基于OBE理念的电气控制与PLC课程线上线下混合教学“五化”改革探索

高明华，杨　海，张凤南

基于OBE理念的电气控制与PLC课程线上线下混合教学“五化”改革探索

高明华1,2，杨海2，张凤南2

(1.沈阳工学院质量管理与评估处, 辽宁 抚顺 113122；2.沈阳工学院机械工程与自动化学院，辽宁 抚顺 113122)

在抗击新冠疫情的特殊时期，各高校如何保障以培养学生实践能力为主相关课程的教学效果，是教学改革亟需解决的关键问题。电气控制与PLC课程的实践性极强，在教学过程中应结合学生能力培养目标，遵循成果导向OBE(outcomes based education)理念，借助超星学习通、问卷星等教学资源，采取教考分离等教学方法，进行课程学习内容项目化、学习资源电子化、学习过程系统化、学习阶段层次化、学习质量闭环化的“五化”改进，合理规划课前、课中和课后时间，开展上线下混合教学，保证学生的学习不受时间空间限制，能自主掌握学习进度，保障学习效果。

OBE；电气控制与PLC；线上线下

2020年国内爆发新冠疫情,打乱了高校既定的教学进程。在举国抗击新冠疫情的特殊时期,各高校积极响应教育部号召，开展线上教学活动[1]。电气控制与PLC是辽宁省省级一流课程，也是沈阳工学院众多专业的核心课程。在疫情期间，沈阳工学院进行了过多次线上教学、线上线下混合教学的改革探索，针对课程实践性强的特点，以培养学生获得控制系统设计专业知识与能力为教学目标，开展线上线下混合教学改革。通过应用线上线下混合教学模式，利用信息技术将优质课程资源共享，实现教育公平，提高学生学习灵活性和自主性，保障了疫情期间高校的教学质量。

1　课程学习目标

以OBE(Outcome-Based Education)理念构建的教学模式强调“以成果为导向，以学生为中心”，重视学生知识积累、能力培养和素质提升的全面综合性发展[2]。在OBE理念指导下，课程从专业人才培养方案出发，根据机械设计制造及其自动化、机器人工程、机械电子工程、智能制造工程四个专业对人才培养目标的定位，分别对制造工业自动化控制设计能力、工业机器人工作站设计能力、工业机电一体化产品设计能力、智能制造和智能车间控制系统设计能力形成支撑，为此归纳出本课程的3个主要学习目标[3]。

(1)知识目标。初步掌握传统继电器—接触器控制的基本理论知识，理解PLC的基本结构、工作原理及应用，重点掌握传统控制系统和现代PLC控制系统设计方法。

(2)能力目标。能够具备分析、设计控制电路的能力，具备小型PLC应用系统设计、安装、调试的综合应用技能，能够针对特定要求独立编程、调试、实现PLC系统的控制功能。

(3)素质目标。具备创新性思维、全局规划观念和一定的自学能力，可以学习和掌握不断更新换代的控制技术。

2　课程线上线下混合教学思路框架

根据OBE反向设计理念，从人才培养目标出发，借助超星学习通、问卷星等教学工具，打造电气控制与PLC课程线上线下混合教学模式。课前学生可以在线上预习、复习和自测；课中师生可以进行线上线下多形式互动；课后学生可以进行项目实施、拓展。学习过程中的数据、结果和成绩均可作为学习成果的定量和定性分析基础，不但可以成为目标达成情况的判定依据，还有利于教学模式的改进和优化，上线下混合教学模式的教学思路框架如图1所示[4]。

图1 课程线上线下混合教学思路框架

3　课程线上线下混合教学实践

3.1　学习内容项目化

以授课对象、学情特点和课程要点与当今智能制造领域的前沿应用情况的融合为切入点，将课程学习内容全部项目化，融入至搬运机器人生产线、AGV小车等实际工程项目中，弥补了传统教学平铺直叙的缺陷，如表1所示。

