在線開放課程教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)與實(shí)踐
——以PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)為例

牟 迪，楊一曼

(遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)控制工程系， 遼寧 丹東 118000)

0 引 言

《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》(職教20條)中要求，“堅(jiān)持知行合一、工學(xué)結(jié)合。借鑒‘雙元制’等模式，總結(jié)現(xiàn)代學(xué)徒制和企業(yè)新型學(xué)徒制試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，校企共同研究制定人才培養(yǎng)方案，及時(shí)將新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范納入教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容”[1]；“健全專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)，建立共建共享平臺(tái)的資源認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和交易機(jī)制，進(jìn)一步擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)資源覆蓋面。遴選認(rèn)定一大批職業(yè)教育在線精品課程”“適應(yīng)‘互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育’發(fā)展需求，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)改進(jìn)教學(xué)方式方法，推進(jìn)虛擬工廠等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)和普遍應(yīng)用”[2]。

PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)是遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能控制技術(shù)專業(yè)必修的一門專業(yè)核心課程，60學(xué)時(shí)4學(xué)分，設(shè)置在第四學(xué)期，是在學(xué)生學(xué)習(xí)可編程控制技術(shù)及應(yīng)用課程后、并具備了電氣控制線路維修能力和可編程控制器基本編程能力的基礎(chǔ)上，開設(shè)的一門理實(shí)一體化的課程。其功能與作用是對(duì)接專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，面向電氣工程師、安裝維修技術(shù)員工作崗位，重點(diǎn)服務(wù)企業(yè)，特別是中小微企業(yè)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品升級(jí)；是培養(yǎng)工程知識(shí)能力和自學(xué)能力，為后續(xù)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)集成實(shí)訓(xùn)、電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)、智能控制技術(shù)生產(chǎn)實(shí)習(xí)奠定基礎(chǔ)的專業(yè)課程。

開發(fā)PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)在線課程教學(xué)資源庫(kù)、完善在線開放課程平臺(tái)(超星平臺(tái))、并應(yīng)用于該專業(yè)線上線下混合教學(xué)，旨在提高授課、備課、學(xué)課的效率，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，達(dá)到課程的育人目標(biāo)。同時(shí)，該課程的教學(xué)資源建設(shè)與應(yīng)用成熟后，還可以開展高質(zhì)量培訓(xùn)，落實(shí)職業(yè)院校實(shí)施學(xué)歷教育與培訓(xùn)并舉的法定職責(zé)。

1 總體建設(shè)方案

1.1 在線課程教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)指導(dǎo)思想與目標(biāo)

根據(jù)國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》(職教20條)和《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》等文件中對(duì)職業(yè)教育人才培養(yǎng)、課程建設(shè)改革的要求，確定PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)課程資源庫(kù)的指導(dǎo)思想為“切實(shí)做到產(chǎn)教深度融合，校企深度合作，堅(jiān)持知行合一、工學(xué)結(jié)合。全面落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量”。

課程資源庫(kù)建設(shè)目標(biāo)為:從需求出發(fā)構(gòu)建專業(yè)課程體系，確保有效性；構(gòu)建項(xiàng)目的建設(shè)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)共享；著眼于教學(xué)實(shí)施的可行性，引導(dǎo)課程教學(xué)模式改革；多元合作開發(fā)教學(xué)資源，全方位滿足教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)。

另外，PLC作為工業(yè)自動(dòng)化的核心設(shè)備應(yīng)用極為廣泛，可以說只要有工廠，有控制要求，就會(huì)有PLC的應(yīng)用。PLC程序設(shè)計(jì)不僅是工控技術(shù)人員必須掌握的一門專業(yè)技術(shù)，也是高職自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生所必備的最基本的職業(yè)技術(shù)技能。PLC在實(shí)際應(yīng)用中，其程序設(shè)計(jì)是重中之重，有不少學(xué)生學(xué)完P(guān)LC以后，在真正進(jìn)行編程的時(shí)候往往顯得束手無(wú)策，不知從何下手，其原因就是缺少練習(xí)，尚未建立編程思維。本課程的教學(xué)資源庫(kù)建成包含大量工程實(shí)例，旨在通過大量練習(xí)和自學(xué)，使學(xué)生養(yǎng)成編程邏輯思維。

