前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的PLC可编程控制器课程信息化教学探析，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：针对当前plc可编程控制器课程的现状及特点，基于西北大学校级精品在线开放课程项目，依托SPOC平台对该课程的信息化教学改革进行了研究与探索，围绕教学模式与方法、教学组织和实施、考核评价体系等方面的内容进行阐述，以建立理论知识与工程实践的连接桥梁，形成以学生为中心的高效知识传递，提升学生的综合能力和专业自信。
关键词：信息化；SPOC；可编程控制器
随着“互联网+”模式在中国的迅猛发展，高等教育的教学理念和教学模式正在发生深刻的变革。2019年政府工作报告中明确提出发展“互联网+”教育，这一举措体现出通过教育信息化推动教育现代化的前瞻性[1]。同年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《加快推进教育现代化实施方案(2018-2022)》，“方案”中提出“大力推进教育信息化”“着力构建基于信息技术的新型教育教学模式、教育服务供给方式以及教育治理新模式”。PLC(ProgrammableLogicController)可编程控制器是将自动控制技术、计算机技术和通信技术集于一体的控制设备，现已成为工业自动化领域的三大支柱产品之一。PLC可编程控制器作为机械类、控制类、化工类等专业重要的一门专业课程，具有理论性强、实践性强的特点[2]，既要求学生具备良好的逻辑思维能力和实践应用能力，同时要求教师将课堂知识与工业生产过程有机结合。将信息技术与教学过程深度融合，利用信息技术开展教学模式和方法的改革，对教学产出和人才培养具有重要意义。
1PLC可编程控制器教情学情分析
现阶段，PLC课程普遍采用理论教学与课程实践相结合的教学模式。以西北大学化工学院PLC可编程控制器课程为例，总学分1.5分，合计36学时，其中理论教学20学时，课程实践16学时，理论教学开展地点为教室，实践教学开展地点为自动控制实验室。通过跟踪近三年教师授课和学生学习过程发现，该门课程在教学过程中仍需改进之处表现在：第一，学生在学习该门课程前，已学习电工与电子技术、化工仪表及自动化、过程装备控制技术及应用等先修课程，后期学生还将整合所学专业知识，应用于过程控制专业实验。在教学过程中发现，学生所学知识较为零散，缺乏对于控制相关课程知识的融会贯通。第二，因受教学场地限制，理论讲授与实践环节相对独立。理论教学集中在教室讲授，实践环节穿插进行，虽然已在一定程度上确保学生将所学理论知识进行应用验证，但由于课程理论知识相对抽象，每名学生对于知识的接受程度不同，学生无法在学习理论知识的同时，第一时间进行实践融合。第三，受到课时限制，教师在进行课程讲授时往往只能取其精华，无法进行全面、充分地阐述，学生也无法在有限的课堂时间内消化吸收所有课程内容，需要学生课后进行自我补充与提升，但随着专业改革，学生所学课程门数较多，导致学生无法将课后时间过多地集中在一门课程的学习上，课外投入的时长相对较少，无法深入地理解与应用所学知识。第四，该门课程具有很强的实践性，要求学生具有将理论与实践结合的能力[3]，所以考核学生的实践应用能力是一项非常重要的指标，考核范畴应包含逻辑思维、规范编程、硬件操作等内容。目前考核形式构成中的期末闭卷考试占比较高，过程考核占比较低，且过程考核中多数以学生到课率及日常作业完成情况为主，实践应用能力的体现相对较弱，需根据课程实际情况进行一定的调整。
2基于SPOC的课程信息化教学改革
SPOC平台针对高校学生开设，将课堂教学与在线教学模式混合，通过针对性较强的在线教学资源，实现翻转课堂教学。SPOC在线学习的方式已经跳脱复制课堂课程的教学过程，创造出一种灵活有效的教学模式，创新教学模式，提升教学质量[4]。PLC课程依托这一平台，提出了课程改革新的方向。
2.1总体改革原则及方案
