基于MOOC 平台的PLC 课程混合式教学模式改革与实践*

冮明颖 吴静 于常武

1 辽宁工业大学电气工程学院 辽宁锦州 121001 2 辽宁工业大学创新创业教育中心 辽宁锦州 121001

0 引言

PLC 技术及应用课程是电气工程及其自动化专业的技术基础课，它是在继电器控制基础上以微处理器为核心，集计算机技术、电气控制技术及网络通信技术于一体的理论与实践相结合的综合性学科[1]。该课程知识点多、内容涉及面广，单纯依靠线下教学计划已不能满足教学内容的要求。为使学生获得更多的课程相关知识，能够随时随地进行学习，本课程依托辽宁工业大学MOOC 教学资源平台，将PPT 课件、教学视频、工程案例等相关学习资源上传到MOOC 平台方便学生学习，建立了“线上”与“线下”相结合的混合式教学模式，将传统的以“教师讲授为主”的模式向以“学生自主学习为主”的模式转变，以期提高学生的学习兴趣及自主学习能力。

1 课程改革背景及意义

线上与线下的教学手段是完全不同的，线上与线下混合式教学模式并不是将两种教学模式进行简单的机械相加，也不是把线下课堂教学搬迁至网络上，而是根据课程的不同性质及课程自身的特点，主讲教师需要科学地把线上和线下融合起来并经过精心打磨、组织、设计，通过学生课前线上平台自主预习、教师线下课堂重点难点知识点讲解、开展线上与线下讨论、过程性考核评价等多元化方式，改变传统的以“教师讲授为主”的模式，向以“学生自主学习为主”的模式转变，激发学生学习兴趣，提高学生自主学习能力。

PLC 技术及应用课程原教学计划中总学时为48学生，其中理论学时40 学时，实验学时8 学时。采用线上与线下混合式教学模式后，增加了线上学时24 学时，学生课前可以利用线上MOOC 平台进行预习，课后巩固复习，完成作业及章节测验等任务，大大提高了教学容量及学习效率，使学生学习泛在化。同时线上与线下混合式教学能够有效解决课堂人数多，师生互动少的问题。

2 线上与线下混合式教学模式探讨

2.1 教学改革的主要内容

PLC 技术及应用课程以培养高级应用型人才为定位，以PLC 工程实践能力产出为目标，秉承“两性一度”课程建设理念，加强课程资源建设，深入开展教学改革[2]。改革的具体内容主要包括以下四个方面。

2.1.1 混合式教学模式下新教学框架的建立

基于MOOC 平台混合式教学的PLC 技术课程教学模式改革应该在应用型专业培养目标指导下，建立较为稳定的教学活动设计框架，以“高阶性、创新性和挑战度”为课程建设理念，逻辑化重构“技术理论—系统设计—工程应用”的“三段式”的课程内容，凸显出教学模式从宏观上掌控整个教学活动的总体及其各部分要素内部之间的功能和关系，使其实施具有可操控性和有序性。

2.1.2 混合式教学模式下教学内容的优化设计

PLC 产品更新换代较快，课程教学内容应与时俱进，充分体现时代性与前沿性，主讲教师及时将PLC 控制领域的学术研究、科技发展前沿成果引入课程[3]。线上线下混合式教学模式下，主讲教师根据课程的性质及特点将线上与线下融合，对课程知识点进行精心组织与合理设计，对课程的总体框架、相关实际问题及典型案例进行分析，梳理课程内容，确定课程中适合线下课堂讲授和线上MOOC 学习的内容及知识点，着重分析课程内容如何组织才能充分发挥课堂教学和线上学习的优势互补作用，优化教学内容。

2.1.3 混合式教学模式下教学过程的设计

教学方法应体现先进性与互动性，大力推进现代信息技术与教学的整合，引导学生进行个性化和探究式学习。以学生为中心，激发学生学习兴趣，以实例引入理论，以案例驱动问题，以互动分享带动课堂气氛，采用线上线下混合式教学模式，采用多媒体与板书相结合、虚拟仿真与实验操作相结合的教学手段。PLC 课程的教学过程设计要充分体现和发挥线下课堂教学和线上MOOC 网络学习两个方面的优势互补作用。混合式教学模式，教学大体包括三个阶段：教学准备阶段、教学实施过程阶段、教学效果检验阶段。把线上教学的优势与传统教学的优势紧密结合起来，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。

2.1.4 混合式教学模式下课程评价体系的构建

混合式教学模式下课程评价体系应综合考虑学生线下课堂学习及线上网络学习两个方面的绩效。将学生线上MOOC 学习情况与学习效果作为平时成绩的重要考核指标。考核标准主要以学生学习进程、学习态度、任务点完成度、互动参与度及其能力评价为核心，侧重MOOC 平台与课堂教学过程中的每一个环节评价，力争实现学生综合成绩评价方式多样化的目标。

