以课程目标为导向的混合式教学研究与实践

［摘 要］为了有效提高课程目标的达成度及工程应用能力，教学团队进行了以课程目标为导向的混合式教学研究与实践。一是以课程目标为核心进行教学内容的整体设计和信息化单元设计，完成网络教学平台的框架设计和内容建设；二是引入以学生为中心的项目教学法，同时采用边学边做的“做中学”混合式教学模式，调动学生学习的积极性和主动性。实践结果表明，学生的学习积极性和学习意愿显著增强，课程目标达成度明显提高，学生工程应用能力大幅提升。

［关键词］课程目标；混合式教学；项目式教学；“做中学”

［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）09-0058-05

成果导向教育（Outcome⁃Based Education，OBE）是工程教育专业认证的核心理念，是一种先进的教学理念，也被称作产出导向教育[1]。课程目标是对学生学习产出的描述，是课程要实现的具体目标和意图，是OBE理念下的课程教学质量与产出标准。课程目标是课程方案设计的首要因素，其既是课程设计的起点，也是评估课程实施效果的依据[2-3]。

在信息化时代背景下，传统教育模式已无法满足新时代学生的个性化学习需求[4]。运用现代信息技术手段，改革传统课堂教学模式，是提升应用型地方本科院校教学质量的有效措施之一[5]。混合式学习是一种将传统的课堂学习与网络环境下的数字化学习的优点相结合的学习方式。线上线下混合式教学对传统单一课堂教学模式进行了改革，将现代信息技术有机地整合到课程学习活动中，创建以学生为中心的学习环境。其主要思想是将面对面教学和在线学习两种学习模式有机整合，以达到降低成本、提高效率的目的[6]。学生可以利用线上丰富的教学资源进行网上自主学习，实现个性化的学习目标[7]。

中北大学（以下简称我校）机电专业以培养复合型工程技术人才为目标，要求学生不仅要掌握必要的工程科学知识，还必须具备处理工程问题的能力，因此，如何将课程知识转化为学生分析问题和解决问题的能力显得尤为重要。多种教学模式并行、构建多元化教学评价体系是解决当前教学存在问题的有效途径[8]。而以课程目标为导向的项目教学法是一种典型的以学生为中心的教学方法，是高等院校进行应用型人才培养的有效策略，可促进校企深度合作及协同育人，推动信息技术与教育教学的深度融合[9]。

为此，本文以机械电子工程专业核心课程电气控制与PLC及对应的实践环节电气控制与PLC课程设计、机电设备低压电器实训为切入点，进行以课程目标为导向的混合式教学研究与实践。

一、课程目标及对应教学内容设计

为了加强对学生实践能力的培养，我校机械电子工程专业核心课程电气控制与PLC强化了实践环节，除理论教学外，还增加了课程设计和实验实训。然而前期教学过程和考核结果表明，尽管增加了实践环节，但由于沿用传统的教学模式，课程目标达成度并未明显提高，离专业认证的指标要求也相去甚远。

根据工程教育专业认证理念，本课程支撑毕业要求的课程目标如下。

课程目标1：能够基于电机特性分析相关工程问题，具备对电机拖动系统启动、调速、制动等工程问题进行分析的能力（支撑毕业要求的分析研究能力）。

课程目标2：能够采用适当方法（分析设计法、逻辑设计法、顺序控制设计法），进行基本的低压电器、可编程逻辑控制器控制线路的分析和设计（支撑毕业要求的程序设计能力）。

课程目标3：能够应用编程器等现代工具对控制电路梯形图进行编程、仿真，并反馈指导对梯形图的改进与优化（支撑毕业要求的使用现代工具能力）。

通过充分调研并结合行业需求，教学团队根据课程目标进行课程内容调整，如基于“机电传动电气控制系统设计”这一核心目标对课程内容进行精心设计，完成课程的整体设计和信息化教学单元设计，为课程网络教学平台的建设奠定基础。课程内容主要体现对学生应用能力的培养，课程目标及对应课程内容如图1所示。各课程目标及对应课程内容具有如下特点：

