基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式研究——以《可编程控制技术》课程为例

肖 青

(长江工程职业技术学院，武汉 430212)

随着互联网技术与教育的深度融合，线上线下混合式教学日渐被教师们广泛应用。那么什么是混合式教学？从物理空间上说，混合式教学包括线上平台和线下课堂两部分。利用线上平台实现学生自主学习，师生、生生互动，在线教学评价；线下课堂上，展示学生学习成果、教师组织讨论与评价[1]。要使混合式教学模式达到预期的效果，必须重视线上内容的建设和线下教师的实施[2]。目前国内外学者主要研究混合式教学设计的要素、线上线下的时间比例、线上线下的前后搭配顺序等，如马晓雷在“线上线下混合式外语教学的有效实践模式探究”中提出从有效习得知识的规律出发，运用语义波理论构建知识解包与重新打包的波动过程，确保目标知识在线上线下混合式学习过程中的有效积累[3]。韩素芬在“线上线下混合教学模式实施的关键环节与有效方法研究”中，针对教学资源、学生管理、考核体系等关键问题，提出相应的解决方法：教师要加快学习计算机技能，同时具备“导演”能力，要健全教学管理机制和教师绩效评价体系等[4]。

本文从“课赛融合”的角度出发，将竞赛任务、评分标准等融入线上教学内容，及时更新现有线上教学资源，以竞赛方式开展线下课程教学，构建线上线下混合式教学的优质课堂。

1 探索基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式的意义

1.1 有利于提升学生技能水平

技能竞赛的任务书凝结了许多优秀命题专家的心血，一定程度上能够考察学生的基础技能、综合应用能力和工程思维能力。但受到空间和时间的限制，分解后的某竞赛任务无法在课堂上全部展现。借助线下教学平台，学生学习基础知识和课外拓展知识；线上课堂上，学生则在教师的指导下解决综合任务。线上线下混合式教学能充分利用技能竞赛，培养学生工程思维和提升实践能力水平。能提升学生专业岗位能力，促进专业的发展。

1.2 有利于提升教师教学能力和专业技能水平

智能时代，教师应具备创新能力、设计能力、导学能力和自主学习能力[5]。研究竞赛任务书、评分标准等能培养教师创新能力和自主学习能力；以企业项目开发流程或岗位标准出发，分解竞赛任务、评分标准并融入课堂，有效实施以“学生为中心”的教学设计能培养教师的导学和设计能力。指导学生参加技能竞赛，教师首先要动手实践，掌握竞赛技能点才能确保学生在竞赛中出彩。此外，竞赛指导教师团队一般由技能大师、企业专家、专业带头人、骨干教师、青年教师组成，团队间的相互交流探讨，有助于青年教师专业技能水平提升。

2 基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式

2.1 理论依据

混合式教学是以多种理论为基础，进行学习媒体、学习模式、学习环境和学习内容等要素的混合。本文主要采用建构主义理论进行混合式教学设计。情景、会话、协作和意义构建是建构主义理论的四大因素。建构主义理论认为：学习是学生主动建构知识的过程，而不是简单地由教师向学生传授知识的过程；学习需要学生之间、师生之间的合作互动来实现，来共同完成学习任务；学习过程需要在一定的情景之中进行，学习者才能更好地理解知识[6]。

2.2 基于“课赛融合”的线上线下混合式教学分析

系统性和结构性是混合式教学模式的特点。基于“课赛融合”的线上线下混合式教学分析包括：教学对象分析、教学目标分析、教学内容分析、教学资源分析、教学环境分析。

教学对象分析。以高职工业机器人技术专业的《可编程控制技术》为例，该课程为专业核心课程，授课对象为大二学生。学生已经完成专业基础课程的学习，具备一定专业技术能力，但是缺乏工程思维能力、自主学习能力。

教学目标分析。工业机器人技术专业的就业岗位有：机器人系统集成设计、机器人系统安装调试、机器人销售等，对学生编程和调试能力以及工程应用等提出要求。该课程以培养PLC编程与现场调试、典型应用能力为教学目标，兼顾培养学生吃苦耐劳、踏实肯干的职业精神。

