基于线上线下混合式教学模式的可编程控制技术课程教学改革

摘要：随着信息技术的快速发展，可编程控制技术课程的传统线下教学模式已难以满足信息化时代学生学习方式转变的需求。针对传统线下教学的局限性，结合该课程当前的教学现状，该文对线上线下混合式教学模式进行了探索与应用，旨在提高课堂效率与教学效果。

关键词：线上线下；混合式教学；可编程控制技术；课程思政；多元化评价

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）07-0156-03

开放科学（资源服务） 标识码（OSID）

0 引言

可编程控制技术是电气、智能制造、机电一体化、机器人工程等专业的核心课程，其课程目标以电气设计、自动化生产线为主线，旨在使学生理解常用低压电气元件与电气设备的工作原理，能够分析和设计电气原理图，并根据电气原理图安装和调试自动化生产线，从而培养学生解决复杂工程问题的能力。该课程的主要特点是实践性强[1-2]。目前主要采用线下教学方式，虽然取得了一定的教学效果，但仍有较大的改进空间[3]。随着信息技术的发展，采用线上线下混合教学方式可以提高学生的学习兴趣和积极性，进而提升教学质量。此外，线上教学模式有利于融入课程思政元素。通过将思政元素融入线上学习材料，可以更好地培养学生的家国情怀和工匠精神，坚定学生的理想信念。但目前线上线下混合式教学模式的实施仍存在一定的困难，因此，探索该课程线上线下混合式教学模式具有重要意义[4-5]。

1 可编程控制技术教学现状分析

可编程控制技术是一门理论与实践相结合的课程，实验与实践学时占总学时的一半以上。其课程内容理论部分主要包括可编程控制器的硬件组成、编程软件的介绍、编程语言的指令系统等；实践课程则包括PLC控制系统的设计与实现、自动化生产线调试与维护、企业课程实习等。课程目标主要是使学生掌握可编程控制技术的专业基础知识，具备PLC控制系统的分析、检修维护、设计能力，并为解决机电工程领域复杂工程问题打下良好的基础[6]。

当前学生在学习可编程控制技术课程时呈现出以下特点。

1） 对理论知识的学习兴趣不足，对可编程控制器的组成、指令系统、编程方法等基础知识掌握不够牢固。

2） 相较理论部分的学习，学生对动手实践有较强的兴趣，但由于理论知识薄弱，只能进行验证性的实验或实践活动，缺乏对PLC系统的分析与设计能力，实践教学效果不够理想。

3） 学生缺乏自主探索的意识和能力，在学习过程中遇到问题时不能灵活运用现有的专业知识进行解决。

4） 学生课后使用手机、电脑的时间较长，但很少有学生利用课后时间使用手机或电脑学习该课程。

2 目前传统线下教学模式存在的问题

1） 教学模式以教师为中心，学生被动接受知识。学生对专业知识缺乏兴趣，导致难以取得较好的教学效果。

2） 教与学都集中在课堂上，学生仅用课上时间难以深入理解已学知识，随着课程深入，会影响整体教学效果。

3） 线下教学主要采用黑板和传统多媒体设备进行知识点讲解，效率较低，且与学生互动较少，不利于学生学习进度的推进。

4） 传统实验、实践教学以编程和接线为主。为保障学生的人身安全以及操作简便，现有实验台采用接头快速插接方式接线，这与工业现场采用的接线端子接线方式有明显区别，不利于学生理解可编程控制技术在工业中的实际应用。

5） 传统线下教学不利于教师教学水平的提升。如今信息技术日新月异，已融入各行各业。教师也要与时俱进，如果继续坚持传统线下教学模式，其教学水平将难以提升。

为解决上述问题，可以采取以下改进措施。

1） 建立课程资源库，搜集整理相关资料、课件、工程案例等，利用学习通、雨课堂等软件发送给学生，让学生利用课后时间学习，激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习。课上可利用部分时间对学生课后学习内容进行指导和总结，提高学习效率。

2） 利用学习通、雨课堂等软件督促学生做到课前预习、课后复习。在课上教学过程中，采用学习通、雨课堂等与学生互动，发送测试题、进行测验等，充分利用信息化教学手段营造轻松愉快的学习氛围，杜绝学生上课玩手机、打游戏的现象。

