基于OBE理念的電氣控制與PLC課程線上線下混合教學“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“五化”改革探索

高明華1,2，楊海2，張鳳南2

(1.沈陽工學院質量管理與評估處, 遼寧 撫順 113122；2.沈陽工學院機械工程與自動化學院，遼寧 撫順 113122)

在抗擊新冠疫情的特殊時期，各高校如何保障以培養(yǎng)學生實踐能力為主相關課程的教學效果，是教學改革亟需解決的關鍵問題。電氣控制與PLC課程的實踐性極強，在教學過程中應結合學生能力培養(yǎng)目標，遵循成果導向OBE(outcomes based education)理念，借助超星學習通、問卷星等教學資源，采取教考分離等教學方法，進行課程學習內容項目化、學習資源電子化、學習過程系統(tǒng)化、學習階段層次化、學習質量閉環(huán)化的“五化”改進，合理規(guī)劃課前、課中和課后時間，開展上線下混合教學，保證學生的學習不受時間空間限制，能自主掌握學習進度，保障學習效果。

OBE；電氣控制與PLC；線上線下

2020年國內爆發(fā)新冠疫情,打亂了高校既定的教學進程。在舉國抗擊新冠疫情的特殊時期,各高校積極響應教育部號召，開展線上教學活動[1]。電氣控制與PLC是遼寧省省級一流課程，也是沈陽工學院眾多專業(yè)的核心課程。在疫情期間，沈陽工學院進行了過多次線上教學、線上線下混合教學的改革探索，針對課程實踐性強的特點，以培養(yǎng)學生獲得控制系統(tǒng)設計專業(yè)知識與能力為教學目標，開展線上線下混合教學改革。通過應用線上線下混合教學模式，利用信息技術將優(yōu)質課程資源共享，實現(xiàn)教育公平，提高學生學習靈活性和自主性，保障了疫情期間高校的教學質量。

1　課程學習目標

以OBE(Outcome-Based Education)理念構建的教學模式強調“以成果為導向，以學生為中心”，重視學生知識積累、能力培養(yǎng)和素質提升的全面綜合性發(fā)展[2]。在OBE理念指導下，課程從專業(yè)人才培養(yǎng)方案出發(fā)，根據(jù)機械設計制造及其自動化、機器人工程、機械電子工程、智能制造工程四個專業(yè)對人才培養(yǎng)目標的定位，分別對制造工業(yè)自動化控制設計能力、工業(yè)機器人工作站設計能力、工業(yè)機電一體化產(chǎn)品設計能力、智能制造和智能車間控制系統(tǒng)設計能力形成支撐，為此歸納出本課程的3個主要學習目標[3]。

(1)知識目標。初步掌握傳統(tǒng)繼電器—接觸器控制的基本理論知識，理解PLC的基本結構、工作原理及應用，重點掌握傳統(tǒng)控制系統(tǒng)和現(xiàn)代PLC控制系統(tǒng)設計方法。

(2)能力目標。能夠具備分析、設計控制電路的能力，具備小型PLC應用系統(tǒng)設計、安裝、調試的綜合應用技能，能夠針對特定要求獨立編程、調試、實現(xiàn)PLC系統(tǒng)的控制功能。

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

2　課程線上線下混合教學思路框架

根據(jù)OBE反向設計理念，從人才培養(yǎng)目標出發(fā)，借助超星學習通、問卷星等教學工具，打造電氣控制與PLC課程線上線下混合教學模式。課前學生可以在線上預習、復習和自測；課中師生可以進行線上線下多形式互動；課后學生可以進行項目實施、拓展。學習過程中的數(shù)據(jù)、結果和成績均可作為學習成果的定量和定性分析基礎，不但可以成為目標達成情況的判定依據(jù)，還有利于教學模式的改進和優(yōu)化，上線下混合教學模式的教學思路框架如圖1所示[4]。

圖1 課程線上線下混合教學思路框架

3　課程線上線下混合教學實踐

3.1　學習內容項目化

以授課對象、學情特點和課程要點與當今智能制造領域的前沿應用情況的融合為切入點，將課程學習內容全部項目化，融入至搬運機器人生產(chǎn)線、AGV小車等實際工程項目中，彌補了傳統(tǒng)教學平鋪直敘的缺陷，如表1所示。

表1　課程學習內容的項目化

3.2　學習資源電子化

利用超星學習通平臺，將學習目標、教學內容重難點、課件、教學視頻、預習大綱、板書、項目任務書、專題討論手冊、專項練習等學習資源全部電子化，并設置對應任務節(jié)點、學生可以在電腦端或手機端查看，方便線上學習時使用。學習資源不限使用次數(shù)，學生可以反復學習，以鞏固、強化所學的內容。

3.3　學習過程系統(tǒng)化

教師應引導學生自主學習，教學過程如圖2所示。讓學生通過圍繞項目開展課前、課中和課后三個階段的學習，使學習過程系統(tǒng)化，有利于知識的獲取和能力的形成。

圖2　課程學習過程系統(tǒng)化設計

3.4　學習階段層次化

課程教學順應“學習規(guī)律”，使學生在不同學習階段有層次的學習，實現(xiàn)學生知識扎實積累與能力逐步提升，如表2所示。

表2　課程不同學習階段層次化結構

3.5　學習質量閉環(huán)化

學生的學習成果達成與否是課程教學改革的主要目標，為了真實有效判定學生的學習質量，本課程建立了學生端、教師端和督導端的三重閉環(huán)反饋體系，如圖3所示。在學生端，通過平臺數(shù)據(jù)、過程考核為主的評價方案、教考分離，可以定量獲得學習目標達成情況；在教師端，通過問卷星反饋，可以定性獲得教與學真實情況；在督導端，通過檢查和聽課，可以獲得課程建設成果。學習質量的三重閉環(huán)反饋體系為課程持續(xù)建設提供明確方向。

圖3　課程學習質量閉環(huán)化的三重閉環(huán)

4　結語

幫助學生達成學習目標是教學改革的出發(fā)點，本課程結合以學生學習成果為中心的OBE理念，采用線上線下混合教學模式，依托學習通、問卷星、教考分離等進行“五化”改革，賦予不同時空、不同需求情況下學生學習的靈活性與自主性，充分調動了學生的學習熱情。項目化的學習內容能給予學生更多發(fā)揮的空間，有利于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

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

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

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

[4] 郭銳,梁玉英,張俊林.深入貫徹OBE理念的課程教學改革與實踐[J].計算機教育,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)本級科技計劃項目——基于過程神經(jīng)網(wǎng)絡的移動機器人RTK-GPS導航定位研究（2020JH13）。

高明華(1987—)，女，遼寧錦州人，碩士研究生，講師，主要研究方向為教學管理和控制系統(tǒng)。

責任編輯：張亦弛

英文編輯：唐琦軍