張強(qiáng) 劉丹 肖海英

[摘 要] 線上、線下深度融合的混合式教學(xué)為專業(yè)課程教學(xué)改革提供了新的思路。本文針對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程“材料科學(xué)基礎(chǔ)”，分析了其課程特點(diǎn)及目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，闡述了混合式教學(xué)模式改革的內(nèi)涵，并提出了“材料科學(xué)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)的具體建設(shè)方案，以充分發(fā)揮混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，改善“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 混合式教學(xué);材料科學(xué)基礎(chǔ);教學(xué)模式;教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]G642 ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2021） 07-0093-03

社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)建設(shè)需要大批有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)母咚刭|(zhì)專門人才。本科生是高素質(zhì)專門人才培養(yǎng)的最大群體，課程是本科生培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定高素質(zhì)人才培養(yǎng)質(zhì)量。傳統(tǒng)的本科生教學(xué)理念和方法以線下實(shí)體課堂教學(xué)為主，課程考核內(nèi)容和方式缺乏科學(xué)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致課堂教學(xué)質(zhì)量較低，學(xué)生缺乏自我管理、主動(dòng)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的積極性，也影響了其學(xué)習(xí)效率和本科生培養(yǎng)質(zhì)量。2019年，《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》指出：“全面開(kāi)展一流本科課程建設(shè)，樹(shù)立課程建設(shè)新理念，推進(jìn)課程改革創(chuàng)新”;“課程內(nèi)容強(qiáng)調(diào)廣度和深度，突破習(xí)慣性認(rèn)知模式，培養(yǎng)學(xué)生深度分析、大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神和能力”;“教學(xué)方法體現(xiàn)先進(jìn)性與互動(dòng)性，大力推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式與個(gè)性化學(xué)習(xí)。”這為新時(shí)期高等學(xué)校的本科教學(xué)工作指明了方向。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，將線上網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)與線下實(shí)體課堂教學(xué)深度融合的混合式教學(xué)模式逐步得到應(yīng)用。該教學(xué)模式結(jié)合了在線教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了教學(xué)方法的先進(jìn)性，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對(duì)于提升大學(xué)專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量作用明顯。本文以“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程為例，探索了線上與線下混合式教學(xué)在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程改革中的具體應(yīng)用，從而充分發(fā)揮混合式教學(xué)模式在高素質(zhì)本科人才培養(yǎng)中的重要作用。

一、“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問(wèn)題

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是材料科學(xué)與工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)理論課程，綜合利用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)分析實(shí)際的材料問(wèn)題。課程的主要內(nèi)容包括材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)、原子或分子在固態(tài)中的運(yùn)動(dòng)、材料在受力變形時(shí)組織結(jié)構(gòu)的變化和恢復(fù)過(guò)程、材料組織結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變規(guī)律等。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握材料科學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論，掌握材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與性能之間的相互關(guān)系，具備選用適宜的理論來(lái)分析與解決實(shí)際材料問(wèn)題的能力。“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、綜合研究能力和材料科學(xué)與工程實(shí)踐能力方面占有重要的地位。

但是，目前的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)中存在一些問(wèn)題：

第一，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的知識(shí)點(diǎn)多、概念多、理論性強(qiáng)、知識(shí)面廣。在課程的總學(xué)時(shí)數(shù)有限的情況下，既要在教學(xué)中做到主次分明、重點(diǎn)突出，又要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。如果僅僅依靠教師的線下教學(xué)，在有限的課時(shí)內(nèi)講完、講透所有知識(shí)點(diǎn)是非常困難的，學(xué)生學(xué)習(xí)也會(huì)有較大的難度，因此需要學(xué)生發(fā)揮其主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的積極性。

第二，目前的教學(xué)中，教師主要借助多媒體，輔以黑板板書(shū)的方法。這種情況下，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)狀態(tài)，缺乏獨(dú)立思考，難以深入理解和掌握“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的重難點(diǎn)內(nèi)容;同時(shí)，教師易在在教學(xué)過(guò)程中過(guò)多依賴多媒體課件，忽略了學(xué)生主動(dòng)思考的過(guò)程。

第三，教學(xué)中師生的互動(dòng)交流不充分?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”課程的目的是讓學(xué)生在掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，因而需要在教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)、互動(dòng)式討論的方式。但是由于線下課堂教學(xué)時(shí)間有限、大班授課人數(shù)較多，課程教學(xué)中長(zhǎng)期存在重理論講授、輕互動(dòng)實(shí)踐的問(wèn)題，缺乏與學(xué)生的討論和交流，單純的注入式教學(xué)會(huì)嚴(yán)重阻礙培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

