基于MOOC 平臺的PLC 課程混合式教學模式改革與實踐*

冮明穎 吳靜 于常武

1 遼寧工業大學電氣工程學院 遼寧錦州 121001 2 遼寧工業大學創新創業教育中心 遼寧錦州 121001

0 引言

PLC 技術及應用課程是電氣工程及其自動化專業的技術基礎課，它是在繼電器控制基礎上以微處理器為核心，集計算機技術、電氣控制技術及網絡通信技術于一體的理論與實踐相結合的綜合性學科[1]。該課程知識點多、內容涉及面廣，單純依靠線下教學計劃已不能滿足教學內容的要求。為使學生獲得更多的課程相關知識，能夠隨時隨地進行學習，本課程依托遼寧工業大學MOOC 教學資源平臺，將PPT 課件、教學視頻、工程案例等相關學習資源上傳到MOOC 平臺方便學生學習，建立了“線上”與“線下”相結合的混合式教學模式，將傳統的以“教師講授為主”的模式向以“學生自主學習為主”的模式轉變，以期提高學生的學習興趣及自主學習能力。

1 課程改革背景及意義

線上與線下的教學手段是完全不同的，線上與線下混合式教學模式并不是將兩種教學模式進行簡單的機械相加，也不是把線下課堂教學搬遷至網絡上，而是根據課程的不同性質及課程自身的特點，主講教師需要科學地把線上和線下融合起來并經過精心打磨、組織、設計，通過學生課前線上平臺自主預習、教師線下課堂重點難點知識點講解、開展線上與線下討論、過程性考核評價等多元化方式，改變傳統的以“教師講授為主”的模式，向以“學生自主學習為主”的模式轉變，激發學生學習興趣，提高學生自主學習能力。

PLC 技術及應用課程原教學計劃中總學時為48學生，其中理論學時40 學時，實驗學時8 學時。采用線上與線下混合式教學模式后，增加了線上學時24 學時，學生課前可以利用線上MOOC 平臺進行預習，課后鞏固復習，完成作業及章節測驗等任務，大大提高了教學容量及學習效率，使學生學習泛在化。同時線上與線下混合式教學能夠有效解決課堂人數多，師生互動少的問題。

2 線上與線下混合式教學模式探討

2.1 教學改革的主要內容

PLC 技術及應用課程以培養高級應用型人才為定位，以PLC 工程實踐能力產出為目標，秉承“兩性一度”課程建設理念，加強課程資源建設，深入開展教學改革[2]。改革的具體內容主要包括以下四個方面。

2.1.1 混合式教學模式下新教學框架的建立

基于MOOC 平臺混合式教學的PLC 技術課程教學模式改革應該在應用型專業培養目標指導下，建立較為穩定的教學活動設計框架，以“高階性、創新性和挑戰度”為課程建設理念，邏輯化重構“技術理論—系統設計—工程應用”的“三段式”的課程內容，凸顯出教學模式從宏觀上掌控整個教學活動的總體及其各部分要素內部之間的功能和關系，使其實施具有可操控性和有序性。

2.1.2 混合式教學模式下教學內容的優化設計

PLC 產品更新換代較快，課程教學內容應與時俱進，充分體現時代性與前沿性，主講教師及時將PLC 控制領域的學術研究、科技發展前沿成果引入課程[3]。線上線下混合式教學模式下，主講教師根據課程的性質及特點將線上與線下融合，對課程知識點進行精心組織與合理設計，對課程的總體框架、相關實際問題及典型案例進行分析，梳理課程內容，確定課程中適合線下課堂講授和線上MOOC 學習的內容及知識點，著重分析課程內容如何組織才能充分發揮課堂教學和線上學習的優勢互補作用，優化教學內容。

2.1.3 混合式教學模式下教學過程的設計

教學方法應體現先進性與互動性，大力推進現代信息技術與教學的整合，引導學生進行個性化和探究式學習。以學生為中心，激發學生學習興趣，以實例引入理論，以案例驅動問題，以互動分享帶動課堂氣氛，采用線上線下混合式教學模式，采用多媒體與板書相結合、虛擬仿真與實驗操作相結合的教學手段。PLC 課程的教學過程設計要充分體現和發揮線下課堂教學和線上MOOC 網絡學習兩個方面的優勢互補作用。混合式教學模式，教學大體包括三個階段：教學準備階段、教學實施過程階段、教學效果檢驗階段。把線上教學的優勢與傳統教學的優勢緊密結合起來，既發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。

2.1.4 混合式教學模式下課程評價體系的構建

混合式教學模式下課程評價體系應綜合考慮學生線下課堂學習及線上網絡學習兩個方面的績效。將學生線上MOOC 學習情況與學習效果作為平時成績的重要考核指標。考核標準主要以學生學習進程、學習態度、任務點完成度、互動參與度及其能力評價為核心，側重MOOC 平臺與課堂教學過程中的每一個環節評價，力爭實現學生綜合成績評價方式多樣化的目標。

