“PLC原理及應(yīng)用”課程開展OBE理念的混合式教學(xué)方法實(shí)踐

劉國滿 盛 敬

南昌工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 江西南昌 330099

隨著我國工業(yè)化和科技化的進(jìn)程，社會(huì)將需要大量的素質(zhì)的工程師和操作技術(shù)人員，這就要求我國高校提高工程人才的培養(yǎng)水平，加強(qiáng)學(xué)生工程和實(shí)踐能力。2018年10月，教育部印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》(簡稱“新時(shí)代高教40條”)文件，強(qiáng)調(diào)高校必須主動(dòng)適應(yīng)國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求和世界高等教育發(fā)展新趨勢(shì)，把本科教育放在人才培養(yǎng)的核心地位，全面提高本科教育培養(yǎng)質(zhì)量和實(shí)踐水平[1]?！癙LC原理及應(yīng)用”是機(jī)械電子工程、自動(dòng)化以及機(jī)械制造及其自動(dòng)化等工科專業(yè)的一門應(yīng)用型專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)有著重要作用[2]。本課程要求學(xué)生綜合應(yīng)用多門基礎(chǔ)課程來解決工業(yè)控制項(xiàng)目方面問題，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)思想，提高綜合分析問題和創(chuàng)新能力。而在傳統(tǒng)教學(xué)中，該門課程重視理論知識(shí)教學(xué)，忽視實(shí)踐環(huán)節(jié)，影響了學(xué)生們參與的積極性和興趣，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也不利于學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)來解決工程中實(shí)際問題。因此，有必要對(duì)“PLC原理及應(yīng)用”課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革和研究。

OBE(Outcome Based Education)理念，堅(jiān)持以成果導(dǎo)向教育為目標(biāo)，也叫目標(biāo)導(dǎo)向教育和能力導(dǎo)向教育，在1981年由Spady等人提出，現(xiàn)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(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)理念，注重“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，要求課程設(shè)計(jì)和教學(xué)改革從企業(yè)需求出發(fā)，圍繞預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，重新構(gòu)建學(xué)習(xí)內(nèi)容，反向設(shè)計(jì)教學(xué)過程，以確保學(xué)生完成學(xué)習(xí)后能夠真正獲得未來發(fā)展需要的知識(shí)、能力和素質(zhì)[3]。在我國，最早于2003年才開始對(duì)OBE理念進(jìn)行研究。2007年，李光梅教授在《成果導(dǎo)向教育理論及其應(yīng)用》中對(duì)成果導(dǎo)向教育的本質(zhì)和特點(diǎn)進(jìn)行闡述，著重強(qiáng)調(diào)了教育要實(shí)現(xiàn)為學(xué)習(xí)者的未來做準(zhǔn)備，提出現(xiàn)代教育要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性能力、知識(shí)應(yīng)用能力和解決問題的能力。目前，國內(nèi)許多高校將OBE理念引入工程教育認(rèn)證中，如汕頭大學(xué)顧佩華、胡文龍等人基于OBE理念進(jìn)行了時(shí)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(xué)李志義、朱泓等人提出了基于成果導(dǎo)向教育的高等工程教育教學(xué)改革，應(yīng)著力實(shí)現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向向目標(biāo)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變、從教師中心向?qū)W生中心轉(zhuǎn)變、從質(zhì)量監(jiān)控向持續(xù)改進(jìn)轉(zhuǎn)變。

混合式教學(xué)是將線下傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)和線上網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式結(jié)合起來，既要體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，也要發(fā)揮教師主導(dǎo)的作用[4]。因?yàn)閭鹘y(tǒng)課堂教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、教學(xué)的監(jiān)督及管理等方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，這使得線上教育在將來很長一段時(shí)間內(nèi)都不能完全替代傳統(tǒng)課堂教學(xué)[5]。因此，在高等教育中，需要將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與線上教育相結(jié)合，既能發(fā)揮教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，也可以激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性[6]。因此，在“PLC原理及應(yīng)用”課程教學(xué)中開展OBE理念的混合式教學(xué)實(shí)踐，一方面提高了學(xué)生該門課程的積極性和主動(dòng)性，另一方面也發(fā)揮了教師的指導(dǎo)和解惑等作用。

1 OBE理念的混合式教學(xué)方法

1.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)置

主要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和要求的不同，對(duì)“PLC原理及應(yīng)用”課程設(shè)定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，并確定本課程目標(biāo)與各個(gè)相關(guān)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，該門課程與自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)如表1所示。

表1 課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系表

1.2 教學(xué)資源構(gòu)建

由于這里采用一種混合式教學(xué)方法，需要構(gòu)建好線上和線下供學(xué)生學(xué)習(xí)的資源。其中，線上資源主要包括與本課程學(xué)習(xí)相關(guān)的國家級(jí)和省級(jí)的精品課程的講課視頻、題庫以及相關(guān)指導(dǎo)資料和網(wǎng)上在線資源；線下資源主要包括課堂上討論和講說的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容、綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、重難點(diǎn)解答資料和學(xué)生成績的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以便學(xué)生根據(jù)該線上和線下教學(xué)資源，能夠很好實(shí)現(xiàn)該課程所設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)。

1.3 混合式教學(xué)方法設(shè)計(jì)

該教學(xué)方法的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)出“以學(xué)生為中心”自主學(xué)習(xí)主體地位，充分發(fā)揮老師的組織、指導(dǎo)和解惑等作用[7]，為學(xué)生創(chuàng)造個(gè)性化、討論交流等學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生們團(tuán)隊(duì)合作精神。該混合式教學(xué)方法包括兩個(gè)方面：線上教學(xué)和線下教學(xué)過程的設(shè)計(jì)。

