PLC課程虛擬教研室建設(shè)路徑探索

摘要："虛擬教研室的建設(shè)對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、提升教師溝通與合作、推動(dòng)教學(xué)改革具有重要意義。針對(duì)當(dāng)前“PLC控制技術(shù)”課程教學(xué)資源有限與教學(xué)方法陳舊、實(shí)踐能力不足與行業(yè)對(duì)接較少、教師交流與協(xié)作欠缺等問(wèn)題，提出一種PLC虛擬教研室的教學(xué)改革方法。該方法采用明確目標(biāo)與定位、完善平臺(tái)與制度建設(shè)、創(chuàng)新教學(xué)模式和手段、建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)等措施，對(duì)PLC課程進(jìn)行深層次的改革。調(diào)查問(wèn)卷、學(xué)生課程參與度、教師教學(xué)能力提升等方面考核結(jié)果顯示，該課程改革方法和虛擬教研室建設(shè)思路取得了一定的成效，達(dá)到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞："PLC；虛擬教研室；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)："TB"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼："Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.22.091

0引言

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的教研室面臨著資源共享不足、教學(xué)模式單一、教師溝通交流欠缺等問(wèn)題。虛擬教研室是一種新型的教研室，旨在提供一個(gè)共享溝通的交流平臺(tái)，促進(jìn)教師間的溝通和交流，提升教研水平、探討教學(xué)新方法。虛擬教研室對(duì)促進(jìn)高校教學(xué)改革具有重要的意義，它有助于推動(dòng)教學(xué)理念創(chuàng)新、教學(xué)模式改革、優(yōu)質(zhì)資源共享以及教學(xué)學(xué)術(shù)的探討。

當(dāng)前學(xué)者對(duì)虛擬教研室建設(shè)進(jìn)行相關(guān)研究，以尋求更好的改革方法、改革手段對(duì)課程、專(zhuān)業(yè)、師資隊(duì)伍等方面進(jìn)行建設(shè)。例如，文獻(xiàn)[1]以農(nóng)村電商社會(huì)實(shí)踐課程為例，闡述該課程是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的“雙創(chuàng)”育人的重要課程。以虛擬教研室為載體，通過(guò)“全員育人”+“思政育人”的模式，取得了良好的雙創(chuàng)效果。文獻(xiàn)[2]在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，研究了虛擬教研室的建設(shè)價(jià)值，在民辦院校中進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，提出保障機(jī)制建設(shè)、師資團(tuán)隊(duì)培育、虛擬平臺(tái)搭建和資源共建共享措施對(duì)虛擬教研室進(jìn)行建設(shè)。文獻(xiàn)[3]針對(duì)當(dāng)前中外合作辦學(xué)中存在師資力量不足、教師國(guó)際化水平低、基礎(chǔ)教研室薄弱等問(wèn)題，提出建設(shè)一種中外辦學(xué)模式下的虛擬教研室。文獻(xiàn)[4]為解決現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院運(yùn)行過(guò)程中人員難以集中、時(shí)間地點(diǎn)難以協(xié)調(diào)、教學(xué)活動(dòng)難以開(kāi)展等難題，提出一種“互聯(lián)網(wǎng)+高校教研室”的虛擬教研室建設(shè)路徑和方法。通過(guò)對(duì)車(chē)輛工程實(shí)施新工科改革、人才培養(yǎng)模式探索、聯(lián)合開(kāi)展活動(dòng)的措施，推動(dòng)了課程體系、人才培養(yǎng)、師資隊(duì)伍、專(zhuān)業(yè)等方面的建設(shè)，取得了良好的效果。文獻(xiàn)[5]為促進(jìn)各高校優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享，同時(shí)增強(qiáng)協(xié)同育人的能力，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，提出了一種多高校協(xié)同的開(kāi)放課程虛擬教研室建設(shè)方法。該方法采用構(gòu)建教學(xué)團(tuán)隊(duì)、協(xié)同機(jī)制建設(shè)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)模式等措施，取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

當(dāng)前學(xué)者對(duì)虛擬教研室的相關(guān)研究，為高校PLC課程虛擬教研室建設(shè)提供了一定的思路和方法。本文在新工科建設(shè)背景下，以我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“PLC控制技術(shù)”課程為載體，探討PLC課程虛擬教研室建設(shè)的思路和方法，以提高我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量，助力電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1PLC課程概況