1.2 在線課程教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)內(nèi)容

對(duì)標(biāo)國(guó)家精品在線開放課程認(rèn)定相關(guān)文件和遼寧省職業(yè)教育精品在線開放課程建設(shè)技術(shù)要求(2020年版)，建設(shè)內(nèi)容包括：平臺(tái)建設(shè)，本課程使用超星平臺(tái)；課程教學(xué)內(nèi)容，包括各技能模塊，每個(gè)技能模塊中包含技能目標(biāo)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、技能測(cè)驗(yàn)、參考資料、教案；課程教學(xué)資源中心，包括媒體、視頻、微課、案例、課件、習(xí)題等；課程概要，包括課程簡(jiǎn)介、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)日歷、課程導(dǎo)學(xué)、教學(xué)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、課程負(fù)責(zé)人及課程團(tuán)隊(duì)。

2 在線課程教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)具體內(nèi)容

2.1 教學(xué)內(nèi)容

以培養(yǎng)學(xué)生4個(gè)關(guān)鍵能力為目標(biāo)，學(xué)校與三菱電機(jī)開展了深度校企合作，將企業(yè)最新資訊融入到課程中，突出實(shí)用性和先進(jìn)性；結(jié)合“1+X”證書內(nèi)容、技能大賽內(nèi)容開發(fā)大量接近工程實(shí)際的案例，設(shè)計(jì)出“必需夠用”的專業(yè)理論知識(shí)和技術(shù)實(shí)踐知識(shí)、職業(yè)能力訓(xùn)練內(nèi)容、學(xué)生自主學(xué)習(xí)支持材料等構(gòu)成課程內(nèi)容體系，課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)接，按工作任務(wù)過程及其邏輯關(guān)系和認(rèn)知層次，整合、序化課程教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)了包含長(zhǎng)動(dòng)控制和暫?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)，定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，順序控制和SFC程序設(shè)計(jì)，時(shí)鐘、運(yùn)算和顯示程序設(shè)計(jì)，程序流程控制程序設(shè)計(jì)等14個(gè)教學(xué)項(xiàng)目、66個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例，總計(jì)212個(gè)動(dòng)畫、視頻和微課。

2.2 課程思政建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》對(duì)工學(xué)類專業(yè)課程課程思政“要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技包括的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)[3]的要求”，建設(shè)了一個(gè)由“心細(xì)如發(fā)，探手輕柔，5 μm 的公差也要‘執(zhí)拗’返工——李峰、蒙眼插線，穿插自如，李剛方寸之間也能插接百條線路，成就領(lǐng)跑世界的‘中國(guó)制造’、肉眼難辨手工打造精美弧線托舉中國(guó)大飛機(jī)翱翔藍(lán)天”等大量弘揚(yáng)大國(guó)工匠精益求精品質(zhì)的視頻資源，包含“中國(guó)人從‘訪客’變‘房客’：空間站中常駐10人，3成來自中國(guó)”等時(shí)事新聞激發(fā)學(xué)生愛國(guó)情懷的視頻資源組成的課程思政教學(xué)資源庫(kù)，發(fā)揮課程的育人作用，教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)內(nèi)容如表1所示。

表1 PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)具體內(nèi)容Tab.1 The specific content of the construction of PLC advanced programming training teaching resource database

2.3 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)特點(diǎn)