2.2 MOOC 平台线上教学资源

2018 年，PLC 技术及应用课程在辽宁工业大学MOOC 教学平台正式上线，逐步开始采用线上MOOC平台与线下课堂教学相结合的教学模式，MOOC 在线教学资源主要包括：课程章节知识体系框架、课程配套视频、PPT 课件、STEP 编程软件操作教程、试题库、工程实践应用案例等，如图1 所示。PLC课程教学内容与信息化技术深度融合，经过多年的课程资源建设，现有讲课视频及STEP7 编程软件操作视频120 多个，教学视频总时长超3 000 分钟，PPT 课件110 多个，工程案例40 多个，题库包括判断题、填空题、单选题、多选题、简答题等共计300 多题，如图2 所示。

图1 PLC 技术及应用课程MOOC 平台

图2 MOOC 平台课程资源

3 线上与线下混合式教学改革实践

3.1 教学改革实施过程

以电气专业2019 级教学为例，介绍PLC 技术及应用课程开展线上MOOC 教学与线下课堂教学相结合模式的具体实施过程。

PLC 技术及应用课程教学过程采用课前线上预习，课堂知识传授、互动讨论、随堂测验，课后线上指导、答疑解惑、复习巩固、作业评价的闭环教学模式。采用多媒体案例教学法、任务驱动法、启发式教学法、类比教学法、互动式教学法等，教学方法多元化，体现教中学，学中做，教学一体化。

教学组织实施过程分为：课前、课上、课后和评价反馈。

课前：采用辽宁工业大学MOOC 在线教学资源平台，包括课程章节理论知识体系框架、课程配套视频、PPT 课件、试题库、工程案例等。利用MOOC网络平台，教师提前一天将学习计划安排等任务通知下发到每个学生的手机学习通APP，让学生明确将要学习的主要知识点、教学目标、教学过程中所涉及的重点及难点，使学生具有明确的听课目标与听课侧重方向，有针对性地学习PPT 课件或学习主讲教师录制好的视频，从而达到一定的预习效果。

课上：多媒体教室授课。采用视频影像、图片、动画、音效创设情境案例，供学生直观化学习，增强学生感性认识，激发学生学习兴趣[4]。

在多媒体教室借助现代信息化手段讲解理论知识，利用PLC 仿真软件对案例项目进行人机交互式虚拟仿真。

课堂授课过程中，教师可以利用手机学习通APP 发布签到、抢答、讨论、随堂练习等互动活动，有效解决了课堂人数多，师生互动交流少的问题，充分体现出“以学生为中心”的教学理念。课堂互动环节学生都能够积极响应，参与度高，提高了学生学习热情，教学效果良好。学生MOOC 平台学习情况如图3 所示。

图3 学生MOOC 平台学习情况

课后：教师布置课后学习任务，利用MOOC 平台的试题库资源，让学生完成作业、项目设计、章节测验等；利用开放性实验室，如西门子PLC 实验室、电气虚拟仿真实验室等，进行现场操作，编程、虚拟仿真、调试运行。理论与实践相结合，虚拟仿真和实体操作相结合，使学生及时夯实理论知识，达到训练与培养学生具有理论联系实际的工程实践能力的目标。

评价反馈：为促进教学改革、将教学评价机制引入课堂，采用师生互评，线上与线下双反馈的评价方式，使课堂教与学不断完善，促进师生共同进步。课后作业训练、项目设计结合过程评价，检验和评价学习效果，形成学习、训练、评价到反馈改进的学习过程闭环。学生MOOC 平台学习及评价反馈情况如图4 所示。

图4 学生MOOC 平台学习及反馈情况

3.2 课程成绩评定方式及效果

PLC 技术及应用课程成绩包括三部分：期末考试（70%）；线上学习及过程考核评价（20%）；实验考核（10%）。以上三部分均为百分制，加总后为期末总评成绩。

期末考试采用闭卷考试，卷面分值为100 分；实验考核内容包括实验预习报告与实验报告的书写情况、实验操作过程的考核等。

线上学习及过程考核主要包括任务点完成度、课堂互动、作业、讨论、章节测验等。各部分所占比例为：课件及视频的学习占20%，课堂互动占10%，作业占20%，签到占10%，任务点完成情况占20%，章节测验占10%，主题讨论占10%。

通过改革实践发现：采用线上线下混合式教学改革后，学生的学习热情高涨，能力大幅提升，电气2019 级学生MOOC 平台课程成绩综合情况如表1所示。

表1 电气2019 级学生MOOC 平台成绩综合统计情况表

4 结束语

PLC 技术及应用课程自实施线上与线下混合式教学以来，学生的专业生产实践能力明显提升，学生的技术理论基础广度与深度明显强化；不仅充分发挥了在教学过程中“以教师为主导”的引导、启发、监控作用，而且充分体现了“以学生为中心”的主动性、积极性与创造性。经教务处组织学生评价，满意度达100%，教学目标达成良好，“两性一度”支撑效果提升；学生科技创新实践活动参与度超60%，获奖人次明显提高，成果丰硕，支撑学生到知名高校深造和企业就业，应用型人才培养内涵建设效果明显提升。