二、“材料科學(xué)基礎(chǔ)”線上、線下融合教學(xué)模式改革

（一）混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵

混合式教學(xué)將線上、線下教學(xué)深度融合，是網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與實(shí)體課堂教學(xué)相結(jié)合的一種教學(xué)模式，已成為當(dāng)前高等教育發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外的混合式教學(xué)經(jīng)歷了技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)整合以及“互聯(lián)網(wǎng)+”三個(gè)階段。在技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)整合階段，重點(diǎn)在于技術(shù)視角和教師視角;隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，混合式教學(xué)逐步過(guò)渡到基于移動(dòng)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境與課堂討論相結(jié)合，其內(nèi)涵落到了學(xué)生視角，開(kāi)始關(guān)注混合式學(xué)習(xí)帶給學(xué)生的改變、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的支持上。

因此，在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程中進(jìn)行線上、線下深度融合的混合式教學(xué)模式改革，不僅僅是面對(duì)面教學(xué)與在線教學(xué)的混合，更是在“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)環(huán)境下教學(xué)與輔導(dǎo)方式的混合。整個(gè)教學(xué)過(guò)程不僅關(guān)注如何教，更關(guān)注如何學(xué)以及學(xué)習(xí)的效果，由“教師為中心”轉(zhuǎn)向“以學(xué)生為中心”，關(guān)注學(xué)生發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)成效。另一方面，在教學(xué)中將移動(dòng)終端、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)有機(jī)地整合到“材料科學(xué)基礎(chǔ)”學(xué)習(xí)活動(dòng)和課程中，創(chuàng)建“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)環(huán)境，給學(xué)生學(xué)習(xí)提供了更大的學(xué)習(xí)自主性;同時(shí)實(shí)現(xiàn)了學(xué)生線上的交互式練習(xí)、作業(yè)互評(píng)以及在學(xué)習(xí)社區(qū)中的交流，增強(qiáng)了學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)習(xí)平臺(tái)或者外部資源、學(xué)生與教師之間的互動(dòng)交流，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)線下教學(xué)的不足。

（二）“材料科學(xué)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)模式的特征

基于以上分析，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”采用了以MOOC+SPOC課程為基礎(chǔ)的線上、線下深度融合的混合式教學(xué)模式。在開(kāi)設(shè)基于MOOC的SPOC基礎(chǔ)上，根據(jù)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程大綱、教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，為學(xué)生提供個(gè)性化的、有針對(duì)性的學(xué)習(xí)環(huán)境。線上教學(xué)要求學(xué)生按照課程大綱自行學(xué)習(xí)指定的線上課程模塊，并完成相應(yīng)的在線練習(xí)和評(píng)測(cè);線下教學(xué)采取“大班講授+小班翻轉(zhuǎn)”相結(jié)合的教學(xué)模式。大班講授包括線上學(xué)習(xí)效果檢查、線上教學(xué)內(nèi)容回顧、課程內(nèi)容重難點(diǎn)剖析、典型例題講解等幾個(gè)部分;小班翻轉(zhuǎn)主要為小組研討式課堂教學(xué)，線上、線下具體教學(xué)內(nèi)容不重復(fù)。

在混合式教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化組織和結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，采用線上自主學(xué)習(xí)、線下大班講授、線下小班討論等多種方式，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程的理解廣度與深度。在學(xué)時(shí)分配比例上，“線上/線下”的比例為0.7，“線上/線下大班講授”的比例為0.9，這樣充分保證了線下教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)長(zhǎng)，并考慮了小班研討的必要性。

（三）“材料科學(xué)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)的教學(xué)活動(dòng)如圖1所示，主要包括教學(xué)準(zhǔn)備（教學(xué)內(nèi)容及資源發(fā)布）、網(wǎng)站學(xué)習(xí)（教師引導(dǎo)下的自主學(xué)習(xí)）和課后知識(shí)鞏固、大班教學(xué)集中講授和小班研討課堂翻轉(zhuǎn)等幾個(gè)部分。其中，網(wǎng)站學(xué)習(xí)和課后知識(shí)鞏固兩部分主要通過(guò)SPOC學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行，為線上;大班教學(xué)集中講授和小班研討課堂翻轉(zhuǎn)，與學(xué)生互動(dòng)討論、交流采用面對(duì)面授課的方式進(jìn)行，為線下。