3） 线下课堂教学过程中，除了采用黑板和传统多媒体设备讲解知识点外，还应更多引入工程案例。好的工程案例不仅能帮助学生更好地掌握所学知识点，而且能极大地激发学生的学习兴趣。

4） 实验室和实训基地应购置配电柜及常用低压电器，并对学生进行必要的电气安全知识教育。采用与工业现场相似的方式进行实验实训，有条件的可以让学生考取低压电工证书，为学生奠定良好的工程基础。同时引入Flash虚拟交互系统，利用手机软件实现硬件设计和编程，提高学生对PLC控制系统的分析与设计能力。

5） 教师在日常的教学实践中应积极参加相关培训，掌握最新的信息化教学手段，不断提高自身教学水平。

3 线上线下混合式教学模式的探索与应用

在探索线上线下混合式教学模式时，应针对传统线下教学模式存在的问题，以促进学生自主学习、辅助课堂教学为目标。线上资源主要包括教学视频、动画演示、课件资料、Flash虚拟交互系统、拓展阅读材料、在线测试题库等。在进行教学设计时，应有目的地运用以上教学资源，在课前、课中和课后都有效引导学生学习，将教与学有效结合。课前，教师可以上传预习任务让学生下载，学生查看任务单后，根据任务单内容和相关教学视频完成预习任务，提高预习效果。课中，教师采用线上线下混合式教学，与学生一同有目的地完成教学任务。课堂上采用线下方式对学生反馈的问题进行统一解答，并利用雨课堂、学习通等软件与学生互动，提高课堂教学质量。课后，教师可以发布课后作业与测试题，待学生完成后批阅，巩固所学知识点。

在传统的高校课程教学中，专业课程侧重专业知识的讲授，较少涉及课程思政内容，难以实现全方位育人[7]。为更好地践行立德树人根本任务，应将课程思政元素融入专业课程教学中。例如，将正确的价值观、高尚的精神追求等思政元素自然地融入专业知识传授过程中，潜移默化地影响学生的思想和行为，培养合格的社会主义建设者和接班人[8-9]。

在达成课程目标的同时，还应注重育人目标的达成。应将思政元素自然地融入新课引入、案例分析、讨论、习题等各个教学环节。让专业知识帮助学生更好地理解专业知识的同时，让思政元素引导学生更好地应用专业知识报效祖国、回馈社会。以“可编程控制基础”为例，可以从新课导入、可编程控制器的发展历程、组成结构、课堂讨论等多个角度进行教学内容和课程思政设计。这种方式的教学设计可引导学生理论联系实际，用理论指导实践，再通过实践加深对理论的理解，从而达到理论创新的目的[10]。

4 线上线下混合式教学模式实施现状

在可编程控制技术课程的理论教学中，目前主要借助雨课堂、学习通等软件开展线上线下混合式教学。以高校机械电子工程专业本科课堂教学为例，为了解决传统线下教学中教师难以及时掌握学生整体学习情况、师生互动受课堂时长限制、教师难以调动学生课堂学习积极性等问题，采用线上线下混合教学模式改进课堂教学现状迫在眉睫。在实际教学中，“雨课堂”等软件可作为线上线下混合式教学的辅助工具，用于考勤、发布习题、随机点名等。学生问卷调查的反馈信息表明，多数学生认为线上签到不仅节省了时间，而且提高了出勤率，线上互动的教学活动对课程学习很有帮助，总体取得了良好效果。

在线上线下混合式教学实践中，针对可编程控制技术的课程特点，可以从重建教学内容、完善课程思政、打造智慧课堂、实践引领课堂、多元评价机制五个方面建立了完善的线上线下混合式教学模式。

传统线下教学模式中，可编程控制技术课程的考核方式主要由期末考试成绩和平时成绩组成，期末考试采用闭卷笔试形式，客观题占大部分分值。平时成绩主要考查出勤和作业，这种考核方式比较单一，忽视了对学生实践能力的考核，不利于培养学生分析和解决复杂工程问题的能力。针对这一问题，安徽科技学院机械工程学院可编程控制技术课程组对考核方式进行了改进，采用线上线下混合的方式，建立了一套完整的考核体系，具体如下。

