夏云彥，周美蘭，徐永明，張宇

基于MOOC的PLC課程混合教學(xué)模式研究

夏云彥，周美蘭，徐永明，張宇

（哈爾濱理工大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080）

以PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)課程為研究對象，自主建設(shè)的MOOC為平臺，充分利用了MOOC教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)勢，開展了線上線下混合教學(xué)研究．混合教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教與學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力及解決工程實(shí)際問題的能力，提高了課程目標(biāo)的達(dá)成度，符合工程教育認(rèn)證的理念和要求．

MOOC；PLC；混合教學(xué)

現(xiàn)代教育要求突出學(xué)生的主體地位，高等學(xué)校人才培養(yǎng)過程中急需提升學(xué)生學(xué)習(xí)投入度與學(xué)習(xí)動機(jī)水平．目前，我國大學(xué)生普遍存在著依賴性強(qiáng)、自主學(xué)習(xí)能力差、創(chuàng)新意識弱等問題．因此，高等學(xué)校需要不斷改進(jìn)教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教與學(xué)，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力，提高創(chuàng)新意識．

PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)課程（簡稱PLC課程）是電氣工程及其自動化專業(yè)一門重要的專業(yè)方向課，具有理論性、設(shè)計(jì)性與實(shí)踐性相結(jié)合的特點(diǎn)[1-2]．該門課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生能夠做到自主思考、自主設(shè)計(jì)、善于仿真與實(shí)踐，將理論與實(shí)踐相結(jié)合．傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師講授為主，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)積極性不高，不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新思維．隨著MOOC的興起，基于 MOOC 的混合式教學(xué)逐漸在專業(yè)課程教學(xué)中發(fā)揮優(yōu)勢[3-6]，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識．本文依托自主建立的MOOC開展線上線下混合教學(xué)改革與實(shí)踐，較好地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了課程目標(biāo)的達(dá)成度．

1 混合教學(xué)模式思路

哈爾濱理工大學(xué)PLC課程總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)，其中理論學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)．課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握PLC的基本理論、PLC的指令和梯形圖編程方法，能夠利用PLC進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及利用組態(tài)軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)的虛擬仿真的能力，為參與復(fù)雜PLC電氣控制系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)打下良好的基礎(chǔ)．

本門課程開設(shè)在第7學(xué)期，此學(xué)期大部分學(xué)生忙于考研或找工作，傳統(tǒng)課堂教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)積極性難以調(diào)動．依托自主建立的PLC課程MOOC，采用線上線下的混合教學(xué)，具體的實(shí)現(xiàn)思路見圖1．基于MOOC的PLC課程混合教學(xué)模式，學(xué)生充分利用碎片時(shí)間學(xué)習(xí)課程，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來更具有靈活性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和創(chuàng)新意識．

圖1　混合教學(xué)改革思路

2 微視頻及在線資源建設(shè)

MOOC以視頻為中心，在設(shè)計(jì)MOOC時(shí)，慎重選擇知識點(diǎn)，確定MOOC的主題，使MOOC更符合教學(xué)的認(rèn)知規(guī)律[7]．根據(jù)PLC課程的教學(xué)大綱，合理分配MOOC的知識點(diǎn)．每節(jié)MOOC一般由不超10 min的微視頻組成，方便學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)．結(jié)合教學(xué)大綱，目前MOOC提供理論授課視頻213個(gè)，總時(shí)長1 528 min．

單一的理論授課視頻無法保證學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性．為幫助學(xué)生鞏固對知識的理解，提高學(xué)生的注意力，MOOC學(xué)習(xí)過程中設(shè)置了課堂測驗(yàn)、章節(jié)測驗(yàn)和期末測驗(yàn)等，可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及時(shí)反饋給學(xué)生，也方便教師通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況．學(xué)生和教師以及學(xué)生與學(xué)生之間可以針對學(xué)習(xí)中的問題及時(shí)進(jìn)行溝通與互動．

為便于學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用，MOOC資料庫中提供了課程學(xué)習(xí)過程中可能需要的多種課程資料（見圖2）．目前，設(shè)置測驗(yàn)和作業(yè)的習(xí)題總數(shù)為584道，非視頻資源共330個(gè)．為幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)方案，提高學(xué)生學(xué)習(xí)PLC課程的實(shí)踐能力及實(shí)際應(yīng)用能力，MOOC首頁中還提供了4個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻（8學(xué)時(shí)）和14個(gè)實(shí)驗(yàn)演示視頻．

圖2 MOOC課程資源統(tǒng)計(jì)

3 混合教學(xué)方法

3.1 自主學(xué)習(xí)