表1　课程学习内容的项目化

3.2　学习资源电子化

利用超星学习通平台，将学习目标、教学内容重难点、课件、教学视频、预习大纲、板书、项目任务书、专题讨论手册、专项练习等学习资源全部电子化，并设置对应任务节点、学生可以在电脑端或手机端查看，方便线上学习时使用。学习资源不限使用次数，学生可以反复学习，以巩固、强化所学的内容。

3.3　学习过程系统化

教师应引导学生自主学习，教学过程如图2所示。让学生通过围绕项目开展课前、课中和课后三个阶段的学习，使学习过程系统化，有利于知识的获取和能力的形成。

图2　课程学习过程系统化设计

3.4　学习阶段层次化

课程教学顺应“学习规律”，使学生在不同学习阶段有层次的学习，实现学生知识扎实积累与能力逐步提升，如表2所示。

表2　课程不同学习阶段层次化结构

3.5　学习质量闭环化

学生的学习成果达成与否是课程教学改革的主要目标，为了真实有效判定学生的学习质量，本课程建立了学生端、教师端和督导端的三重闭环反馈体系，如图3所示。在学生端，通过平台数据、过程考核为主的评价方案、教考分离，可以定量获得学习目标达成情况；在教师端，通过问卷星反馈，可以定性获得教与学真实情况；在督导端，通过检查和听课，可以获得课程建设成果。学习质量的三重闭环反馈体系为课程持续建设提供明确方向。

图3　课程学习质量闭环化的三重闭环

4　结语

帮助学生达成学习目标是教学改革的出发点，本课程结合以学生学习成果为中心的OBE理念，采用线上线下混合教学模式，依托学习通、问卷星、教考分离等进行“五化”改革，赋予不同时空、不同需求情况下学生学习的灵活性与自主性，充分调动了学生的学习热情。项目化的学习内容能给予学生更多发挥的空间，有利于培养学生的实践能力和创新意识。

[1] 孙小军,徐云程,陈建明,等.疫情防控背景下高校数学类公共课程线上教学的现状与启示[J].首都师范大学学报(自然科学版),2021,42(01):62-69.

[2] 曹姣仙,唐莹,张莉,等.OBE理念下的物理化学线上线下混合教学模式构建与实践[J/OL].中医教育:1-5.

[3] 马骏,方振龙.基于“电工电子技术”省级精品在线课程的线上线下混合式教学模式改革研究与实践[J].南方农机,2022,53(08):162-165.

[4] 郭锐,梁玉英,张俊林.深入贯彻OBE理念的课程教学改革与实践[J].计算机教育,2022(02):118-123.

Exploration on the "Five Modernizations" reform of online and offline mixed teaching of "Electrical Control and PLC" course based on OBE concept

GAO Minghua1,2, YANG Hai2, ZHANG Fengnan2

(1. Department of Quality Management and Evaluation, Shenyang Institute of Technology, Fushun, Liaoning 113122, China; 2. School of Mechanical Engineering and Automation, Shenyang Institute of Technology, Fushun, Liaoning 113122, China)

In the special period of fighting against COVID-19, how to ensure the teaching effect of relevant courses which focus on cultivating students' practical ability is the key problem to be solved in teaching reform. The course of electrical control and PLC is highly practical. In the teaching process, it should combine with students' ability training objectives, follow the concept of outcomes based education (OBE), and adopt teaching and examination separation methods with the help of teaching resources such as the super star learning and the questionnaire star. Then, the course is improved by "Five Modernizations", including project-based learning content, electronization of learning resources, systematization of the learning process, stratification of learning stages, and closed-loop of learning quality. Blended teaching should reasonably plan the time before, during and after class, and carry out mixed teaching on and offline. This can ensure that students' learning is not limited by time and space, to ensure the learning effect.

OBE; electrical control and PLC; online and offline;

G647

A

2096–8736(2022)02–0052–04

辽宁省沈抚改革创新示范区本级科技计划项目——基于过程神经网络的移动机器人RTK-GPS导航定位研究（2020JH13）。

高明华(1987—)，女，辽宁锦州人，硕士研究生，讲师，主要研究方向为教学管理和控制系统。

责任编辑：张亦弛

英文编辑：唐琦军