可编程控制器技术课程融合式教学的探索研究

陈云云 束长宝

[摘           要]  可编程控制器技术（PLC）课程是电气工程及其自动化专业的一门实践性较强的必修核心课程。在引入纯线上教学形式后，融合多种云教学资源打造智慧课堂，基本完成了特殊时期停课不停学的目标，也取得了一定的教学效果。梳理并归纳总结了PLC课程纯线上教学模式的利弊，探析如何推进线上教学资源与线下课堂教学实践的进一步深度融合、升级实践类课程融合交互式教学模式并推动PLC课程融合交互式教学改革。

[关    键   词]  融合式教学;教学改革;可编程控制技术

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）20-0050-02

可编程控制器技术（PLC）是电气工程及其自动化专业的一门实践性较强的必修核心专业课程，采用单一线上教学存在一定的教学困难。任课教师吸取以往线上线下混合教学的经验，丰富和改革在线教学模式，实现了PLC课程线上课堂的转变，也取得了一定的教学效果，也存在一些不足之处。针对实践类课程，如何继续提升线上教学质量，推进线上教学资源与线下课堂教学实践的深度融合，升级实践类课程融合交互式教学模式，是PLC课程建设面临的挑战[1-2]。

一、PLC課程在线教学实施概况

PLC课程作为一门实验课时占到总学时30%以上的实践性较强的专业课程，课题组首次进行纯线上教学的实施探索，其间主要依托中国大学MOOC平台的SPOC开放式课程建设，整合课件和视频资源，完成单元考核和统计工作;同时任课老师充分利用腾讯课堂进行直播教学，借助QQ群作业、雨课堂等信息化手段，实现了PLC课程的理论知识与仿真实验的线上教学。

（一） 基于BOPPPS教学模型的教学模式实施

为充分运用信息化教学资源，特引入BOPPPS教学模型于此次PLC课程的线上教学过程。此次基于BOPPPS教学模型的PLC课程线上教学模式的具体实施如下：

l.导入阶段，采用问题引入方式布置预习内容。如图1（a）所示，针对每一章节，教师精心编选一些启发导入型问题，然后基于SPOC开放课程平台发布。比如，PLC的编程语言和单片机的编程语言有何不同？通过问题吸引学生关注，引导学生产生学习动机，让学生利用平台上的课件、视频等导学资源自主预习这部分内容的主要知识点。

2.直播课前，教师明确提出课堂教学目标，并通过信息化平台发布细化、量化的每个知识点的学习目标。比如，了解PLC的功能特点、产生、应用、分类及发展方向，掌握PLC的结构与工作原理、内部继电器的编号与功能，重难点在于掌握PLC的工作原理和周期性循环扫描的工作方式。这样一来，让学生在直播课前就十分清楚自己学习的易难点，在直播课时有针对性地听讲，以提高学习效率。

3.直播课前，教师基于MOOC平台的SPOC开放课程建设或者雨课堂，开展课前小测试，其目的在于了解学生的预习效果。另外，通过在线小测试的形式让学生准时进入直播课堂，唤醒学生课时状态，其效果比传统课堂点名好。借助信息化平台，可以非常方便地收集统计错误比较集中的问题，后续在线直播课堂中可以进行重点关注和讲解。

4.参与式学习环节中，教师利用腾讯课堂、腾讯会议等信息化资源和手段实施直播课堂教学，主要通过教师直播讲解本课的重难点知识，如PLC内部定时器、计数器及相关指令的使用。教师在讲解PPT的同时，还可以同屏显示学生的弹幕疑问，对有代表性的问题进行随时解答。学生听课过程中可以“举手”或发“弹幕”的形式进行提问和参与讨论。引导学生积极参与研讨，加深对所学知识的理解。

5.每一节直播课后，教师布置少量本节课的基础测试题，如图1（b）所示，通过QQ作业渠道让学生利用课下零散时间完成课后习题，还可以提交个性化建议，及时与教师沟通建议。每一单元小节后，基于SPOC开展以客观题为主的单元测试，快捷的统计功能方便教师总结学生易错点，了解学生此段时间学习效果，检测是否达到预期的教学目标。

（二）线上学习评价及在线考核评定的设计

为保证线上学习参与率和培养学生的自主学习能力，及时调整设计了更为规范合理的线上学习评价和考核方式[3]。

1.注重过程考核。将平时成绩比重由原先的30%调整为50%，包含线上课堂出勤率、直播课中提问或抢答、QQ作业在线递交情况、在线虚拟仿真实验成绩以及在线单元测试成绩等，这些成绩数据由MOOC平台和QQ课堂以及QQ作业平台等自动统计，最后由教师综合给出平时成绩。成绩统计直接客观，图2给出的是PLC线上教学各环节参与人数的相关统计数据。

2.调整期末考试形式。期末在线考试中客观题由MOOC平台定时发布，主观题则由QQ班级群作业定时发布，并在限定时间内递交，多采用分析、简答和设计等题目形式，主要考核基础理论知识的理解和应用以及对给定问题的解决能力。

二、线上教学面临的问题和挑战

此次PLC课程的纯线上教学，基本做到了“停课不停教”“停课不停学”。但在单一线上教学实施过程中，也遇到一些问题，主要体现以下几个方面：

1.对于PLC课程这类的实践性偏强的课程，单纯的线上教学难以保证实验环节的实际教学效果。此次采用的是线上实验演示和学生自主完成虚拟仿真程序调试的方式，虽然可以让学生熟练应用编程软件，但实物接线和动手练习得不到锻炼，对知识的理解程度也必然有所降低。