“PLC原理及应用”课程开展OBE理念的混合式教学方法实践

刘国满 盛 敬

南昌工程学院机械工程学院 江西南昌 330099

随着我国工业化和科技化的进程，社会将需要大量的素质的工程师和操作技术人员，这就要求我国高校提高工程人才的培养水平，加强学生工程和实践能力。2018年10月，教育部印发《关于加快建设高水平本科教育、全面提高人才培养能力的意见》(简称“新时代高教40条”)文件，强调高校必须主动适应国家战略发展新需求和世界高等教育发展新趋势，把本科教育放在人才培养的核心地位，全面提高本科教育培养质量和实践水平[1]。“PLC原理及应用”是机械电子工程、自动化以及机械制造及其自动化等工科专业的一门应用型专业基础课程，对工程实践能力的培养有着重要作用[2]。本课程要求学生综合应用多门基础课程来解决工业控制项目方面问题，培养学生工程设计思想，提高综合分析问题和创新能力。而在传统教学中，该门课程重视理论知识教学，忽视实践环节，影响了学生们参与的积极性和兴趣，不利于学生创新能力的培养，也不利于学生应用所学的知识来解决工程中实际问题。因此，有必要对“PLC原理及应用”课程的教学方法进行改革和研究。

OBE(Outcome Based Education)理念，坚持以成果导向教育为目标，也叫目标导向教育和能力导向教育，在1981年由Spady等人提出，现已成为美国、英国、加拿大、澳大利亚等国家教育改革的主流理论。它区别于传统的教学理念，注重“学生中心、产出导向、持续改进”的教育理念，要求课程设计和教学改革从企业需求出发，围绕预期的学习成果，重新构建学习内容，反向设计教学过程，以确保学生完成学习后能够真正获得未来发展需要的知识、能力和素质[3]。在我国，最早于2003年才开始对OBE理念进行研究。2007年，李光梅教授在《成果导向教育理论及其应用》中对成果导向教育的本质和特点进行阐述，着重强调了教育要实现为学习者的未来做准备，提出现代教育要培养学生的创造性能力、知识应用能力和解决问题的能力。目前，国内许多高校将OBE理念引入工程教育认证中，如汕头大学顾佩华、胡文龙等人基于OBE理念进行了时间跨度长、牵涉面广、改革纵深大的综合教育改革；大连理工大学李志义、朱泓等人提出了基于成果导向教育的高等工程教育教学改革，应着力实现从学科导向向目标导向转变、从教师中心向学生中心转变、从质量监控向持续改进转变。

混合式教学是将线下传统学习的优势和线上网络学习方式结合起来，既要体现“以学生为中心”的教学理念，也要发挥教师主导的作用[4]。因为传统课堂教学在培养学生的学习态度、教学的监督及管理等方面具有不可替代的优势，这使得线上教育在将来很长一段时间内都不能完全替代传统课堂教学[5]。因此，在高等教育中，需要将传统课堂教学与线上教育相结合，既能发挥教师在教学过程中的主导作用，也可以激发学生们的学习主动性、积极性和创造性[6]。因此，在“PLC原理及应用”课程教学中开展OBE理念的混合式教学实践，一方面提高了学生该门课程的积极性和主动性，另一方面也发挥了教师的指导和解惑等作用。

1 OBE理念的混合式教学方法

1.1 教学目标设置

主要根据专业培养目标和要求的不同，对“PLC原理及应用”课程设定相应的教学目标，并确定本课程目标与各个相关专业毕业要求指标点对应关系，该门课程与自动化专业毕业要求指标点如表1所示。

表1 课程教学目标与毕业要求对应关系表

1.2 教学资源构建

由于这里采用一种混合式教学方法，需要构建好线上和线下供学生学习的资源。其中，线上资源主要包括与本课程学习相关的国家级和省级的精品课程的讲课视频、题库以及相关指导资料和网上在线资源；线下资源主要包括课堂上讨论和讲说的知识点内容、综合实验项目、重难点解答资料和学生成绩的评价标准，以便学生根据该线上和线下教学资源，能够很好实现该课程所设定的教学目标。