教学内容分析。在全国职业技能大赛高职组中，与工业机器人技术专业相关的技能大赛有“工业机器人技术应用”和“机器人系统集成”等赛项，其中涉及可编程控制器技术有：电气设备知识(如光电传感器、气缸、电磁阀)、PLC组态、PLC硬件接线与调试、简单程序设计、指令应用、PLC控制伺服步进电机、PLC控制变频器、以太网通讯、触摸屏的组态应用、仓库码垛等项目的编程。在教学过程中，将电气设备、指令应用等基本内容纳入《可编程控制技术》教学，将PLC控制伺服步进电机、仓库码垛等纳入《可编程控制器综合实训》教学内容。

教学资源分析。运用超星学习通平台已创建《可编程控制技术》校级精品在线开放课程，作为线上知识点资源。预习测试题的必做题与知识点视频相关，而选做题则源衔接竞赛任务书，作为线下课堂教学的导入部分。同时也将学习指南、竞赛任务视频、实训评分标准、产品手册、课后拓展任务等上传至学习通。

教学环境分析。项目的程序设计和讲解在机房进行，确保每位同学能够及时仿真验证。涉及硬件接线、程序调试等在可编程控制器基础实验平台上完成，而第二课堂的相关拓展任务则安排在技能竞赛平台上。

2.3 基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式

基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式如图1所示，总体框架为：搭建基于“课赛融合”的线上教学资源→开展“我做你看裁判评”线下课堂→实施第二课堂。具体步骤为：依托企业项目开发流程，按照学生认知层次分解技能大赛相关知识点、技能点，形成典型学习任务。利用超星网络学习平台通上传学习任务、学习指南、知识点视频、预习测试题、实训评分标准等学习资料，学生根据学习指南、自学知识点视频完成学习任务。线下课堂依托实验教学平台实现教学做一体化：教师演示，学生练习，最后由优秀学生扮演裁判，教师扮演裁判长，共同检验线上学习效果。按照5个环节开展：公布预习成绩→问题答疑→实操演练→“裁判”评分→裁判长“点评”。课后学生充分利用技能竞赛平台，在优秀师生的帮助下完成拓展任务，实施第二课堂。

图1 基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式设计

3 基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式的实施

以《可编程控制器技术》为例，选取“边沿检测指令”学习任务来阐述基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式的实施过程，如图2所示。

图2 以《可编程控制器技术》边沿检测指令为例的混合式教学模式的实施过程

3.1 搭建基于“课赛融合”的线上教学资源

选取竞赛任务：流水线托盘接近光电开关A，气缸1伸出。流水线托盘离开光电开关B，气缸2伸出。在超星学习通平台教学资源中上传学习指南、托盘流水线气缸动作视频、边沿检测指令讲解视频、触摸屏制作视频、光电开关手册、电磁阀手册、1200PLC内部结构图、考核评分标准、课前预习作业、课后拓展作业。其中学习指南写明学习目标、学习步骤，便于学生快速完成学习任务。学生的平时成绩由六部分构成，其中视频占比15%、章节测验占比10%、作业占比20%、讨论占比10%、签到占比5%、线下占比40%。线下又分为线下课堂操作、第二课堂任务。将竞赛评分标准融入考核评分标准，涉及程序下载、调试、功能讲解。课前预习作业以客观题形式呈现，涉及光电开关的电气符号、区别上升沿和下降沿边沿检测指令。课后拓展练习：写出调节光电开关灵敏度的方法；触摸屏上显示光电开关信号状态、气缸信号状态。