1.教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)準(zhǔn)備主要是指正式上課前期的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容及資源發(fā)布。在課程開(kāi)始前，課程負(fù)責(zé)人根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容、制定教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案。同時(shí)，按照“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程大綱指定線上的課程學(xué)習(xí)模塊，準(zhǔn)備參考教材、文獻(xiàn)資料、視頻資料等教學(xué)資源，發(fā)布到課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.線上教學(xué)

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”線上教學(xué)是整個(gè)混合式教學(xué)的必備環(huán)節(jié)和重要過(guò)程。在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程負(fù)責(zé)人的指導(dǎo)下，學(xué)生在線學(xué)習(xí)指定的課程模塊，自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考，并記錄課程重難點(diǎn)問(wèn)題。同時(shí)，學(xué)生根據(jù)課程負(fù)責(zé)人布置的任務(wù)，完成線上測(cè)試并進(jìn)行線上作業(yè)互評(píng)，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解和掌握，鞏固所學(xué)知識(shí)。在整個(gè)過(guò)程中，課程負(fù)責(zé)人會(huì)隨時(shí)跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，并在學(xué)習(xí)社區(qū)定期發(fā)布討論話題，以引導(dǎo)師生、生生互動(dòng)討論與學(xué)習(xí)。

3.線下教學(xué)

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的線下教學(xué)采取“大班講授+小班翻轉(zhuǎn)”相結(jié)合的方式。

一方面，大班講授包括線上學(xué)習(xí)效果檢查、線上教學(xué)內(nèi)容回顧、課程內(nèi)容重難點(diǎn)剖析、典型例題講解等幾個(gè)部分，以檢查學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效果，并有效加強(qiáng)絕大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)深度。

另一方面，小班翻轉(zhuǎn)主要為小組研討式課堂教學(xué)，利用分組教學(xué)、分組研討的方式，化傳統(tǒng)課堂的被動(dòng)講解、被動(dòng)接受為混合式教學(xué)中的主動(dòng)獲取。例如，在學(xué)習(xí)“典型的位錯(cuò)交割”部分時(shí)，分為多個(gè)小組分別研討“伯氏矢量相互垂直/平行的刃型位錯(cuò)的交割”“伯氏矢量相互垂直的刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的交割”“伯氏矢量相互垂直的螺型位錯(cuò)的交割”等內(nèi)容，分組討論，并進(jìn)行小組展示和組間互評(píng)，在自主討論、相互質(zhì)疑、講師講解中加深理解，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)在具體執(zhí)行時(shí)，每個(gè)小組人數(shù)定為3～5人，避免了小組規(guī)模較大時(shí)容易出現(xiàn)的紀(jì)律差、態(tài)度松懈等問(wèn)題，也不會(huì)出現(xiàn)小組人數(shù)太少時(shí)的共有知識(shí)少、合作力量有限等不足。

（四）“材料科學(xué)基礎(chǔ)”混合式教學(xué)學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

基于上述的混合式教學(xué)活動(dòng)，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”最終的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)采用累加式的考核方法，其成績(jī)構(gòu)成如表1所示?？偝煽?jī)包括了“平臺(tái)學(xué)習(xí)考核”“課堂考核”和“期末考試”3個(gè)組成部分，權(quán)重分別為30%、10%和60%?！捌脚_(tái)學(xué)習(xí)考核”為線上考核，包括在線觀看教學(xué)視頻、線上測(cè)試、線上訪問(wèn)/討論活躍度等3個(gè)部分;“課堂考核”為線下考核，包括出勤情況、課堂測(cè)試、課后作業(yè)等3個(gè)部分;“期末考試”為線下考核，采用閉卷筆試的方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行終結(jié)性考核評(píng)價(jià)。這種累加式的考核方法，涵蓋了學(xué)生線上、線下學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)，能夠通過(guò)考核引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

促進(jìn)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”等專業(yè)課程改革和進(jìn)行線上、線下深度融合的混合式教學(xué)，是目前材料科學(xué)與工程專業(yè)一個(gè)趨勢(shì)。以“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程作為對(duì)象，以學(xué)生為中心，將網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與實(shí)體課堂教學(xué)的混合貫穿課程教學(xué)的全過(guò)程，不斷推進(jìn)教學(xué)方法改革，才能真正實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)質(zhì)量的提高和本科生培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

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（責(zé)任編輯：張宏玉）