為適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從橫向來看，教學(xué)資源庫(kù)中的課程教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)—進(jìn)階—高階3個(gè)階段，課堂教學(xué)內(nèi)容與課程思政內(nèi)容為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)內(nèi)容，具有普適性；課程教學(xué)資源庫(kù)開發(fā)的大量工程案例教學(xué)內(nèi)容為進(jìn)階學(xué)習(xí)內(nèi)容；而三菱電機(jī)杯大學(xué)生電氣與自動(dòng)化大賽比賽內(nèi)容設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容為高階學(xué)習(xí)內(nèi)容。從縱向來看，學(xué)習(xí)項(xiàng)目選取也是由易到難，給學(xué)生以成就感并富有挑戰(zhàn)性。

3 在線課程教學(xué)資源庫(kù)在教學(xué)中的應(yīng)用情況

教學(xué)過程設(shè)計(jì)為與生產(chǎn)過程對(duì)接，成立“工程項(xiàng)目組”，模擬企業(yè)真實(shí)工作流程為學(xué)習(xí)情境，把項(xiàng)目分析、計(jì)劃、實(shí)施、創(chuàng)新等內(nèi)容融于工作任務(wù)之中。使用“教、學(xué)、做、創(chuàng)”合一的教學(xué)方法。其中，教為主導(dǎo)，學(xué)為主體，做為核心，創(chuàng)為提升。使用“案例情景教學(xué)”和“角色扮演模擬演練教學(xué)”2種具體實(shí)施方式，融“教、學(xué)、做、創(chuàng)”為一體， 進(jìn)行“教學(xué)”“討論”“實(shí)戰(zhàn)”一體的體驗(yàn)式教學(xué)[4]。

在線課程教學(xué)資源庫(kù)的內(nèi)容在教學(xué)實(shí)施過程“課前、課中、課后”均有所應(yīng)用，且作用不同、適用不同類型學(xué)生，既可以滿足課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成要求，也可以滿足有更多學(xué)習(xí)需求學(xué)生的能力提升要求。

圖1 在線課程教學(xué)資源庫(kù)在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例Fig.1 Examples of the application of online course feaching resource dafabase in teaching

3.1 課程教學(xué)資源在課前應(yīng)用

教師布置預(yù)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生進(jìn)入超星學(xué)習(xí)通，通過觀看視頻、微課預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，了解編程的任務(wù)要求。此處要求班級(jí)所有學(xué)生都完成預(yù)習(xí)任務(wù)，由每個(gè)“工程項(xiàng)目組”組長(zhǎng)負(fù)責(zé)監(jiān)督檢查本組成員工作任務(wù)完成情況。

3.2 課程教學(xué)資源在課中應(yīng)用

在線課程教學(xué)資源庫(kù)中的課程思政內(nèi)容作為課程開始的熱身活動(dòng)。播放彰顯精益求精、刻苦鉆研、努力創(chuàng)新等大國(guó)工匠精神高貴品質(zhì)的視頻，激發(fā)和提升學(xué)生在編程過程中注重細(xì)節(jié)、發(fā)散創(chuàng)新的意識(shí)。播放與當(dāng)堂課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的現(xiàn)象視頻，作為新課程的導(dǎo)入，使學(xué)生了解本堂課的工作任務(wù)。

3.3 課程教學(xué)資源在課后應(yīng)用

本在線課程教學(xué)資源庫(kù)包含了大量PLC編程設(shè)計(jì)實(shí)例，可供有更多學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)需求的學(xué)生開展PLC編程練習(xí)。對(duì)學(xué)生的課后練習(xí)不做硬性要求，但是根據(jù)超星學(xué)習(xí)通后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，為本課程和本課程教學(xué)資源建設(shè)的診斷和改進(jìn)提供有力的數(shù)據(jù)支持。在線課程教學(xué)資源庫(kù)在教學(xué)中的應(yīng)用過程如圖1所示。

4 在線課程教學(xué)資源庫(kù)應(yīng)用成果

PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)在線課程教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)基本完成后，及時(shí)應(yīng)用于課程教學(xué)中。在遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能控制專業(yè)2018、2019級(jí)全部班級(jí)、2019級(jí)技師班、“三菱電機(jī)杯”全國(guó)大學(xué)生電氣與自動(dòng)化大賽參賽選手培訓(xùn)中投入應(yīng)用。教師及時(shí)記錄數(shù)據(jù)，并展開分析，進(jìn)行課程與教學(xué)資源庫(kù)的診斷與改進(jìn)工作[5]。

