基于“SPOC+优学院”的WinCC数据采集监控在线开放课程建设与实施

王福杰　张佳宁　秦毅　郭芳　姚智伟　任斌

摘  要：信息化技术对传统教学模式影响日益显著，在线开放课程成为下一轮高等教育改革的重要方向。SPOC的流行也为在线开放课程的发展注入新的动力，该文以《WinCC数据采集监控》为例，基于“SPOC+优学院”开展在线开放课程建设，根据智能制造专业的学科特点、线上授课学生与教师面临的挑战、学生线上上课的需求，制定在线开放课程的教学目标，并根据该目标确定教学内容，完善网课教学手段，通过个性化SPOC课程与优学院平台支持进行全方位的线上教学。

关键词：SPOC  优学院  在线开放课程  教学改革  数据采集与监控

中图分类号：G642                            文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）01（c）-0028-03

Abstract： The influence of information technology on traditional teaching mode is increasingly significant and online open course has become an important direction of the next round of higher education reform. The popularity of SPOC has also injected new impetus into the development of online open courses. Taking WinCC data acquisition and monitoring as an example， this paper carries out the construction of online open courses based on "SPOC + excellent college". According to the discipline characteristics of intelligent manufacturing specialty， the challenges faced by online teaching students and teachers， and the needs of students for online classes， the teaching objectives of online open courses are formulated and the teaching content is determined according to the goal to improve the teaching methods of online courses.A full range of online teaching is carried out through personalized SPOC courses and excellent college platform support.

Key Words： SPOC; Excellent college; Online open course; Teaching reform; Data acquisition and monitoring

2020年新冠肺炎疫情期間，大部分高校都采用线上教学的方式推进本科生课程教育，疫情也令一大批高等教育工作者更加重视现代信息技术对教育行业的影响，“互联网+开放课程”式的教育在各个高校都引起极大重视，其中教育部更是颁发《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》[1]指导各高校做好线上教学工作，依托信息技术开发顺应特殊时期的教学模式，以互联网为传播媒介的在线开放课程将来会在高等教育课程中占据不可或缺的地位。目前中国大学慕课平台、智慧树、优学院、雨课堂等在线教学平台的学习资源剧烈增长，各大高校纷纷投入平台开展课程教学工作，尽量做到与线下教学一致的教学效果。直接采用网课平台的课程资源也存在既定的缺陷：（1）课程内容与特定高校的教学重点与要求不一定吻合;（2）课程学习过程中缺少教师针对性的指导，学生只能通过在线视频学习;（3）学习结束后无契合的水平检测手段对教学质量进行验证;（4）学生作业无教师针对性批阅，导致学生无法抓住教学重难点。为解决上述问题，需要建设适用于本校学生的在线开放课程，创新校内、校际课程共享与应用模式，其中加州大学伯克利分校的阿曼德 福克斯教授提出的SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）模式被广泛运用，该文以东莞理工学院开设的《WinCC数据采集与监控》为例，基于“SPOC+优学院”的方式开展在线开放课程建设。

1  WinCC数据采集与监控在线开放课程建设

1.1 课程建设任务

《WinCC数据采集与监控》作为一门软件使用课程，天然适合转化为线上开放课程，通过该课程的学习，使学生掌握WinCC对采集数据的存储、处理和修改、WinCC系统的架构，能够根据项目要求创建一个WinCC的完整项目。

1.2 在线开放课程基础建设

该课程的在线基础建设包括课程的网络教学资源（PPT、数字化教学资源、作业、测验、讨论、辅助学习资料等），同时组建智能制造学院在线开放课程教学研讨组，根据《WinCC数据采集与监控》在线开放课程的特点将SCADA软件的知识碎片化并重新设计编排，并合理运用网络教学辅助工具组织教学。具体的基础建设内容包括以下几个方面。

1.2.1 编写课程信息

课程信息包括该门课程的简介，包含学分、总学时、周学时、课程教学大纲，同时对主讲教师和助教团队的详细介绍方便学生根据需求选课，教学大纲要求列出先修课程以及该课程的学习目标、考核标准和具体的考核方式等。

1.2.2 设计知识点

围绕《WinCC数据采集与监控》的教学目标组织课程内容，选取工业过程中应用最广泛的知识点，重新设计课程结构。利用网络碎片化的特点，继续将每个单元按照内容逻辑分解为微单元，通过将一个具体的实际工业项目分解成需要掌握的具体知识点，并凝练出该项目的核心知识点。

1.2.3 制作在線授课视频

按照设计好的按知识点录制教学视频严格限制每个知识点的视频时长，让学生能学习完一个知识点后有充分的练习时间，将单个视频控制在15 min内，同时确保授课视频的质量，单独设计课程字幕，让学生能感受到教师上课的热情和感染力，达到线下教学课堂听课的效果。

2  基于“SPOC+优学院”的WinCC数据采集监控在线开放课程实施

针对上述准备的基础材料，实施基于“SPOC+优学院”的WinCC数据采集监控在线开放课程，具体思路为通过优学院平台上传录制的教学视频，同时通过该设置作业与测验、课程讨论区、课程扩展学习资源。线上期中期末考试等多样化方式建设SPOC，实现资源冗余，方便学生横向扩展自己的知识点。

2.1 优学院平台上传教学视频

采用Camtasia Studio  v9.1.2进行录制、剪切、字幕配置、开头动画设置等操作，并根据教学大纲组合成单元内容，具体见表1。同时对每个单元设置作业与测验，为每个具体的教学单元设计配套的测试，同时在测试成绩公布后发放测试答案，在视频间隙也穿插难度偏低的课堂练习，保持学生的课堂注意力。

2.2 设置课程讨论区

在优学院平台上采用论坛的形式设置讨论区，所有学生都可以根据特定主题发布帖子，同学之间也可以进行回复，促进学生之间的知识交流，同时教师可以通过讨论区接收学生的反馈，及时改进教学模式。

2.3 设置网上期中/期末考试

在优学院平台网络平台上设置期中/期末考试，通过智能监控系统防止学生作弊，网络平台能加快任课老师批改试卷的速度，实现当天考试当天出成绩。

2.4 丰富教学资源

《WinCC数据采集监控》是一门以项目为导向的课程，在原有的教学资源外，增加企业实际项目源文件供学生学习，同时补充其他文字讲义、经典案例，扩展学生视野。

3  跟踪课程教学效果

基于优学院大数据信息采集分析，对学生视频学习时长、习题完成情况做深入研究，并跟踪讨论区中学生发布帖子的结果，详细跟踪学生的学习进度，对习题得分较低的学生进行主动回访，从反馈中改进教学内容、活动和评价设计。

4  结语

新冠疫情期间，针对智能制造专业开展了基于“SPOC+优学院”的WinCC数据采集监控在线开放课程，通过设置讨论区与丰富教学资源调动学生线上上课的积极性，通过对在线开放课程的建设促进各校教育资源的共享，弥补传统线下教育受限于时间与空间的缺陷，促进优质教学资源的传播同时提升教学质量。

参考文献

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