田秀娟,魏文閣,張 強(qiáng),赫慶坤

(山東科技大學(xué) 材料學(xué)院，山東 青島 266590)

慕課(MOOC)教學(xué)是近年來出現(xiàn)的新型在線課程教學(xué)模式，是互聯(lián)網(wǎng)和教育聯(lián)合的產(chǎn)物[1-3]。它使我們的學(xué)習(xí)和生活發(fā)生了很大的變化，這一變化主要是我們的教學(xué)方式的改變：由傳統(tǒng)的線下教學(xué)演變?yōu)樵诰€的慕課教學(xué)。當(dāng)然慕課教學(xué)有傳統(tǒng)教學(xué)所不具備的優(yōu)點(diǎn)：規(guī)模大，由傳統(tǒng)教學(xué)的一個(gè)班級(jí)十幾個(gè)人到幾十個(gè)人，發(fā)展到一門慕課課程的幾百個(gè)人或幾十萬人。開放性，只要是有需要的或者是感興趣的，都可以加入到慕課學(xué)習(xí)中來，不分學(xué)歷，不分國(guó)籍，學(xué)生只需要一個(gè)郵箱進(jìn)行注冊(cè)即可。在線，學(xué)習(xí)需要在網(wǎng)上進(jìn)行，無需到異地，也不受時(shí)空的限制。課程，慕課涉及的課程多種多樣，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。這四大優(yōu)點(diǎn)不僅給授課老師帶來的不一樣的體驗(yàn)，也讓聽課者耳濡目新。

大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠在一定的程度上加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)操作，完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集以及數(shù)據(jù)處理，提高其科研技能，也是指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范化操作，安全意識(shí)化的重要途徑[4-5]。如果在大型設(shè)備的教學(xué)中引入慕課教學(xué)，可以加快實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，更大程度的開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高科研素養(yǎng)，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量有重要的意義。目前高校大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)因與課堂教學(xué)模式不同，具有一定的特殊性，引入慕課教學(xué)進(jìn)展較為緩慢，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它課程的教學(xué)了[6]。

在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)的時(shí)代，探索慕課條件下的大型設(shè)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要的價(jià)值，本文結(jié)合材料學(xué)科，本科教學(xué)特點(diǎn)，以及作者本人的教學(xué)實(shí)踐，圍繞大型設(shè)備教學(xué)存在的問題以及如何實(shí)現(xiàn)大型儀器實(shí)驗(yàn)課與慕課教學(xué)相結(jié)合，提出一些見解，希望有助于這項(xiàng)工作的開展。

1 大型儀器實(shí)驗(yàn)課存在的問題

大型儀器是實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研工作的重要工具，隨著高等教育的發(fā)展，對(duì)大型科學(xué)儀器設(shè)備的投入也在加大。但因其價(jià)格昂貴，購(gòu)買數(shù)量較少，教學(xué)中不能像其它小型儀器那樣實(shí)現(xiàn)多臺(tái)套，單人操作的模式，不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些問題，影響了學(xué)生的聽課效率。

1.1 老師不敢放手，學(xué)生不敢動(dòng)手

課前，老師會(huì)顧慮到大型儀器價(jià)格較高，臺(tái)套數(shù)很少，上課時(shí)會(huì)一再?gòu)?qiáng)調(diào)，學(xué)生不要隨便碰觸儀器。在教學(xué)中，老師會(huì)提前設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中用的樣品等材料也會(huì)準(zhǔn)備好，課堂上會(huì)從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟乃至實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都會(huì)詳細(xì)的講一遍，實(shí)驗(yàn)的操作也是老師本人在儀器上完成。

教師在上課時(shí)也是非常矛盾的，一方面希望學(xué)生能理論聯(lián)系實(shí)際，親自動(dòng)手操作設(shè)備，加深對(duì)知識(shí)的理解。另一方面，又害怕學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)大的錯(cuò)誤，維修起來比較麻煩，導(dǎo)致后續(xù)的實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。學(xué)生在這樣的條件下，只能填鴨式的接受老師傳達(dá)的知識(shí)，不能也不敢動(dòng)手操作儀器，思考的也較少，教學(xué)效果自然也就差強(qiáng)人意了。

1.2 學(xué)生人數(shù)多，分組多

我們正常上實(shí)驗(yàn)課，2～3人一個(gè)小組，共用一套儀器，一個(gè)班的同學(xué)可以同時(shí)上課，上課效果也較好。在大型儀器的教學(xué)中，是要求最多8個(gè)同學(xué)一個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，儀器少，學(xué)生人數(shù)多，大家圍著一臺(tái)設(shè)備上課，聽課效果差。排隊(duì)做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，沒有輪到的學(xué)生會(huì)看手機(jī)，講話，不能很好的融入課堂，影響上課效果。一個(gè)班級(jí)的學(xué)生要分4～5組進(jìn)行同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，老師面對(duì)全學(xué)院的學(xué)生，可能要上幾遍到幾十遍的課，不但口干舌燥，還會(huì)出現(xiàn)講課內(nèi)容開始豐富后期干癟的現(xiàn)象。對(duì)于原理深?yuàn)W的大型儀器，老師的這種機(jī)械的，流水線形式的上課，效果自然不會(huì)好。對(duì)于一些靈敏度較高的設(shè)備，老師要特別強(qiáng)調(diào)一些引起誤差的因素，實(shí)驗(yàn)過程中帶領(lǐng)學(xué)生排除這些因素，得出準(zhǔn)確的結(jié)果。對(duì)于已經(jīng)講了幾十遍的實(shí)驗(yàn)課，老師也只能要求學(xué)生簡(jiǎn)單的了解操作過程，而對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)做重點(diǎn)要求，不合格的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也無力去指導(dǎo)了。顯然，這些是不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科研的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的。