一是从广度上涵盖电动机和生产机械的特性、系统稳定运行条件判别、启动调速制动方法、低压电器控制线路设计、PLC控制系统设计。

二是深度上从基础理论到分析设计，最后落地于工程应用；紧密围绕分析研究能力、程序设计能力、使用现代工具、工匠精神和科学素养等课程目标进行课程开发。

三是教学内容深度和广度科学合理，有明确的高阶思维能力训练内容，并通过综合作业对课程目标的达成进行有效支撑。

二、基于课程目标的混合式教学线上教学平台建设和线下实践教学设计

（一）线上教学平台建设

在课程线上教学资源的设计与呈现上，应将课程内容划分为多个相对小而完整的学习单元。单个学习单元的容量不宜太大，每个小单元应有相应的学习目标、前测、学习建议、学习内容、案例、测试与反馈等内容，便于学习者利用零碎的闲暇时间学习相对完整的内容[10]。另外，学习资源不能只是单纯地呈现学习内容，而是要帮助学习者把复杂问题简单化，宜用通俗易懂的语言和实例，用亲切、友好、互动性强且富于趣味性的方式来包装学习内容，以引起学习者的关注和兴趣。

教学团队根据网络教学综合平台的特点，结合课程目标及教学内容，初步构建网络教学平台的框架。该课程网络教学平台的框架内容包括课程基本信息、课程学习、在线测试、课程作业、课程论坛、常见问题、课程实用手册与软件等板块。

（二）基于项目教学法的线下实践教学设计

在课程理论学习的基础上，教学团队针对与课程紧密关联的实践环节——电气控制与PLC课程设计、机电设备低压电器实训，进行基于项目教学法的实践教学设计。通过选择一些从教师承担的科研工作中提炼出的设计案例，设置不同类型不同难度的设计题目、实验题目，使一部分优秀学生参与到教师的科研活动中，培养综合能力。

为增强学生的学习兴趣，教学过程中教学团队将自制仪器设备“一体化多功能机电控制综合实验台”（见图2）项目的自动控制引入本课程的教学中，让学生根据控制要求完成工程项目分析。控制功能主要由低压电器及PLC实现；监控功能由上位机中的MCGS组态软件完成，被控部件的运行既可通过与PLC相连的外部开关控制，也可通过监控主画面上的按钮开关实现。总之，从硬件系统设计、安装、布线到软件编程、组态设计等，都从工程项目中引出，做到了实验教学项目工程化，并综合应用了电气自动控制与PLC控制技术、变频调速技术、组态控制技术等。同时，通过让学生参与从设计、制作到应用的全过程训练，学生的综合应用能力、设计创新能力得到了很大的提高，有助于分析、设计、使用计算机工具能力等课程目标的达成，更增强了学生适应新技术发展的能力。

三、混合式教学模式的实施方法

本项目采用的混合式教学方法（见图3）摒弃了以往的线下课堂讲授、课后学生自己进行线上补充学习的模式，将理论教学、实践教学同时进行，使线上、线下学习并行。课程开始即导入项目，课堂讲解项目需掌握的专业知识点。学生线上根据自己的需要进行自主学习，线下主要进行分组讨论、考核评定。这种组织实施方式不仅能体现“以学生为中心”的教学理念，而且能极大地调动学生学习的积极性及主动性，培养学生分析问题、解决问题的能力。

在实施混合式教学模式前，先根据学习者的特征制订实施的具体策略和步骤，并探讨其可行性，在与学生的互动中收集、研究反馈信息并调整研究的策略。注重学生的学习效果，对发现的问题及时进行调整或者修改。对研究中获得的数据、资料进行综合分析，并做出必要的评价和结论。课程教学团队对课程部分内容进行了基于高阶思维能力训练的学习通异步自学+微信同步在线答疑案例设计（见表1）。

四、混合式教学课程目标达成效果

（一）基于课程目标的达成度评价及反馈机制

在线学习活动不仅包括课件下载、微课程学习、课堂视频学习，还包括在线测试、课程作业，以及实践环节的作品提交、学生互评、作品投票、讨论交流、心得体会、自我测评等，不仅给学生提供了自主学习的环境，而且给学生提供了协作、分享、交流、讨论的平台。

