張林帥 顧碩鑫 黃小燕 蔣濤

摘要：針對(duì)自動(dòng)化專業(yè)、電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有教學(xué)資源的整合，提出了基于歐姆龍PLC的線上線下混合式教學(xué)方法，并對(duì)該教學(xué)方法的思路構(gòu)建，實(shí)施過(guò)程進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。采用PLC的線上線下混合式教學(xué)方法，能將學(xué)生的興趣激發(fā)出來(lái)，并且能夠及時(shí)進(jìn)行問(wèn)題的溝通和解決，從而整體提升高校自動(dòng)化類專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué);歐姆龍PLC;探索和實(shí)踐;線上教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）31-0241-03

Exploration and Practice of Online and Offline Blending Teaching Method in OMRON PLC Course

ZHANG Lin-shuai， GU Shuo-xin， HUANG Xiao-yan， JIANG Tao

（Chengdu University of Information Technology， Chengdu 610000， China）

Abstract： According to the characteristics of automation specialty， electrical engineering and automation specialty， through the integration of existing teaching resources， this paper puts forward the online and offline blend teaching method based on OMRON PLC， and focuses on the construction and implementation process of the teaching method. The online and offline hybrid teaching method of PLC can stimulate students' interest， and timely communicate and solve problems， so as to improve the teaching quality and effect of automation specialty in colleges and universities as a whole.

Key words： Blending Teaching; OMRON PLC; Exploration and Practice; Online Teaching

1 背景

可編程控制器（Programable Logic Controller， PLC）課程可以說(shuō)一門理論和實(shí)踐并重的課程，是我校自動(dòng)化專業(yè)的一門核心課程，課程以講授為主，并配合使用歐姆龍PLC作為硬件作為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程，可實(shí)現(xiàn)多種控制線路的設(shè)計(jì)，程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試。

在傳統(tǒng)PLC線下教育教學(xué)過(guò)程中，通常是教師講授后學(xué)生再完成實(shí)驗(yàn)課程，但是實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容并不能涵蓋PLC課程的所有內(nèi)容，只能針對(duì)比較重要的幾個(gè)方面設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，授課內(nèi)容的繁重也縮短了實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間，在上課過(guò)程中習(xí)題課也占據(jù)了不少的時(shí)間，教師和學(xué)生都需要耗費(fèi)大量的精力以完成整個(gè)課程。雖然教學(xué)模式和方法在不斷改進(jìn)，教學(xué)效果相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)有了很大改善，但依然存在很多問(wèn)題[1]。例如：學(xué)生自主學(xué)習(xí)資源缺乏;因故缺課的學(xué)生無(wú)法通過(guò)自學(xué)全面跟上課程的知識(shí)點(diǎn);學(xué)生主體作用不充分等問(wèn)題，最終會(huì)導(dǎo)致課堂教學(xué)效果與預(yù)期效果相差甚遠(yuǎn)。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”為主要特征的新一代技術(shù)革命的興起，各種學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，在線學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)的有機(jī)融合形成了線上線下混合教學(xué)的方式[2-3]。這種混合教學(xué)模式既可以分擔(dān)不少課堂內(nèi)容，為學(xué)生提供大量的網(wǎng)絡(luò)或其他途徑的教學(xué)資源，也可以縮短教師在課后對(duì)于學(xué)生作業(yè)或測(cè)試的批改，充分利用了線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)線下教學(xué)的不足，提高教學(xué)效率，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[4]。

成都信息工程大學(xué)控制工程學(xué)院可編程控制器及應(yīng)用課程組充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，對(duì)線上線下混合式教學(xué)方法進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

2 線上線下混合教學(xué)應(yīng)用探索

2020年疫情的來(lái)臨，讓線上授課的方式不再隱藏于幕后，無(wú)論對(duì)中小學(xué)生還是高校的大學(xué)生，線上教學(xué)都不再是一種陌生的教學(xué)方式，而線下教學(xué)作為傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)經(jīng)受了數(shù)十年的考驗(yàn)，并在不斷的創(chuàng)新突破。但是無(wú)論線上還是線下的教學(xué)，單一的方式往往有著弊端，比如線上課程無(wú)法確定學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也沒(méi)辦法比較好的調(diào)動(dòng)課堂氣氛，線下課程則可能面對(duì)各種各樣的課堂情況影響課堂的效率和質(zhì)量，一些不必要的環(huán)節(jié)其實(shí)可以在線上完成而不需要占用線下課程的時(shí)間[5]?；诖?，本文將從線上線下混合教學(xué)的角度以PLC課程為例分析其優(yōu)勢(shì)和多元性。圖1即為線上線下混合教學(xué)的一般思路，下面我們將從線上教學(xué)，線下教學(xué)，線上線下考核等幾方面分別闡述。