表2 課程教學(xué)資源庫(kù)資源類型與數(shù)量對(duì)比Tab.2 Comparision of the type and quantity of curriculum teaching resource database

首先，總結(jié)2020年6月與2021年6月2個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，對(duì)PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)資源庫(kù)資源類型與數(shù)量進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)標(biāo)國(guó)家精品在線開放課程認(rèn)定相關(guān)文件和遼寧省職業(yè)教育精品在線開放課程建設(shè)技術(shù)要求(2020年版)，通過課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)的共同協(xié)作，2021年6月教學(xué)資源類型與數(shù)量有了明顯增長(zhǎng)。課程教學(xué)資源庫(kù)資源類型與數(shù)量對(duì)比如表2所示。

圖2 2018、2019級(jí)學(xué)生任務(wù)點(diǎn)完成情況Fig.2 Completion of students of grades 2018 and 2019

其次，對(duì)超星學(xué)習(xí)通后臺(tái)2018、2019級(jí)學(xué)生任務(wù)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。2018、2019級(jí)學(xué)生任務(wù)點(diǎn)完成情況如圖2所示。2018級(jí)選課人數(shù)30人，2019級(jí)選課人數(shù)81人。經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)在線課程教學(xué)資源的大力開發(fā)與豐富，配以模擬企業(yè)真實(shí)工作流程為學(xué)習(xí)情境“工程項(xiàng)目組”的教學(xué)方法改革，雖然教學(xué)資源庫(kù)中的任務(wù)點(diǎn)大量增加，2019級(jí)學(xué)生任務(wù)點(diǎn)完成情況仍有了明顯的提升。由于本課程課后學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生不做硬性要求，學(xué)生任務(wù)點(diǎn)完成情況不計(jì)算為課程成績(jī)，所以，任務(wù)點(diǎn)完成情況可以有效反映學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)的情況以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

最后，就2019級(jí)選課的81名學(xué)生對(duì)在線課程的教學(xué)資源使用感受進(jìn)行了問卷調(diào)查，調(diào)查一系列學(xué)生評(píng)價(jià)指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，開發(fā)的課程教學(xué)資源任務(wù)目標(biāo)明確，課程導(dǎo)入合理，微課知識(shí)點(diǎn)講解清楚、能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有助于自主學(xué)習(xí)，課程思政教育效果較好。在線課程教學(xué)資源使用效果調(diào)查結(jié)果如表3所示。

表3 在線課程教學(xué)資源使用效果Tab.3 The effect of using online teching resource database %

5 結(jié) 語(yǔ)

PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)在線課程教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)具有以下特點(diǎn)：堅(jiān)持知行合一工學(xué)結(jié)合，校企深度合作，雙元開發(fā)教學(xué)資源中的各工程項(xiàng)目；教學(xué)資源豐富，質(zhì)量高；具有課程思政教學(xué)資源庫(kù)。在線課程教學(xué)資源庫(kù)建成后不僅可以服務(wù)教學(xué)，在后疫情時(shí)期，還可以開展社會(huì)培訓(xùn)以落實(shí)職業(yè)院校實(shí)施學(xué)歷教育與培訓(xùn)并舉的法定職責(zé)。

PLC高級(jí)編程實(shí)訓(xùn)課程的下一步課程改革目標(biāo)是：繼續(xù)深化校企合作，聘請(qǐng)企業(yè)工程師授課與錄制微課；計(jì)劃根據(jù)課程內(nèi)容開展高質(zhì)量培訓(xùn)，服務(wù)先進(jìn)制造業(yè)；進(jìn)一步建設(shè)課程思政、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)資源庫(kù)；積極創(chuàng)造條件搭建遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)，擴(kuò)大課程資源的交互空間。