哈爾濱理工大學(xué)的PLC課程為黑龍江省精品在線開放課程，豐富的在線資源為學(xué)生提供了良好的自主學(xué)習(xí)條件．但是對于存在學(xué)習(xí)惰性及沒有預(yù)習(xí)習(xí)慣的學(xué)生而言，必須采取一定的督促和鼓勵(lì)措施[8]．因此，將學(xué)習(xí)MOOC視頻規(guī)定為必須完成的任務(wù)．學(xué)生每觀看完一段MOOC理論教學(xué)視頻后，平臺會馬上自動地彈出一道選擇題或判斷題，檢測學(xué)習(xí)效果，也便于教師進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)或要求學(xué)生重新學(xué)習(xí)．在MOOC平臺上統(tǒng)計(jì)每個(gè)學(xué)生完成任務(wù)的情況，并按視頻完成比例給定在線學(xué)習(xí)成績．

線下課堂上課時(shí)，對MOOC的自主學(xué)習(xí)情況進(jìn)行檢測，根據(jù)上次課布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，用簡短的時(shí)間對相關(guān)知識進(jìn)行討論，或給定設(shè)計(jì)要求請學(xué)生自行完成PLC程序的設(shè)計(jì)，并把自主學(xué)習(xí)的檢測情況作為平時(shí)成績的一部分．根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容總結(jié)問題，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入課程的學(xué)習(xí)，可提高學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)過程更加具有真實(shí)感和針對性．

3.2 強(qiáng)調(diào)合作

目前，課程中還存在大多數(shù)學(xué)生不愿或不擅長在很多人面前發(fā)言的問題．如果沒有合作，教師就很難組織起有效的課堂互動[9]．因此，在經(jīng)過MOOC的自主學(xué)習(xí)后，線下課堂中問題的討論、PLC程序的分析及設(shè)計(jì)等，可以讓學(xué)生通過合作來完成．

PLC課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生具有創(chuàng)造力，而不是機(jī)械地接收知識．輕松愉悅的環(huán)境更容易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，更容易建立學(xué)生的創(chuàng)新思維及能力．合作可以使學(xué)生更加輕松、積極地參與到課堂學(xué)習(xí)中來，從而緩解了課堂提問時(shí)學(xué)生的緊張情緒．例如：對于某個(gè)PLC程序的分析或設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生先在小組內(nèi)進(jìn)行討論，然后每組派一名代表進(jìn)行發(fā)言，可以每次指派組內(nèi)不同成員．這種方式可以鍛煉學(xué)生自主分析問題、解決問題的能力，教師也更容易發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)造力，學(xué)生的思維更加敏感，在某些問題上可能還會給教師以啟迪，讓教師發(fā)現(xiàn)解決問題的新視角和新方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長．

3.3 提升學(xué)生被關(guān)注度及學(xué)習(xí)成就感

要保證學(xué)生學(xué)習(xí)一門課程的學(xué)習(xí)效果，首先，需要調(diào)動學(xué)生對新知識學(xué)習(xí)的積極性．其次，還需要學(xué)生與教師之間建立信任關(guān)系．當(dāng)教師沒有給予學(xué)生足夠的關(guān)注，學(xué)生對教師沒有產(chǎn)生信任，學(xué)生的學(xué)習(xí)便可能會產(chǎn)生懈?。虼?，要求教師能夠及時(shí)關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題并給予及時(shí)的解答，教師要與學(xué)生之間建立足夠的溝通，從而了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，當(dāng)學(xué)生得到了教師的關(guān)注后，從心理上便會更加信任教師，也更具有學(xué)習(xí)的熱情．

通過設(shè)置專門在線討論區(qū)，提供師生、生生交流平臺，更好更快地幫助學(xué)生進(jìn)行答疑、解惑，提高學(xué)習(xí)效率，提升學(xué)生的被關(guān)注度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情．在2019年秋季學(xué)期開課期次中，學(xué)生總數(shù)256人，發(fā)帖總數(shù)為4 699個(gè)，經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)學(xué)生提出問題，好多學(xué)生跟帖討論的情景（見圖3），一定程度上反應(yīng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性．

圖3　互動情況

在教學(xué)過程中設(shè)置課堂測驗(yàn)、章節(jié)測驗(yàn)和期末測驗(yàn)對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行檢測和分析．沒有學(xué)習(xí)過程的檢測可能會導(dǎo)致學(xué)習(xí)的盲目性，使學(xué)生缺少方向感[10]．每節(jié)課程后設(shè)置課堂測驗(yàn)題，以判斷題、選擇題、填空題等題型提供給在線學(xué)習(xí)的學(xué)生，幫助學(xué)生鞏固對知識的理解，更好地與學(xué)生互動，提高學(xué)生的注意力．教師對章節(jié)測驗(yàn)等練習(xí)題進(jìn)行評分，及時(shí)反饋給學(xué)生，便于教師和學(xué)生對學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)分析和解決．

教學(xué)過程中的作業(yè)及章節(jié)測驗(yàn)等在MOOC上布置，學(xué)生通過在線回答、上傳語音或上傳圖片的形式來完成作業(yè)，由教師進(jìn)行線上批閱．豐富了學(xué)生完成作業(yè)的形式，方便了教學(xué)過程性資料的存檔，減少了資源的占用．學(xué)生可以在線直接查閱自己作業(yè)及測驗(yàn)等成績，也為教師統(tǒng)計(jì)學(xué)生成績提供了方便，通過線上線下交流的方式完成作業(yè)和測驗(yàn)的解答．