2.1 線上教學(xué)

對(duì)于線上教學(xué)可使用的軟件或平臺(tái)非常的多，在表1中列出了目前市面上比較常見(jiàn)的幾款教學(xué)平臺(tái)和軟件的優(yōu)缺點(diǎn)，并做了對(duì)比分析。在實(shí)際線上教學(xué)環(huán)節(jié)中，可以根據(jù)不同平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)選取多種平臺(tái)組合使用的方式。

教師在使用線上教學(xué)平臺(tái)的同時(shí)，也可考慮自己構(gòu)建配套的線上資料庫(kù)，這樣只有第一年制作資源較為煩瑣，首先應(yīng)對(duì)課程資源進(jìn)行全面而系統(tǒng)的整合，確定哪些需要自行制作，哪些可以使用網(wǎng)絡(luò)上的資源，資源可以分為PPT，教學(xué)視頻，虛擬仿真實(shí)例、動(dòng)畫、課后作業(yè)以及練習(xí)題庫(kù)等，其中內(nèi)容可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目和任務(wù)來(lái)區(qū)分構(gòu)建。這樣在后續(xù)使用時(shí)只需要在資源庫(kù)里面升級(jí)或更換即可，也將大大地減少教學(xué)工作量。最終形成項(xiàng)目、任務(wù)以及知識(shí)點(diǎn)三級(jí)框架的資源素材庫(kù)。而且可以把資源上傳到校內(nèi)或其他平臺(tái)的資源庫(kù)中，但是一定要分門別類設(shè)置。這樣教師在使用資源庫(kù)時(shí)只需要提前將資源庫(kù)里面已有內(nèi)容按照不同的學(xué)習(xí)階段分配給學(xué)生即可，學(xué)生接到任務(wù)推送后，可以完成諸如預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，課后作業(yè)，練習(xí)題等內(nèi)容。教師再通過(guò)后臺(tái)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，也可以由平臺(tái)批改客觀題類型的作業(yè)，平時(shí)成績(jī)則可由平臺(tái)記錄統(tǒng)一給出，即可大大地減少課下的教學(xué)工作量。另外，線上教學(xué)有錄制回放功能，學(xué)生在課堂上對(duì)于某個(gè)知識(shí)點(diǎn)不懂時(shí)，可以反復(fù)觀看教師的授課環(huán)節(jié)進(jìn)行理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。對(duì)于生病或者因?yàn)槠渌厥獾脑驔](méi)有及時(shí)參加線上課程的學(xué)生，可以自行安排時(shí)間觀看教學(xué)視頻，突破時(shí)空界限，及時(shí)跟上課程進(jìn)度。通常情況下，在學(xué)習(xí)PLC編程指令時(shí)，理論教學(xué)結(jié)束后才開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，從而導(dǎo)致學(xué)生不能將理論及時(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中進(jìn)行掌握和理解。線上教學(xué)可在講解完理論知識(shí)點(diǎn)后立即進(jìn)行線上虛擬仿真實(shí)踐展示，學(xué)生可同步動(dòng)手通過(guò)仿真軟件加強(qiáng)對(duì)編程指令的學(xué)習(xí)和掌握。

2.2 線下教學(xué)

以往PLC的線下課程中既要承擔(dān)所有的課程講授工作量，還包括習(xí)題課，實(shí)驗(yàn)課等等，勢(shì)必要減少講授課程的工作量，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中對(duì)于教材的內(nèi)容要有取有舍。線上教學(xué)的加入可以把原本線下教學(xué)舍掉的部分放在線上教學(xué)中，比如利用MOOC或自制的線上教學(xué)資源，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，教師則可通過(guò)查看軟件后臺(tái)的學(xué)習(xí)痕跡判斷學(xué)生學(xué)習(xí)的情況即可，基于以上內(nèi)容，線下教學(xué)的時(shí)間就更為充裕一些，教師可以在課堂上多設(shè)置一些教學(xué)環(huán)節(jié)，也可以給實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增加更多的時(shí)間，讓學(xué)生將線上的軟件仿真結(jié)果在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證。

線上線下混合式教學(xué)相輔相成，線上教學(xué)為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)的資源和空間，逐步培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，線下教學(xué)為學(xué)生提供學(xué)習(xí)氛圍以及與教師的課堂互動(dòng)，為老師提供了解學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況的機(jī)會(huì)，便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