PLC是可編程邏輯控制器，是一種專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作控制系統(tǒng)。PLC在工業(yè)控制中具有重要地位，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化不可缺的一部分?！禤LC控制技術(shù)》（簡(jiǎn)稱(chēng)：PLC）是電氣工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和通訊等多種技術(shù)的交叉融合，教學(xué)安排在大學(xué)三年級(jí)的上學(xué)期。先修課程是電路、數(shù)字電子技術(shù)等，后續(xù)課程是組態(tài)控制技術(shù)、**專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。課程內(nèi)容主要包括電氣控制、PLC硬件技術(shù)、PLC編程等知識(shí)。本課程支撐了電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“培養(yǎng)學(xué)生具備從事智能制造行業(yè)工作的技能，解決大型復(fù)雜控制工程的能力”的畢業(yè)要求。PLC課程架構(gòu)如圖1所示。

教師在講授PLC課程時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前PLC課程存在以下痛點(diǎn)：

（1）教學(xué)資源有限與教學(xué)方法陳舊。

PLC課程涉及技術(shù)廣泛，而當(dāng)前學(xué)生與教師獲取的PLC教學(xué)資源有限，資源共享不足。另外，PLC教學(xué)方法陳舊，缺乏實(shí)踐性、互動(dòng)性和創(chuàng)新性。

（2）實(shí)踐能力不足與行業(yè)對(duì)接較少。

PLC是一門(mén)實(shí)踐性相當(dāng)強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)局限在課堂教學(xué)，學(xué)生實(shí)踐能力不足。同時(shí)，該課程與行業(yè)對(duì)接較少，不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力。

（3）教師交流與協(xié)作欠缺。

PLC課程涉及自動(dòng)控制、電氣、機(jī)械等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，涉及面廣，需不同背景和專(zhuān)長(zhǎng)的教師交流和合作，而教師間的溝通與交流少。

為解決PLC課程當(dāng)前存在的痛點(diǎn)、難點(diǎn)，我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)組建“PLC課程虛擬教研室”。該課程教研室在新工科建設(shè)的背景下，立足應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，探索課程改革、人才培養(yǎng)、師資隊(duì)伍建設(shè)的新思路。

2PLC虛擬教研室建設(shè)總體思路

建設(shè)PLC虛擬教研室是一個(gè)系統(tǒng)工程，首先明確目標(biāo)和定位，然后以信息技術(shù)為支撐，完善平臺(tái)和制度的建設(shè)、創(chuàng)新教學(xué)模式和手段、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)等建設(shè)措施，構(gòu)建一個(gè)集資源整合、互動(dòng)交流、學(xué)習(xí)提升、創(chuàng)新教學(xué)的平臺(tái)。建設(shè)虛擬教研室總體思路如圖1所示。

2.1明確目標(biāo)和定位

建設(shè)PLC虛擬教研室，首先應(yīng)明確建設(shè)的目標(biāo)和定位。我校的定位是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，因此虛擬教研室的目標(biāo)重點(diǎn)是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，提高學(xué)生PLC編程能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神；其次虛擬教研室目標(biāo)在于促進(jìn)教學(xué)研究與改革，創(chuàng)新教學(xué)方法與手段、推動(dòng)教學(xué)創(chuàng)新；最后，通過(guò)虛擬教研室，促進(jìn)教師之間的溝通與交流，提升教師的PLC教學(xué)和科研水平。

2.2完善平臺(tái)與制度建設(shè)

建設(shè)PLC課程虛擬教研室中，完善平臺(tái)和制度建設(shè)是確保虛擬教研室高效運(yùn)行的關(guān)鍵。我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“PLC控制技術(shù)”課程虛擬教研室通過(guò)以下措施完善平臺(tái)建設(shè)。

（1）構(gòu)建虛擬教研室平臺(tái)：為更好地實(shí)現(xiàn)教師間的溝通和交流，構(gòu)建虛擬教研室平臺(tái)。完善平臺(tái)各項(xiàng)功能的建設(shè)、對(duì)平臺(tái)定期進(jìn)行維護(hù)、升級(jí)，確保虛擬教研室平臺(tái)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

（2）整合與優(yōu)化資源：在虛擬教研室平臺(tái)上，各教師可以上傳教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教案等教學(xué)資料。同時(shí)，整合各高校、企業(yè)等與PLC相關(guān)的學(xué)習(xí)視頻、學(xué)習(xí)資料、工程案例等資源，供教師和學(xué)生使用。

（3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析：在平上臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，對(duì)教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，為教研室的決策提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，建立相關(guān)反饋機(jī)制，及時(shí)了解到不足之處，及時(shí)改正。

制度是保障虛擬教研室有序、正常運(yùn)行的關(guān)鍵。通過(guò)完善成員管理制度、教學(xué)與科研制度、溝通與激勵(lì)制度等方面的建設(shè)，保障教研室高效運(yùn)行。