2 大型儀器實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n教學(xué)的實(shí)現(xiàn)

2.1 大型儀器慕課教學(xué)內(nèi)容要精煉

在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容上，不同于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)課程，大型儀器實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n教學(xué)要突出信息技術(shù)和實(shí)驗(yàn)的融合，在有限的時(shí)間內(nèi)，要呈現(xiàn)更多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息，突出儀器操作的細(xì)節(jié)，加深教學(xué)的深度，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)大型設(shè)備學(xué)習(xí)的興趣和能力。這就要求慕課的微視頻不僅短小精煉還要內(nèi)容豐富。分管大型儀器教學(xué)的老師在制作慕課視頻時(shí)，從設(shè)備的構(gòu)造、原理到操作步驟和數(shù)據(jù)處理，每一步都要認(rèn)真，做到既詳盡又精煉，最后把演示實(shí)驗(yàn)上傳到慕課視頻教學(xué)平臺(tái)上。對(duì)于初次接觸大型設(shè)備的學(xué)生而言，可以將慕課教學(xué)應(yīng)用到大型設(shè)備的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)上，這樣，需要完成本次實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生能初步了解設(shè)備的功能，基本熟悉儀器的操作步驟，了解一些注意事項(xiàng)，降低了學(xué)生在課堂上實(shí)際操作中的誤操作或不規(guī)范操作。實(shí)驗(yàn)老師可以改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法，課前可以安排學(xué)生觀看相關(guān)的慕課視頻，課堂上以實(shí)驗(yàn)操作和相互討論為主，在有限的課時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生盡可能多的動(dòng)手操作。有效利用先進(jìn)的信息化技術(shù)手段，既方便了學(xué)生課前的預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，由被動(dòng)的學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，又有利于老師在課堂了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)驗(yàn)課變得生動(dòng)有趣，大大提高了課堂效率[7]。

2.2 大型儀器慕課教學(xué)的資源的設(shè)計(jì)和制作要專業(yè)

慕課教學(xué)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我們的學(xué)習(xí)中，其成功的關(guān)鍵是豐富的慕課資源。同樣，精而多的慕課資源也會(huì)使大型儀器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加受歡迎，更加有效，這就對(duì)慕課的制作提出了更高的要求。

我們身邊的同學(xué)在使用慕課資源時(shí)，一般以理論課為主，而實(shí)驗(yàn)課慕課的制作與課堂理論課慕課的制作會(huì)有很大的不同，不能只強(qiáng)調(diào)原理和理論，演示過程要充分展現(xiàn)[8-9]。大型儀器的實(shí)驗(yàn)課又與普通的實(shí)驗(yàn)課不同，更加注重操作細(xì)節(jié)和操作經(jīng)驗(yàn)。以高分辨掃描電鏡操作為例，操作步驟較為簡(jiǎn)單，只要觀看兩遍視頻就能熟練操作，但在調(diào)整圖像清晰度上，需要根據(jù)教師的經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)講解，這就要求分管本臺(tái)儀器的教師有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，既能對(duì)照儀器把實(shí)驗(yàn)原理描述清楚，又能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)把操作細(xì)節(jié)演示出來，便于學(xué)生在實(shí)際的操作中少犯錯(cuò)誤，順利拿到有用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。只有這樣，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，然后解決問題的能力才能夠有明顯的提高，為科研工作培養(yǎng)積極創(chuàng)新的，有科學(xué)素養(yǎng)的人才才能成為可能。

2.3 大型儀器慕課教學(xué)要有系統(tǒng)的平臺(tái)保障

教師制作出來的好的教學(xué)內(nèi)容和新穎的慕課設(shè)計(jì)一定要有好的慕課平臺(tái)來支撐[7，10]。實(shí)驗(yàn)課程的慕課教學(xué)平臺(tái)一般包括以下幾個(gè)功能，學(xué)生名單、 教學(xué)視頻、教學(xué)討論、 學(xué)習(xí)情況監(jiān)控以及學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)等。其中慕課的討論平臺(tái)對(duì)于大型儀器的教學(xué)尤為重要。在這個(gè)平臺(tái)上，需要觀看儀器教學(xué)視頻的學(xué)生能夠?qū)崟r(shí)了解教師提供的最新信息，也可以看到別人的實(shí)驗(yàn)感言，結(jié)合自己的科研課題，激發(fā)靈感，讓學(xué)習(xí)者之間相互互動(dòng)，相互支持，相互學(xué)習(xí)。每個(gè)同學(xué)都有可能既是學(xué)習(xí)者又是答疑者。對(duì)于好的信息，相關(guān)老師也可以參與討論，豐富自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。這樣的討論平臺(tái)氣氛濃厚，非常有利于大型儀器的教學(xué)工作的開展。

3 總結(jié)與展望

慕課教學(xué)的模式可以加速大型儀器教學(xué)資源在各個(gè)高校之間共享，克服實(shí)驗(yàn)儀器和教學(xué)資源的不足，學(xué)生利用此平臺(tái)完成課前的預(yù)習(xí)和課后的回顧，聆聽有經(jīng)驗(yàn)操作老師的講解，同學(xué)之間的互動(dòng)，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)能力制定相應(yīng)的計(jì)劃，增強(qiáng)學(xué)生階段的實(shí)踐能力。

為適應(yīng)慕課時(shí)代的發(fā)展，構(gòu)建全新的大型儀器教學(xué)平臺(tái)，把豐富的教學(xué)和操作經(jīng)驗(yàn)共享，我們?nèi)杂行枰芯亢吞剿鞯牡胤?，這些工作的完成需要我們?nèi)w實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員共同努力。