1.3.1 線上教學(xué)

線上教學(xué)主要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，但需要老師在學(xué)生線上學(xué)習(xí)之前向?qū)W生下發(fā)課程學(xué)習(xí)任務(wù)、目標(biāo)和相關(guān)內(nèi)容。老師可以根據(jù)學(xué)生線上提交的作業(yè)情況，分析學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況以及線上學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)中存在問題，以便在課堂教學(xué)中開展針對(duì)性教學(xué)，解答學(xué)生的問題，提升教學(xué)效果。

1.3.2 線下教學(xué)

線下教學(xué)階段，需要充分發(fā)揮老師的組織、指導(dǎo)和解惑等功能，組織學(xué)生在課堂上講解自己在線上學(xué)習(xí)到的知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容，一方面通過學(xué)生講解，老師可以了解學(xué)生對(duì)該門課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)掌握情況，另一方面可以鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力和知識(shí)歸納總結(jié)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(xué)生自己做PPT和課堂講解，在學(xué)習(xí)過程增加一些壓力，以便提高他們學(xué)習(xí)的動(dòng)力和積極性。同時(shí)，老師也了解到學(xué)生在線上上學(xué)習(xí)情況，以便對(duì)其進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。

另外，為了培養(yǎng)學(xué)生們團(tuán)結(jié)合作的目標(biāo)，在該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每個(gè)小組由4～5位學(xué)生組成，要求每個(gè)學(xué)生完成該實(shí)驗(yàn)中某一部分功能模塊的設(shè)計(jì)和編程。只有小組中每個(gè)成員完成其功能模塊，才能保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成。這樣一方面保證小組中每個(gè)成員都有自己獨(dú)立實(shí)驗(yàn)任務(wù)，避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，只有一部分學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)，其他學(xué)生都處于空閑狀態(tài)，嚴(yán)重地影響實(shí)驗(yàn)效果；另一方面促進(jìn)了小組內(nèi)各成員之間團(tuán)結(jié)合作精神，達(dá)到該門課程設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)。如圖3和圖4就是兩個(gè)小組在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)部討論和交流。

圖3 某一小組實(shí)驗(yàn)方案討論環(huán)節(jié) 圖4 另一小組實(shí)驗(yàn)方案討論環(huán)節(jié)

最后，老師利用線下課堂，可以對(duì)學(xué)生線上學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的疑難點(diǎn)和問題進(jìn)行答疑和講解，以便學(xué)生能更好地掌握該門課程的重難點(diǎn)，促進(jìn)目標(biāo)的達(dá)成。另外，老師也可以在課堂上進(jìn)行一些課堂測(cè)試，可以充分地了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，以便根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，有針對(duì)性地對(duì)那些學(xué)生沒掌握的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步講解。

總之，通過OBE理念的混合式教學(xué)，一方面促使學(xué)生深入思考教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)專業(yè)目標(biāo)和能力培養(yǎng)要求，學(xué)生自主利用線上和線下教學(xué)資源，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生養(yǎng)成自我提高的內(nèi)驅(qū)力。另一方面通過基于OBE理念的教學(xué)改革，利用課程目標(biāo)達(dá)成度更加客觀地衡量教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量的可控性，也更容易發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足，從而有效監(jiān)督教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。

2 學(xué)生成績?cè)u(píng)價(jià)體系

對(duì)于該門課程的學(xué)生成績?cè)u(píng)價(jià)，主要分成兩個(gè)階段進(jìn)行評(píng)價(jià)。第一階段就是過程化評(píng)價(jià)，主要采用平時(shí)作業(yè)、章節(jié)測(cè)試以及課堂講演以及實(shí)驗(yàn)成績等情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，其占該門課程考核成績的50%，而期末考試成績也占整個(gè)成績的50%。其課程成績構(gòu)成結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 成績構(gòu)成和評(píng)價(jià)指標(biāo)表

為了讓期末考試成績盡量反映出該門課程的目標(biāo)達(dá)成度，因此在期末考試試卷內(nèi)容方面，盡量覆蓋教學(xué)大綱上所規(guī)定的知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，使期末考試成績盡量反映出該學(xué)生學(xué)習(xí)效果和目標(biāo)達(dá)成度。

3 效果驗(yàn)證和評(píng)價(jià)

為了驗(yàn)證該教學(xué)方法的效果，對(duì)學(xué)生進(jìn)行在線問卷調(diào)查，其問卷結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 問卷結(jié)構(gòu)

共發(fā)放了82份調(diào)查問卷，收到了58份有效問卷。對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)分析可知，78%學(xué)生認(rèn)為該種教學(xué)方法較好，84%學(xué)生在該門課程學(xué)習(xí)中存在壓力，認(rèn)為難度較高，學(xué)習(xí)效果較好。100%學(xué)生沒缺席實(shí)驗(yàn)，除去有事請(qǐng)假以外。

結(jié)語

針對(duì)當(dāng)前“PLC原理及應(yīng)用”教學(xué)中存在的問題，本文提出在該門課程教學(xué)中開展OBE理念的混合式教學(xué)方法的實(shí)踐和研究。在教學(xué)方法實(shí)踐過程中，以O(shè)BE理念為指導(dǎo)思想，實(shí)現(xiàn)線上和線下混合式教學(xué)，突出了學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，老師在課堂上組織、指導(dǎo)和解惑等，提高了該門課程學(xué)習(xí)效果和所預(yù)設(shè)目標(biāo)的達(dá)成度，發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的高階能力。