2.3 線上線下考核

無(wú)論是線上還是線下教學(xué)，最終均需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行考核。線下考核的方式有很多，PLC課程通常采用課堂出勤、課堂表現(xiàn)、課堂互動(dòng)及線下閉卷考試的方式來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。線上教學(xué)往往存在著考核不夠徹底的弊端，選擇一個(gè)合適的平臺(tái)就很重要了，如雨課堂在發(fā)布作業(yè)后可以直接線上批改和記錄，通過(guò)后臺(tái)記錄分析學(xué)生完成作業(yè)的情況。MOOC里可以學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)后要通過(guò)課程考核才能拿到勛章，以證明自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果。騰訊課堂或釘釘可以查看學(xué)生在線時(shí)長(zhǎng)和對(duì)教學(xué)資源學(xué)習(xí)的時(shí)長(zhǎng)。所以只要根據(jù)需求選擇一種或多種合適的平臺(tái)即可滿足線上教學(xué)的考核要求。線上線下聯(lián)合建立多元化考核機(jī)制能夠培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新能力，能夠體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

3 線上線下混合式教學(xué)初見(jiàn)成效

PLC課程線上線下混合式教學(xué)方法在2020年的教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)2017級(jí)自動(dòng)化專業(yè)四個(gè)班共計(jì)117名學(xué)生進(jìn)行了相關(guān)問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下。

3.1 教學(xué)方法

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相比較傳統(tǒng)的線下教學(xué)方法而言，90%以上的學(xué)生贊同線上線下混合式教學(xué)方法。這種方式為學(xué)生們提供了豐富的課程資源，并且隨著智能手機(jī)的普及應(yīng)用，學(xué)生們可以打破時(shí)間和空間的限制，隨時(shí)隨地進(jìn)行課程知識(shí)的學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)和鞏固以及與任課教師的交流和溝通。線上授課資源的豐富性以及實(shí)踐性，彌補(bǔ)了線下授課的枯燥乏味的不足，線下授課的互動(dòng)性又增強(qiáng)了學(xué)生與老師之間的交流，調(diào)查中80%以上的學(xué)生認(rèn)為這種混合教學(xué)方法能夠激發(fā)他們對(duì)獲取知識(shí)的興趣，并主動(dòng)地查找相關(guān)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，相對(duì)于以往的線下教學(xué)效果來(lái)說(shuō)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性得到了明顯提高。

3.2 課程考核

課程考核貫穿整個(gè)線上線下混合式教學(xué)過(guò)程，從線上的自我學(xué)習(xí)和仿真實(shí)踐到線下的課堂互動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，從理論知識(shí)到實(shí)操技能全方位進(jìn)行檢驗(yàn)和考核。調(diào)查表明，95%以上的學(xué)生認(rèn)為線上線下混合式考核方式能夠不斷提升學(xué)生自身能力。通過(guò)對(duì)期末總評(píng)成績(jī)的分析也能夠看出，采用混合式教學(xué)方式的學(xué)生相比于傳統(tǒng)線下教學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，其對(duì)于理論知識(shí)和實(shí)操技能的掌握程度都有很大的提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

線上線下教學(xué)在PLC課程中顯示了它的優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)镻LC這門課程是一門理論結(jié)合實(shí)踐的課程。這種教學(xué)模式既延續(xù)了教師主導(dǎo)學(xué)生主體的教學(xué)規(guī)律，同時(shí)把知識(shí)按照教學(xué)資源重新合理分配，讓教學(xué)時(shí)間分配更為合理和充裕。學(xué)生可以獲得更多的知識(shí)儲(chǔ)備，教師也減少了工作量節(jié)省了時(shí)間。高校工科教育中還有很多類似的課程，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中均可以考慮引用線上線下混合的教學(xué)模式，同時(shí)青年教師也應(yīng)該在教學(xué)中不斷探索和深化該教學(xué)模式，以形成具有學(xué)科特色的教學(xué)改革方向。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】

收稿日期：2021-06-20

基金項(xiàng)目：教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目：多學(xué)科交叉融合下機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐（項(xiàng)目編號(hào)：JG2018-526）

作者簡(jiǎn)介：張林帥（1988—），男，講師，博士，研究方向?yàn)檠芙槿胧中g(shù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人定位與導(dǎo)航;顧碩鑫（1988—），女，講師，博士，研究方向?yàn)樗聶C(jī)器人、水下無(wú)線通信、水下多機(jī)協(xié)作;黃小燕（1974—），女，副教授，碩士，研究方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別、智能系統(tǒng);蔣濤（1975—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別、智能系統(tǒng)、無(wú)人駕駛、移動(dòng)機(jī)器人。