5 多元化考核评价体系

课程考核以达成课程目标为主要目的，考查学生对可编程控制器基本原理、编程方法、系统设计与调试等知识点的掌握程度和应用能力，包括平时考核、实验考核和期末考核三部分。

1） 平时考核（20%） 包括作业（40%） 、课堂表现（20%） 和测验（40%） 等环节。考勤不单独计入平时成绩，仅作为参考。

①作业主要针对本课程基本理论知识进行习题训练，针对测试系统方案进行设计与归纳训练，针对实验数据处理方法进行习题训练，以及针对测试分析软件进行编程应用等训练，主要考核学生对所学知识进行训练提升的情况。

②课堂表现主要借助雨课堂或学习通平台开展主题讨论、选人提问、问卷调查等互动，主要考核学生参与课堂教学的情况。

③测验以客观题为主，借助雨课堂或学习通等网络教学平台开展，每次测验约10道题，分自主学习测验和章节测验，限时完成并提交打分，主要考核学生课前线上自主学习和课堂学习的情况。

2） 实验考核（30%） 包括实验过程考核（30%） 、实验报告（30%） 和实验结果考核（40%） 。

①实验过程主要考核学生的实验方案设计、安全规范操作和接线、程序设计、分析、调试与优化等方面的综合表现。

②实验报告主要考核实验方案设计的正确合理性、电路图绘制的正确规范性、实验报告撰写的完整性、系统性及美观性。

③实验结果主要考核学生在设计的实验方案和搭建的实验系统基础上，运用现代工具开展仿真、分析和调试的能力，以及能否实现预期的控制要求。

3） 期末考核（50%） 采用期末试卷考试形式。试卷主要考核学生对常用低压电器基本原理、结构的掌握及选用情况，重点考核学生针对复杂工程问题的分析能力和对知识的综合应用能力，要求学生系统性地完成硬件系统和控制程序设计，实现既定的电气控制要求。

4） 课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体计算方法如下：

课程总评成绩由平时考核成绩、实验考核成绩和期末考核成绩三部分加权而成，各环节成绩与总评成绩均为百分制，在总评成绩中，平时成绩、实验成绩和期末成绩所占的权重分别为20%、30%和50%。

以上评价体系从作业、实验、在线测试、课堂表现和期末考核五个环节对学生的学习情况进行考核。表1为按以上方式的课程目标总体达成情况。对每一名学生每一个课程目标均进行达成度计算，以便掌握每一名学生的学习情况，并进行持续改进。课程目标1主要考查学生对低压常用电器的理解与控制电路的分析方法，主要有作业、测试、课堂表现和期末考试等考核方式。

6 结束语

可编程控制技术作为一门理论与实践相结合的课程，探索线上线下混合式教学模式，将线上线下教学资源有机结合，引入多元化考核评价体系，引导学生自主学习，并提升教师信息化教学水平，对提高可编程控制技术课程教学效果具有积极作用。目前，该教学模式已在部分课堂实施，不但提高了教学效率，教学效果也得到了一定提升。

参考文献：

[1] 孙汉卿，王桂芝，权庆乐，等.新工科背景下可编程控制技术课程教学改革与实践[J].教育现代化，2019，6（61）：65-67.

[2] 刘文秀，王杏进，郭伟.项目教学法在PLC应用技术教学中的应用[J].现代计算机，2019（24）：60-62，71.

[3] 李玉丹，余彦琼，王松涛. 智能制造时代《电机与电气控制技术教学模式探索》教学模式探索[J].山西青年，2021（16）：151-152.

[4] 闫磊.信息化教学对提高职业院校课堂教学质量的作用探析[J].才智，2018（36）：68.

[5] 王诗蓓.面向学习力提升的双师课堂模式构建研究[D].上海：华东师范大学，2023.

[6] 毛振东.基于网络教学平台的翻转课堂教学模式的应用研究：以《创新教育》为例[D].南昌：江西农业大学，2017.

[7] 李宗帅.工科专业课程教学中课程思政的探索与实践[J].中国现代教育装备，2020（7）：80-82.

[8] 余江涛，王文起，徐晏清.专业教师实践 “课程思政” 的逻辑及其要领：以理工科课程为例[J].学校党建与思想教育，2018（1）：64-66.

[9] 常莉.高等教育改革视域下课程思政理念论析[J].思想教育研究，2021（11）：114-118.

[10] 王培进.从PID控制算法看人文素养与科学素养相融合的课程思政[J].工业和信息化教育，2021（3）：6-9.

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