3.2 开展“我做你看裁判评”线下课堂

《可编程控制器技术》的线下课堂按照先硬件后软件顺序共计4学时进行讲解。按照公布预习成绩→问题答疑→新知讲解与演示→“裁判”评分→裁判长“点评”5个环节展开。教师首先点评课前预习情况，公布当前平时成绩排名前10和后10的名单能及时激励和监督学生的学习情况。硬件设计方面，教师讲解PNP型光电开关、电磁阀硬件接线原理，并演示硬件接线步骤。教师扮演“裁判长”和“现场技术支持”双重身份，负责设备的通电、故障排查。通电前，各小组自行静态检查接线。可举手示意“裁判长”通电，课堂成绩总分100分，对于私自通电导致设备烧毁，酌情扣除10-15分。“裁判长”现场选取接线耗时短、工艺分值高的前5名学生作为现场“工艺裁判”，给其他学生打分，要求签字负责。“工艺裁判”每人奖励5分。课堂上，对于教会他人的同学，将成为“老师助理”，每教会一人给予2分奖励。硬件任务完成后，关于软件方面，教师首先讲解“接近光电开关A，气缸1伸出；离开光电开关B，气缸2伸出”的程序设计，教师演示后，同学们分组讨论理解边沿检测指令的应用。再修改任务为：“第一次接近光电开关A，气缸1伸出；第二次接近光电开关A，气缸1缩回。”由同学们自行设计并调试。限时20分钟后考核，“裁判长”选择调试快、程序解析正确的5名学生为现场“功能裁判”，主要负责评判程序的下载、调试、功能讲解是否正确。考核结束后，学生会在线上投票评选出本次优秀的“裁判”，给予2分奖励。最后由“裁判长”点评和总结，并解答学生本堂课的疑问。

3.3 实施第二课堂

课后在超星学习通平台上传拓展作业：1.光电开关的灵敏度调节。2.触摸屏上显示光电开关、气缸状态。拓展作业则不设置时间限制，学生利用课余时间到技能竞赛平台上完成光电开关的调试，自主学习触摸屏画面制作方法。竞赛设备实训平台对全体学生开放，且安排有优秀的专业教师或优秀学生现场指导。学生完成任务后，要求将调试步骤的上传至学习通平台进行展示。教师根据线上线下考核成绩和第二课堂的综合表现，逐步培养参加湖北省工匠杯、湖北省职业技能大赛、全国职业技能大赛等赛项的预备选手。

4 基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式的实施效果

4.1 细化过程评价，学生学习兴趣增强

在开展“我做你看裁判评”线下课堂教学环节中，同学们纷纷争当工艺裁判、功能裁判、老师助理。第二课堂具有弹性化时空的特点，学生在时间和空间上可自由分配，可锻炼同学的自我管理能力、独立思考解决问题能力。学生在“赛中学、学中赛”，形成良好的你追我赶学习氛围。实施基于“课赛融合”的线上线下混合式教学模式后，2021年度，《可编程控制技术》的优秀率提高10.3%，良好提高了21%，不合格率降为0。

4.2 竞赛成果丰硕，学生技能明显提升

学生分别在2017年和2018年的湖北省职业技能大赛高职组工业机器人技术赛项中获得三等奖和二等奖，实施“课赛融合”的线上线下混合式教学模式后，学生在2019年湖北省职业技能大赛高职组工业机器人技术赛项中获得一等奖。2020年学生参加以工业级协作机器人智能配餐服务系统的全国电子通信行业职业技能大赛湖北选拔赛获得三等奖2项，2020年学生参加“同立方杯”首届全国职业院校自动化产线装调虚拟仿真技能大赛获高职组一等奖2项，2021年学生积极湖北省工匠杯工业机器人系统操作员赛项获得湖北省青年职业技能大赛优秀选手称号。麦克斯发布相关数据表明，我校智能制造类专业学生就业满意度调查达95%。工业机器人技术专业在我校所有专业排名中位于前十，专业排名涉及学生就业率、就业满意度、专业对口率等。

4.3 课赛融合，考证通过率高

长江工程职业技术学院工业机器人专业学生20人报名参加了2021年工业机器人系统集成应用“1+X”职业等级证书(中级)考试，考试内容涉及1200PLC组态、触摸屏画面制作、伺服电机参数配置与运动指令应用、工业机器人编程与操作等。19人通过考试，通过率达95%。2020年和2021年学生参加机械行业能力水平评价“工业机器人操作调整工(高级)”的考证通过率均为100%。