1.3 混合式教学方法设计

该教学方法的设计要体现出“以学生为中心”自主学习主体地位，充分发挥老师的组织、指导和解惑等作用[7]，为学生创造个性化、讨论交流等学习机会，发挥学生学习的主动性和积极性，培养学生们团队合作精神。该混合式教学方法包括两个方面：线上教学和线下教学过程的设计。

1.3.1 线上教学

线上教学主要以学生自主学习为主，但需要老师在学生线上学习之前向学生下发课程学习任务、目标和相关内容。老师可以根据学生线上提交的作业情况，分析学生学习任务的完成情况以及线上学习效果、学习中存在问题，以便在课堂教学中开展针对性教学，解答学生的问题，提升教学效果。

1.3.2 线下教学

线下教学阶段，需要充分发挥老师的组织、指导和解惑等功能，组织学生在课堂上讲解自己在线上学习到的知识点和内容，一方面通过学生讲解，老师可以了解学生对该门课程相关知识点掌握情况，另一方面可以锻炼学生的语言表达能力和知识归纳总结能力[8]。如图1和图2所示。

图1 某一男生讲演图片 图2 某一女生讲演图片

通过学生自己做PPT和课堂讲解，在学习过程增加一些压力，以便提高他们学习的动力和积极性。同时，老师也了解到学生在线上上学习情况，以便对其进行合理评价。

另外，为了培养学生们团结合作的目标，在该课程实验教学中分组进行实验。每个小组由4～5位学生组成，要求每个学生完成该实验中某一部分功能模块的设计和编程。只有小组中每个成员完成其功能模块，才能保证整个实验的完成。这样一方面保证小组中每个成员都有自己独立实验任务，避免传统实验中，只有一部分学生在做实验，其他学生都处于空闲状态，严重地影响实验效果；另一方面促进了小组内各成员之间团结合作精神，达到该门课程设计教学目标。如图3和图4就是两个小组在实验过程中，实验方案的内部讨论和交流。

图3 某一小组实验方案讨论环节 图4 另一小组实验方案讨论环节

最后，老师利用线下课堂，可以对学生线上学习过程中出现的疑难点和问题进行答疑和讲解，以便学生能更好地掌握该门课程的重难点，促进目标的达成。另外，老师也可以在课堂上进行一些课堂测试，可以充分地了解学生学习情况，以便根据学生学习效果，有针对性地对那些学生没掌握的知识点进行进一步讲解。

总之，通过OBE理念的混合式教学，一方面促使学生深入思考教学内容，根据专业目标和能力培养要求，学生自主利用线上和线下教学资源，可以充分调动学生主观能动性，激发学生养成自我提高的内驱力。另一方面通过基于OBE理念的教学改革，利用课程目标达成度更加客观地衡量教学质量和教学效果，提高了教学质量的可控性，也更容易发现教学中的不足，从而有效监督教学质量的持续改进。

2 学生成绩评价体系

对于该门课程的学生成绩评价，主要分成两个阶段进行评价。第一阶段就是过程化评价，主要采用平时作业、章节测试以及课堂讲演以及实验成绩等情况进行评价，其占该门课程考核成绩的50%，而期末考试成绩也占整个成绩的50%。其课程成绩构成结构如表2所示。

表2 成绩构成和评价指标表

为了让期末考试成绩尽量反映出该门课程的目标达成度，因此在期末考试试卷内容方面，尽量覆盖教学大纲上所规定的知识点和教学目标，使期末考试成绩尽量反映出该学生学习效果和目标达成度。

3 效果验证和评价

为了验证该教学方法的效果，对学生进行在线问卷调查，其问卷结构如图5所示。

图5 问卷结构

共发放了82份调查问卷，收到了58份有效问卷。对调查数据分析可知，78%学生认为该种教学方法较好，84%学生在该门课程学习中存在压力，认为难度较高，学习效果较好。100%学生没缺席实验，除去有事请假以外。

结语

针对当前“PLC原理及应用”教学中存在的问题，本文提出在该门课程教学中开展OBE理念的混合式教学方法的实践和研究。在教学方法实践过程中，以OBE理念为指导思想，实现线上和线下混合式教学，突出了学生自主学习为主，老师在课堂上组织、指导和解惑等，提高了该门课程学习效果和所预设目标的达成度，发挥了学生学习的积极性，提高了学生学习的动力和兴趣，培养学生的高阶能力。