针对前述教学过程中仍需改进之处，依托西北大学精品在线开放课程项目“PLC可编程控制器”，通过SPOC平台对课程模式、教学组织、课程评价等方面进行信息化教学改革，创新教学模式和方法，进一步帮助学生建立完备的知识体系，提升学生实践能力和专业自信。总体改革方案如图1所示。利用SPOC平台建立理论与实践连接的桥梁。依托“西北大学校级精品在线课程建设项目”，构建PLC可编程控制器课程SPOC平台。前中后期三个阶段建设，突出课程重点，实现课程资源开放共享，串联理论知识和实践操作。学生可通过SPOC平台对所学课程进行重复学习，强化巩固对知识点的记忆，更好地掌握课程知识。以学生为中心实现知识的高效传递。充分利用SPOC平台为学生提供充足的学习资料，强化学生的主观能动性。学生在自主学习的过程中发现问题，并向教师和同学交流反馈，教师根据学生反馈情况进行有针对性的强化讲解和训练。同时，由学生自发或邀请行业系友共享学习资料，实现知识高效传递[5]。先后修内容贯通，有效串联知识点。利用SPOC平台引入先修知识，帮助学生夯实理论基础，缩小学生之间基础知识掌握的差异，在有限的理论学时内帮助学生快速进入专业状态。同时，适当引入后修知识以及工程案例，让学生了解本门课程与后修课程之间的关系，综合运用以解决实际工程问题，从而激发学生的积极性。利用大数据分析强化过程考核占比。通过学习平台的大数据统计功能将随堂测试、课堂签到、学习完成度、作业完成度、话题讨论等形式和环节进行量化，作为考核与评价标准，全程跟踪学生的学习状况。同时，根据数据反馈信息为不同层次的学生制定差异化学习方案。
2.2方案的组织和实施
基于前述原则和方案，将信息化教学与课堂教学优势相结合，利用“线上+线下”混合教学模式，通过“课前+课中+课后”三个阶段开展教学改革，以学生为主体开展各项教学工作[6]，激发学生学习热情及自主性，更好地将理论与实践相结合，从而改善教学效果，提升教学质量。如图2所示，具体如下：课前阶段，制定课程任务、课程资源。课前由教师在SPOC平台课程任务、授课课件、课程视频以及辅助学习资源。学生与学生、学生与教师间进行讨论，提前预习，学生在具有交互性、共享性、开放性、协作性和自主性的优良环境下进行自主学习，提高学习效果。课中阶段，讲解重点知识，串联理论实践。教师根据课前的线上反馈，在线下的教学过程中提供重点知识讲解。学生基于线上的知识点学习和线下教师的重点讲解，自由讨论，梳理编程逻辑，规范编写程序。教师提供规范操作视频，学生确认程序逻辑和规则无误后，在实验台进行验证。教师根据学生课堂反馈，一方面对本堂课的重难点进行强化讲解，另一方面对学生普遍存在的问题和典型问题分别总结并进行讨论。通过翻转课堂的形式，提高学生的学习兴趣与教学质量。课后阶段，习题提交解答，知识强化巩固。学生在完成学习任务后，教师根据后台数据统计和学生作业情况，发现存在的问题，了解学生对知识点的掌握情况。对习题完成情况进行总结并在线反馈给学生，增加学生在学习过程中的参与程度，提高互动性。学生在课后可借助课程SPOC平台对所学知识进行重复学习及巩固，强化理解，加深记忆。此外，通过在线设计任务实例，学生将所学知识进行设计，更好地培养理论与实践相结合的能力。
2.3考核评价体系的改革
伴随着前述PLC课程改革的组织实施，考核评价体系需配合进行一定的调整[7]。原有的考核评价体系和改革后的考核评价体系分别如表1和表2所示。如表1所示，原有的考核体系主要以期末闭卷笔试为主，一定程度上不能充分反映出学生对知识运用的能力[8]。使用如表2所示的改革后考核评价体系进行考核，一方面通过加大过程考核环节的形式和占比，全方面跟踪学生的学习情况；另一方面通过加大实操过程考核，更好地帮助学生将课堂所学和实践应用相结合。
3结语
通过基于SPOC平台的PLC课程的信息化教学改革，能够更好地提升该门课程的教学质量，培养学生的专业能力，使该门课程具有“四个一”的特点。第一，打造一个SPOC课程信息化平台。依托西北大学校级精品在线课程建设项目，打造“PLC可编程控制器”SPOC平台，为本课程的教学改革奠定良好的基础，提供有力的保障，建立理论和实践连接的桥梁。第二，形成一个“线上+线下”的混合教学模式。通过网络信息化方式，将线下课堂教学与线上网络资源充分结合，实现在课前、课中、课后全方位的交流互动，为学生提供充足的学习资源，培养学生自主学习的能力，提高学生的学习兴趣，将有限的课堂空间和时间充分延伸，全面提高教学质量。第三，实现一个共享开放、交互自主的教学目标。利用互联网信息时代的特点，为学生提供了一个共享开放的学习空间，学生可以根据自身学习特点及学习情况进行有重点的学习。师生的互动不再局限于课堂教学，可以借助网络教学平台进行实时交流，使学习中遇到的问题得到及时解决。第四，培养符合工业生产自动化要求的学生。借助于信息化教学平台，学生通过动态演示、现场实践、互动讨论、在线测试等线上和线下学习方式，利用所学知识进行一些实际案例的设计，将理论运用于实践，为今后从事相关行业打下良好的基础。
作者:杨阳 滕海鹏 裴梦琛 王怡 单位:西北大学化工学院