4 考核方式

將MOOC成績設(shè)置為總成績的40%，線下成績占總成績的60%．MOOC成績（100%）構(gòu)成為：課程視頻占35%，訪問次數(shù)占10%，參與討論占5%，作業(yè)占15%，章節(jié)測驗(yàn)占20%，在線考試占15%．其中，課程視頻、訪問次數(shù)及討論成績以學(xué)生網(wǎng)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況及參與互動情況為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高課程參與度；作業(yè)和章節(jié)測驗(yàn)考核學(xué)生對每章節(jié)知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成課下及時(shí)總結(jié)復(fù)習(xí)的好習(xí)慣；MOOC考試主要考核學(xué)生對所學(xué)的PLC指令和編程方法等教學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度以及綜合運(yùn)用能力．

線下成績（60%）構(gòu)成為：實(shí)驗(yàn)3次，占總成績的10%；期末考試成績占50%，考試采取閉卷筆試形式．線下的期末閉卷考試重點(diǎn)考察學(xué)生對PLC編程設(shè)計(jì)方法的掌握和綜合運(yùn)用能力．通過較復(fù)雜的電氣控制問題，考察學(xué)生應(yīng)用PLC進(jìn)行工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，即重點(diǎn)考察學(xué)生的綜合運(yùn)用及解決實(shí)際復(fù)雜問題的能力．

在2019年秋季學(xué)期的教學(xué)中，3個(gè)自然班級各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度均在0.7以上．以電氣16-3班（大四年級）為例，3個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度分別為：0.856，0.786，0.913．相比于往年傳統(tǒng)課堂的單一教學(xué)模式，課程達(dá)成度有了較大提高，不及格學(xué)生的比例大大降低．

5 結(jié)語

PLC課程通過加強(qiáng)MOOC自主學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)造，對線上線下混合教學(xué)進(jìn)行了研究．線上線下課程的靈活性，合理地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，突出了學(xué)生的主體地位，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，避免了“過度講授”造成的被動學(xué)習(xí)環(huán)境．在自主學(xué)習(xí)以及理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)情境下，能夠開發(fā)學(xué)生的應(yīng)用、批判性思維和創(chuàng)新能力等．通過小組互助的形式實(shí)現(xiàn)學(xué)生間的互補(bǔ)，能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加強(qiáng)學(xué)生間的溝通合作．

[1] 王玉萍，高柏臣，王歡，等．培養(yǎng)卓越電氣工程師為目標(biāo)的PLC課程教學(xué)改革[J]．高師理科學(xué)刊，2015，35（7）：88-90

[2] 王超．運(yùn)用組態(tài)軟件改革PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J]．高師理科學(xué)刊，2015，35（10）：85-88

[3] 凡妙然．我國MOOC的研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢解析[J]．現(xiàn)代教育技術(shù)，2017，27（3）：34-40

[4] 鄭春滿，李宇杰，黃楠，等．MOOC挑戰(zhàn)下課程教學(xué)的應(yīng)對策略與改革思考[J]．高教學(xué)刊，2017（5）：97-99

[5] 李平，周晉陽，李瑞霞，等．基于MOOC教學(xué)模式的改革與實(shí)踐[J]．高教學(xué)刊，2016（9）：133-134

[6] 吳房勝，徐金秀，李如平，等．基于MOOC模式的單片機(jī)課程教學(xué)改革研究[J]．高師理科學(xué)刊，2018，38（4）：82-86

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[8] 吳根忠，李劍清．翻轉(zhuǎn)課堂在“電工技術(shù)基礎(chǔ)”課程的實(shí)踐探究[J]．電氣與電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2018，40（1）：94-97

[9] 朱桂萍．翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)[J]．電氣與電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2017，39（4）：8-11

[10] 孫寧，張永宏，劉云平．MOOC課程建設(shè)的探索與實(shí)踐——以《PLC》課程為例[J]．教育現(xiàn)代化，2018（2）：63-64

Research on the blended learning model of PLC course based on MOOC

XIA Yunyan，ZHOU Meilan，XU Yongming，ZHANG Yu

（School of Electrical and Electronic Engineering，Harbin University of Science and Technology，Harbin 150080，China）

PLC course is selected as the research object，and the independently built MOOC is chosen as the platform．It makes full use of the advantages of MOOC and off-line teaching，the on-line and off-line blended teaching model is then studied．The blended teaching model realizing the student-centered teaching and learning．It is very helpful to arouse students′interest in learning，to cultivate students′ innovation ability，independent learning ability and ability to solve practical engineering problems．The blended teaching model can improve the achievement of curriculum objectives，and conforms to the concept and requirements of engineering education certification．

MOOC；PLC；blended teaching

1007-9831（2020）07-0082-04

TM571.2∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.07.020

2020-02-07

哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（420180010）

夏云彥（1987-），女，黑龍江哈爾濱人，副教授，博士，從事電機(jī)設(shè)計(jì)和控制研究．E-mail：xiayunyan@hrbust.edu.cn