2.2 MOOC 平臺線上教學資源

2018 年，PLC 技術及應用課程在遼寧工業大學MOOC 教學平臺正式上線，逐步開始采用線上MOOC平臺與線下課堂教學相結合的教學模式，MOOC 在線教學資源主要包括：課程章節知識體系框架、課程配套視頻、PPT 課件、STEP 編程軟件操作教程、試題庫、工程實踐應用案例等，如圖1 所示。PLC課程教學內容與信息化技術深度融合，經過多年的課程資源建設，現有講課視頻及STEP7 編程軟件操作視頻120 多個，教學視頻總時長超3 000 分鐘，PPT 課件110 多個，工程案例40 多個，題庫包括判斷題、填空題、單選題、多選題、簡答題等共計300 多題，如圖2 所示。

圖1 PLC 技術及應用課程MOOC 平臺

圖2 MOOC 平臺課程資源

3 線上與線下混合式教學改革實踐

3.1 教學改革實施過程

以電氣專業2019 級教學為例，介紹PLC 技術及應用課程開展線上MOOC 教學與線下課堂教學相結合模式的具體實施過程。

PLC 技術及應用課程教學過程采用課前線上預習，課堂知識傳授、互動討論、隨堂測驗，課后線上指導、答疑解惑、復習鞏固、作業評價的閉環教學模式。采用多媒體案例教學法、任務驅動法、啟發式教學法、類比教學法、互動式教學法等，教學方法多元化，體現教中學，學中做，教學一體化。

教學組織實施過程分為：課前、課上、課后和評價反饋。

課前：采用遼寧工業大學MOOC 在線教學資源平臺，包括課程章節理論知識體系框架、課程配套視頻、PPT 課件、試題庫、工程案例等。利用MOOC網絡平臺，教師提前一天將學習計劃安排等任務通知下發到每個學生的手機學習通APP，讓學生明確將要學習的主要知識點、教學目標、教學過程中所涉及的重點及難點，使學生具有明確的聽課目標與聽課側重方向，有針對性地學習PPT 課件或學習主講教師錄制好的視頻，從而達到一定的預習效果。

課上：多媒體教室授課。采用視頻影像、圖片、動畫、音效創設情境案例，供學生直觀化學習，增強學生感性認識，激發學生學習興趣[4]。

在多媒體教室借助現代信息化手段講解理論知識，利用PLC 仿真軟件對案例項目進行人機交互式虛擬仿真。

課堂授課過程中，教師可以利用手機學習通APP 發布簽到、搶答、討論、隨堂練習等互動活動，有效解決了課堂人數多，師生互動交流少的問題，充分體現出“以學生為中心”的教學理念。課堂互動環節學生都能夠積極響應，參與度高，提高了學生學習熱情，教學效果良好。學生MOOC 平臺學習情況如圖3 所示。

圖3 學生MOOC 平臺學習情況

課后：教師布置課后學習任務，利用MOOC 平臺的試題庫資源，讓學生完成作業、項目設計、章節測驗等；利用開放性實驗室，如西門子PLC 實驗室、電氣虛擬仿真實驗室等，進行現場操作，編程、虛擬仿真、調試運行。理論與實踐相結合，虛擬仿真和實體操作相結合，使學生及時夯實理論知識，達到訓練與培養學生具有理論聯系實際的工程實踐能力的目標。

評價反饋：為促進教學改革、將教學評價機制引入課堂，采用師生互評，線上與線下雙反饋的評價方式，使課堂教與學不斷完善，促進師生共同進步。課后作業訓練、項目設計結合過程評價，檢驗和評價學習效果，形成學習、訓練、評價到反饋改進的學習過程閉環。學生MOOC 平臺學習及評價反饋情況如圖4 所示。

圖4 學生MOOC 平臺學習及反饋情況

3.2 課程成績評定方式及效果

PLC 技術及應用課程成績包括三部分：期末考試（70%）；線上學習及過程考核評價（20%）；實驗考核（10%）。以上三部分均為百分制，加總后為期末總評成績。

期末考試采用閉卷考試，卷面分值為100 分；實驗考核內容包括實驗預習報告與實驗報告的書寫情況、實驗操作過程的考核等。

線上學習及過程考核主要包括任務點完成度、課堂互動、作業、討論、章節測驗等。各部分所占比例為：課件及視頻的學習占20%，課堂互動占10%，作業占20%，簽到占10%，任務點完成情況占20%，章節測驗占10%，主題討論占10%。

通過改革實踐發現：采用線上線下混合式教學改革后，學生的學習熱情高漲，能力大幅提升，電氣2019 級學生MOOC 平臺課程成績綜合情況如表1所示。

表1 電氣2019 級學生MOOC 平臺成績綜合統計情況表

4 結束語

PLC 技術及應用課程自實施線上與線下混合式教學以來，學生的專業生產實踐能力明顯提升，學生的技術理論基礎廣度與深度明顯強化；不僅充分發揮了在教學過程中“以教師為主導”的引導、啟發、監控作用，而且充分體現了“以學生為中心”的主動性、積極性與創造性。經教務處組織學生評價，滿意度達100%，教學目標達成良好，“兩性一度”支撐效果提升；學生科技創新實踐活動參與度超60%，獲獎人次明顯提高，成果豐碩，支撐學生到知名高校深造和企業就業，應用型人才培養內涵建設效果明顯提升。