（1）完善成員管理制度：成員管理制度是制度建設(shè)中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，在成員管理制度中，明確各成員的職責(zé)、權(quán)利與義務(wù)、考核辦法。同時(shí)，選派教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、專(zhuān)業(yè)水平扎實(shí)、具有高級(jí)職稱(chēng)教師作為管理員，指導(dǎo)教研室成員開(kāi)展教研工作。

（2）教學(xué)與科研制度：教學(xué)制度是確保PLC教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在教學(xué)制度中，明確PLC課程的學(xué)時(shí)、定位、目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)手段等，確保PLC課程教學(xué)的合理性、科學(xué)性和系統(tǒng)性。同時(shí)，應(yīng)完善反饋機(jī)制，發(fā)現(xiàn)PLC課程教學(xué)中的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)調(diào)整。在科研制度方面，重點(diǎn)是制定激勵(lì)制度，提高成員參與教研、科研的積極性。建立科研專(zhuān)項(xiàng)資金，對(duì)教研、科研突出的進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

（3）溝通與協(xié)作制度：虛擬教研室成員來(lái)自不同省份、不同高校，甚至不同專(zhuān)業(yè)的教師組成，有時(shí)由于教師的工作繁重，各成員之間溝通較少。為加強(qiáng)成員之間的溝通與協(xié)作，定期召開(kāi)教研室線上、線下研討會(huì)，建立工作交流群，促進(jìn)成員之間的交流、信息共享和協(xié)作配合。

2.3創(chuàng)新教學(xué)模式和手段

PLC是一門(mén)應(yīng)用型、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，原理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以適應(yīng)新工科背景下人才培養(yǎng)的要求。教學(xué)團(tuán)隊(duì)討論進(jìn)行如下課程改革：首先，把理論課時(shí)提高到40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)提高到16學(xué)時(shí)，這有利于提升學(xué)生的動(dòng)手、實(shí)操能力；其次，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，理論課上課地點(diǎn)由課室改為實(shí)驗(yàn)室。因此，不管是理論課還是實(shí)驗(yàn)課，全部都在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。這樣的教學(xué)改革模式有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）學(xué)生能在學(xué)習(xí)課程的全過(guò)程中都接觸到實(shí)際的PLC；

（2）教師在講授PLC指令、編程等知識(shí)時(shí)，可以一邊講授理論知識(shí)，"一邊進(jìn)行實(shí)際編程演示，把抽象的知識(shí)變?yōu)閷?shí)際應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；

（3）整個(gè)教學(xué)過(guò)程講授在實(shí)驗(yàn)室，更有利于進(jìn)行新工科背景下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。

通過(guò)提升教學(xué)手段，采用教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行線上線下相融合教學(xué)，加強(qiáng)教學(xué)效果。充分利用教學(xué)平臺(tái)發(fā)布作業(yè)、簽到、搶答、提問(wèn)等功能，豐富教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，如圖3所示。

2.4建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

師資隊(duì)伍是保障虛擬教研室的順利建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。學(xué)院建設(shè)PLC課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，確保PLC課程虛擬教研室的各項(xiàng)工作順利開(kāi)展。例如：明確我校是應(yīng)用型本科院校，定位是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，課程應(yīng)緊密結(jié)合學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)；建立師資隊(duì)伍培訓(xùn)機(jī)制，加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè)，通過(guò)組織教師前往澳門(mén)科技大學(xué)參加混合式教學(xué)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)澳門(mén)先進(jìn)的教學(xué)理念；大力引進(jìn)具有企業(yè)工作工程經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師，結(jié)合企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)給學(xué)生講授內(nèi)容；制定相關(guān)激勵(lì)措施，激發(fā)老師工作積極性，對(duì)教研和科研有一定成績(jī)的老師，按成果的大小進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)；引進(jìn)外部資源，邀請(qǐng)企業(yè)導(dǎo)師、行業(yè)專(zhuān)家等，為學(xué)生講授PLC相關(guān)的前沿知識(shí)，為學(xué)生未來(lái)的就業(yè)規(guī)劃指明方向。教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)路徑如圖4所示。

3結(jié)束語(yǔ)

虛擬教研室對(duì)高校的課程改革創(chuàng)新和提高教師教學(xué)水平具有重要意義，解決了傳統(tǒng)課程教研室存在溝通交流不足、信息共享有限等問(wèn)題。本文以我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“PLC控制技術(shù)”課程為例，通過(guò)明確目標(biāo)和定位、完善平臺(tái)與制度建設(shè)、創(chuàng)新教學(xué)模式和手段等措施，探討了PLC課程虛擬教研室建設(shè)的思路與方法，為相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程虛擬教研室建設(shè)提供參考。

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