0 引言

自從2013年06月，我國(guó)正式加入“華盛頓協(xié)議”，全面開(kāi)始工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的篇章工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的核心理念有三個(gè)，一是以學(xué)生為中心的教育理念，二是“成果導(dǎo)向”的教育體系OBE（Outcome-Based Education），三是“持續(xù)改進(jìn)”的質(zhì)量觀。并且目前互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、雙網(wǎng)的產(chǎn)生已打通了知識(shí)學(xué)習(xí)和知識(shí)傳播的時(shí)空局限，信息傳遞和信息交互迅即可至。加上智能手機(jī)、智能裝戴設(shè)備的應(yīng)用，使得知識(shí)資源變得無(wú)限開(kāi)放，如同圖書(shū)館與人如影隨形。本文在工程認(rèn)證和“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，以長(zhǎng)春工程學(xué)院的PLC控制技術(shù)課程為研究對(duì)象，進(jìn)行了基于OBE的在線課程建設(shè)研究。

1 專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的制定

人才培養(yǎng)目標(biāo)的確立是重中之重。人才培養(yǎng)目標(biāo)要符合學(xué)校的定位和國(guó)家級(jí)地方的需求。根據(jù)長(zhǎng)春工程學(xué)院應(yīng)用型本科大學(xué)”的辦學(xué)類(lèi)型定位以及“立足吉林，面向全國(guó)，服務(wù)地方，服務(wù)行業(yè)，服務(wù)一線”的服務(wù)面向定位，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)依據(jù)學(xué)?？傮w培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)以及行業(yè)需求，提出了培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線，具有扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)和良好的人文素養(yǎng)，具備機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐能力，能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及機(jī)電控制等相關(guān)領(lǐng)域從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、開(kāi)發(fā)和項(xiàng)目管理等工作的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。根據(jù)校友、用人單位和企業(yè)專(zhuān)家的調(diào)查評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)針對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)分別予制定以下評(píng)價(jià)指標(biāo)：

1）具有良好的人文素養(yǎng)，能夠在實(shí)際工作中遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行工程師的責(zé)任。畢業(yè)生對(duì)自身評(píng)價(jià)0.99、用人單位評(píng)價(jià)0.97、企業(yè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)0.91。

2）具備良好的機(jī)械工程科學(xué)知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能對(duì)機(jī)械工程問(wèn)題進(jìn)行分析、研究，具備獨(dú)立解決機(jī)械設(shè)計(jì)制造及機(jī)電控制專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，勝任工程師的崗位要求。畢業(yè)生對(duì)自身評(píng)價(jià)0.92、用人單位評(píng)價(jià)0.97、企業(yè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)0.89。

3）具有良好的團(tuán)隊(duì)合作能力，有國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下與專(zhuān)業(yè)同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流能力。畢業(yè)生對(duì)自身評(píng)價(jià)0.98、用人單位評(píng)價(jià)0.94、企業(yè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)0.85。

4）掌握有關(guān)機(jī)械行業(yè)的政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，具備在有關(guān)法律、倫理、社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等約束條件下，獨(dú)立從事機(jī)械項(xiàng)目的技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和項(xiàng)目管理的能力。畢業(yè)生對(duì)自身評(píng)價(jià)0.94、用人單位評(píng)價(jià)0.94、企業(yè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)0.87。

5）適應(yīng)社會(huì)進(jìn)步和專(zhuān)業(yè)技術(shù)發(fā)展，具有終身學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的能力。畢業(yè)生對(duì)自身評(píng)價(jià)0.99、用人單位評(píng)價(jià)0.97、企業(yè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)0.91。

由以上校友、用人單位和企業(yè)專(zhuān)家的評(píng)價(jià)，可見(jiàn)校友、用人單位和企業(yè)專(zhuān)家對(duì)本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的認(rèn)同度普遍比較高，均在4分即“認(rèn)同”以上，表明本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與機(jī)械行業(yè)企業(yè)的需求吻合度高，培養(yǎng)目標(biāo)能得到社會(huì)的認(rèn)同。

2 畢業(yè)要求的制定

畢業(yè)要求是在培養(yǎng)方案制定過(guò)程中完成的。結(jié)合學(xué)校與機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)辦學(xué)特色，制定了本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求。下面列舉了與PLC控制技術(shù)相關(guān)的三個(gè)畢業(yè)要求。