在基于项目教学法的实践教学评估过程中，每一个项目都需根据课程目标制定相应的评分标准，评价目标要充分反映学生的各种学习能力，从对硬件和软件的认知、操作（接线和程序的输入） 、编写程序、语言表述、综合素质、创新性等多方面对学生进行综合评价。对于学生在项目操作中的表现，教师要参考评分标准给每一名学生进行打分，并就其表现给出评语，指出学生在项目实施过程中存在的优点和不足。这种考核评价方法不同于以往的考试方式，能有效反映课程目标的达成度，并为教师及时提供反馈，进而完善教学内容、优化教学方法。

（二）课程目标达成度实施效果分析

针对课程目标，教学过程中要注重以“学生为中心”，对各个教学环节进行评价。课程目标定量考核除了考核学生对电气控制与PLC的基本知识、基本原理和方法的掌握情况，还要重点考核学生对电气控制系统的分析能力、对控制线路的设计能力和对工具使用方法的掌握程度。只有针对各考核环节制定合理的评价标准，并明确与课程目标的映射关系，评价内容才能够有效反映课程目标的达成度。

考虑到课程考核环节可能存在难易程度不均以及学生对课程目标达成度的理解不到位等情况，教学团队利用调查问卷进行了课程目标达成情况的定性评价，即按照各课程目标分项设计问卷，调查学生掌握知识及获得能力等课程目标的达成情况。最终根据定性评价和定量评价的结果，取各课程目标达成度的最低值作为课程目标达成度。近三年课程目标达成度的对比结果表明，2022年采用混合式教学后的课程目标达成度明显提高（见表2）。

五、结语

本文以专业核心课程电气控制与PLC及其对应的实践环节——电气控制与PLC课程设计、机电设备低压电器实训为切入点，进行以课程目标为核心的混合式教学研究与实践，通过构建以学生为中心的动态交流学习网络教学平台，真正实现以学生为中心的教学；采用线上、线下相结合的混合学习模式，同时采用边学边做的“做中学”教学模式，使学生的学习积极性和学习意愿显著增强，课程目标达成度明显提高，学生工程应用能力明显提升。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 霍天枢.基于目标模式的开放大学远程学习情境创设研究：以《数控编程技术》课程为例[J].职业技术教育，2021，42（29）：34-37.

[2] 王永泉，胡改玲，段玉岗，等.产出导向的课程教学：设计、实施与评价[J].高等工程教育研究，2019（3）：62-68.

[3］ 施晓秋.遵循专业认证OBE理念的课程教学设计与实施[J].高等工程教育研究，2018（5）：154-160.

[4］ 崔宁，刘向阳.基于翻转课堂的高职《单片机应用》课程混合式教学模式探析[J].教育与职业，2019 （2）：88-92.

[5］ 肖丽仙，王建秋，舒虹.基于SPOC 线上线下混合式教学模式实施方案设计：以“电气控制与PLC技术”课程为例[J］.楚雄师范学院学报，2021，36（6）：147-150.

[6］ 师慧丽，田梦远，徐超.基于核心素养培养的职业教育文化课混合式学习设计与应用研究[J].职业技术教育，2021，42（14）：36-40.

[7］ 刘颜颜.互联网+背景下线上线下混合式教学平台设计及应用[J].智库时代，2018（51）：277-278.

[8］ 王冠舒，武斌.高等数学“三段式”混合教学模式的构建与探索：以山东石油化工学院为例[J].大学教育，2023（11）：58-61.

[9］ 蔡翔英，许洁，董艳.基于项目教学法的职业院校应用型人才培养教学模式构建[J].职业技术教育，2022，43（23）：47-51.

[10］ 赵博颉.提升开放大学核心竞争力的策略研究：课程建设的视角[J].南京广播电视大学学报，2018（4）：14-18.

［责任编辑：刘凤华］