新工科背景下自动化专业工业组态技术课程教学模式改革

江德业 郭 娟 高粼泽

（桂林电子科技大学电子信息学院，广西 北海 536000）

0 引言

在新经济、新起点的大背景下，2017年，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》（教高司函〔2017〕6号），此后，“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等文件也相继推出[1]，新工科是国家为主动应对新一轮科技革命与产业变革的战略行动，“新工科”对应的是新兴产业，主要包含新兴产业的专业以及对传统工科专业的升级改造，以实现更新的理念、更好的模式以及更高的教育质量[2]。

大规模开放在线课程（Massive Open Online Course，简称MOOC）是一种新型的教育形式，通过在线学习课程，不仅可让同学获取课程相关的资源和学习资料，还可以让各地的学习者组织在一起，并且能够使其进行讨论和交流[3]。MOOC由于其课程选择灵活以及学习场景便捷的优点，正在逐步改变高校人才的培养模式。线上线下混合式教学是一种将线上网络教学与线下课堂教学相融合的新模式，通过这两者的有机结合，能更好地满足当今学生的学习需求，在“新工科”理念下，该混合式教学模式势必会成为高校教学改革的方向[4]。

工业组态技术课程是自动化专业的一门必修课，该课程的前修课程是C语言，后期开设课程为可编程序控制器技术及触摸屏与变频器，因此是一门承上启下的课程。在“新工科”背景下，如何提高学生对该课程的兴趣，培养学生的实践能力和创新能力，使学生在有限的时间内具备较高的工程应用能力是自动化专业教学值得探讨的话题。

1 教学框架设计

教学框架设计的目标是营造一个积极的混合式学习环境，以提高学生的学习兴趣，发挥学生的主观能动性。然而，传统的区块链教学存在教学理念陈旧、教学形式欠新颖、教学力度有待提升以及教学内容亟须丰富的问题，因此，更新区块链教学理念，转变新型的教学模式，提高区块链实践教学力度以及丰富区块链教学内容是很有必要的。

针对传统课堂区块链教学存在的不足，结合“新工科”时代背景下所倡导的实践创新精神，采用一种线上—线下混合式教学模式。该教学模式在传统线下教师授课模式的基础上，增加了学生线上通过MOOC等学习平台完成自主学习的环节，这两种教学形式相互促进，更能在课程学习过程中发挥学生的积极性，提高学生的区块链知识掌握程度。下面以工业组态技术课程为例，介绍该课程的线上-线下混合式教学模式，该教学模式分为3个模块：课前预习模块、课堂教学模块、课后分析与拓展模块。

1.1 课前预习模块

工业组态技术是一门实践性很强的课程，该课程的教学涉及绘图软件实践操作较多，设计的对象也很多，因此，为激起学生的自主学习兴趣，提高上课效率，可在课前阶段，先让学生线上观看MOOC视频，完成预习。MOOC视频可以来自其他高校教师的精讲视频，也可以是教师自己制作上传的视频。通过MOOC平台，教师和同学不仅可针对视频的内容进行交流和讨论，教师也可以“在线”掌握学生的课前学习状态，以便后续及时调整自己的线下教学方案。

1.2 课堂教学模块

该模块是教师线下对知识进行讲解的模块，课堂教学的内容不仅需要根据学生线上学习的情况进行调整，还需要结合课程本身的特点选择合适的授课模式。由于工业组态技术课程的特点是理论知识较少，重点是实践操作，因此，课堂教学模式可采用理实一体化，直接在专业实验室进行理论和实验的教学，以培养学生工学结合的能力。在“新工科”背景下，为突出课程的实践性和职业性，课堂教学方法应多样化，力图通过教师和学生的密切配合，综合运用各种方法共同完成学习目标与任务。由于工业组态技术课程采用的是理实一体化的形式进行授课，因此，在课堂授课中，可不必先讲完理论，然后才进行实验操作，可在课程中根据不同项目任务的功能需求及生产工艺需要，选定若干个项目任务，并以此为导向，让学生完成画面绘制和动画连接的整个流程，以培养学生相关就业岗位所需的职业技能。项目的选取遵守的原则：由简单到复杂、由浅入深。工业组态技术课程根据教学内容，将项目学习划分为五个，如表1所示。

表1 项目学习描述

1.3 课后分析与拓展模块

在课程结束后，为加深学生对知识点的理解，教师可利用MOOC平台发布一些与本节课相关的练习题和资料，学生可线上进行作答，教师也可在线进行评阅。此外，在“新工科”背景下，为凸显“新工科”特色，还应根据本课程在就业岗位中需要具备的能力要求，选取一些与生产实际相结合的拓展项目进行练习，还可通过对合作行业企业的实际参观实习，使学习与实际工作岗位和工作过程紧密联系。

2 教学评价设计

教学评价即考核方式，传统的考核方式采用的是学校、教师等单一评价方式，这种评价方式不利于培养学生的思维能力和创新创业能力，针对“线上—线下”混合式教学框架设计，工业组态技术课程采用的是一种多维评价方式。该评价方式围绕“新工科”理念，以人才培养方案为目标，通过项目分解去搭建课程体系拓扑图，根据课程体系拓扑图，选择合适的线上教学资源和相应的教学模式，同时注重本课程与先修课程和后续课程的一个衔接关系。因此，从培养产出的角度出发，工业组态技术课程应建立一种合理的多维评价方式，在最大程度上保障和激励学生学习，提高教学质量，评价方式可分为3项。

2.1 课前线上学习

课前学习指的是线上观看MOOC教学视频和完成相关预习作业，该部分内容占总成绩的20%。通过课前线上学习，可引导学生由被动学习转为主动学习，培养学生的自主管理能力以及个性化学习能力。

2.2 课堂集中训练

线下课堂集中学习的每一个项目，可采用过程考核对学生的实践技能进行考核，该部分内容占总成绩的50%。通过课堂集中训练，可培养学生的动手能力以及团队协作能力。其中，过程考核总成绩为100分，各学习项目在过程考核中所占比例如表2所示。

表2 过程考核比例分配

2.3 课后交流与研讨

线下学习内容结束后，学生课后可通过相互交流对课上的学习内容进行归结，由于工业组态技术课程理论性一般，重点是考验学生的实际操作技能，因此，本课程的期末结课考核不再采用闭卷考试，而是采用项目综合设计的形式，对学生的实际能力再次考核。提前1周给学生公布结课考核题目和要求，让学生自由选择2个队友，组好队后以小组的形式，共同完成综合设计，后面当场进行验收、提问和打分，做到公平公正，该部分内容占总成绩的30%。

学生总体评价方式为：总成绩=线上视频学习和作业（20%）+线下课程过程考核（50%）+期末结课考核（30%）。

通过课前线上学习、课堂集中训练以及课后交流与研讨的多维评价方式，有效地培养了学生的专业学习教育和素质培养教育相融合的能力。实践表明，这种线上-线下的混合式成绩评价方式，不仅考核了学生的专业知识掌握程度，也体现了学生的团队协作能力和创新创业能力，实现了“新工科”的培养目标。

3 结语

“新工科”的“新”在于需用更新的理念、更好的模式、更高的教育质量去培养一批实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才，这需要在区块链教学过程中，建立能力与人才培养的新模式，持续改进和完善新的课程体系，以培养未来多元化、创新型的卓越工程人才。在“新工科”背景下，文章以工业组态技术课程为例，采用了一种线上线下混合式教学模式来改革区块链的课程教学，这样既可以融合专业教育和素质培养教育，实现学校教育和企业岗前培训的对接，同时也可发挥学生的主观能动性，帮助教师提高教学质量。