畢業(yè)要求3（設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案）：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和機(jī)電控制領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足特定需求的機(jī)械系統(tǒng)、單元部件和機(jī)械制造工藝，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。

畢業(yè)要求4（研究）：能夠基于科學(xué)原理并采用仿真、實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬等科學(xué)方法，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析和信息綜合研究機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和機(jī)電控制等有關(guān)的復(fù)雜工程問(wèn)題，得到合理有效的結(jié)論。

畢業(yè)要求5（使用現(xiàn)代工具）：能夠針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和機(jī)電控制等有關(guān)的復(fù)雜工程問(wèn)題，開(kāi)發(fā)、選擇與使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和模擬，并能夠理解其局限性。

3 PLC控制技術(shù)課程目標(biāo)的制定

根據(jù)PLC控制技術(shù)要求支撐的畢業(yè)要求，制定了課程目標(biāo)及相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。詳見(jiàn)表1所示。

4 PLC控制技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容的制定

根據(jù)PLC課程目標(biāo)，制定了相應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，這些知識(shí)點(diǎn)即為PLC在線課程建設(shè)的知識(shí)碎片化建設(shè)過(guò)程。

根據(jù)畢業(yè)要求知識(shí)點(diǎn)制定課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2，并在理論教學(xué)將以下內(nèi)容作為重點(diǎn)，其中包括：（1）概述：特點(diǎn)、工作原理、分類(lèi);（2）基本指令：觸點(diǎn)、特殊觸點(diǎn)、時(shí)鐘脈沖、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)學(xué)指令、傳送指令、比較指令、位移指令、循環(huán)指令;（3）基本邏輯指令;（4）程序設(shè)計(jì)：時(shí)序圖、SFD。

同時(shí)，根據(jù)畢業(yè)要求知識(shí)點(diǎn)制定課程目標(biāo)3、課程目標(biāo)4、課程目標(biāo)5，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)將以下內(nèi)容作為重點(diǎn)，其中包括：（1）內(nèi)部元器件及編程軟件的使用實(shí)驗(yàn);（2）控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)應(yīng)用實(shí)驗(yàn);（3）時(shí)序邏輯控制實(shí)驗(yàn);（4）計(jì)時(shí)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn);（5）循環(huán)控制實(shí)驗(yàn);（6）數(shù)碼顯示功能實(shí)驗(yàn);（7）順序控制指令實(shí)驗(yàn);（8）隨機(jī)控制實(shí)驗(yàn)。

5 PLC課程達(dá)成情況

為了培養(yǎng)學(xué)生控制系統(tǒng)方面的知識(shí)、技能和能力，實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，課程授課以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為原則，OBE成果導(dǎo)向模式，采取了PBL教學(xué)和案例教學(xué)方法，提出問(wèn)題（案例）→列出解決問(wèn)題所需的知識(shí)點(diǎn)→對(duì)每一知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析、講解→討論、應(yīng)用解決所提問(wèn)題→總結(jié)。近3年的PLC控制技術(shù)課程2015/2016（2）學(xué)期、2016/2017（2）學(xué)期、2017/2018（2）學(xué)期分別在6項(xiàng)目標(biāo)達(dá)成度中實(shí)現(xiàn)了0.70、0.57、0.86、0.89、0.81、0.86;0.77、0.74、0.81、0.82、0.82、0.83;0.62、0.59、0.78、0.80、0.80、0.80的達(dá)成度。在課程總達(dá)成度上三個(gè)學(xué)期分別0.78、0.80、0.72，也可以看出：課程設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)情況能覆蓋課程目標(biāo)及相應(yīng)的畢業(yè)要求。

6 總結(jié)

以長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的PLC控制技術(shù)課程在線課程研究為例，在工程認(rèn)證的大背景下，在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的制定、畢業(yè)要求的制定、PLC控制技術(shù)課程目標(biāo)的制定、PLC控制技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容的制定4個(gè)遞進(jìn)過(guò)程下，進(jìn)行了課程的碎片化知識(shí)的建設(shè)工作。OBE理念下的在線課程研究將會(huì)不斷改進(jìn)，必將提高專(zhuān)業(yè)教學(xué)的質(zhì)量。

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