孫俊哲?王志新?樊平

摘要：材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，知識點較多，綜合性強(qiáng)，理論與實踐并重。為了提升材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)效果，本研究在教學(xué)過程中探索了基于慕課資源的混合式教學(xué)模式，在分析現(xiàn)有的教學(xué)情況基礎(chǔ)上，進(jìn)行混合式教學(xué)的課程設(shè)計，采用多元化的評價體系，建立了反饋機(jī)制。通過對慕課教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以學(xué)生為中心，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)、理論聯(lián)系實踐的能力，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：慕課;混合式教學(xué);材料科學(xué)基礎(chǔ);教學(xué)改革

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代“教”與“學(xué)”的需求。探究以慕課資源為基礎(chǔ)的混合式教學(xué)模式，解決高校傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的主要問題，應(yīng)對信息社會所提出的挑戰(zhàn)迫在眉睫。比爾和梅林達(dá)·蓋茨基金會的項目研究發(fā)現(xiàn)：混合式教學(xué)對于提高學(xué)業(yè)成就要比單獨的面授或者在線課程更有效。本研究以材料科學(xué)基礎(chǔ)為研究對象，基于已有超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的慕課資源，進(jìn)行混合式教學(xué)設(shè)計，建立了以教師引導(dǎo)督促、學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的混合式教學(xué)模式。

一、材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)現(xiàn)狀

中原工學(xué)院材料科學(xué)基礎(chǔ)課程歷史悠久，是材料科學(xué)與工程專業(yè)、材料成型及控制工程專業(yè)的主干課，也是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。目前該課程的教學(xué)主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方式。但是傳統(tǒng)教學(xué)以教師教為主，忽略了學(xué)生的主體地位，教學(xué)效果不明顯，主要存在以下問題：課堂上主要以教師教為主，學(xué)生在課堂上缺乏深度的思考，對所學(xué)的知識僅限于被動的接受，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和批判性思維的能力。例如在教授相圖的知識點時，學(xué)生僅僅通過課堂上有限時間內(nèi)的講解，很難理解并運用相圖的知識點分析一些復(fù)雜和實際的問題。隨著信息時代的發(fā)展，智能設(shè)備在學(xué)生中的普及，學(xué)生獲得信息和知識的途徑日益增多，學(xué)生在課堂上集中精力聽講的比例下降，課堂效率較低。此外，課程考核方式較為單一，不能全面衡量學(xué)生掌握以及運用知識點的情況，學(xué)生與老師交流的時間有限，評價和反饋機(jī)制不夠完善。

二、基于慕課資源的混合式教學(xué)優(yōu)點

基于慕課平臺的混合式教學(xué)，就是對慕課教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將傳統(tǒng)面授式課堂與網(wǎng)絡(luò)課堂進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)。本研究前期在超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行了慕課資源的建設(shè)，利用開放、互動的慕課平臺，構(gòu)建多元、動態(tài)的在線學(xué)習(xí)資源庫，學(xué)生可以自主選擇時間、地點和自控進(jìn)度完成這部分知識的學(xué)習(xí)，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需求。同時在課上就學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題展開集中講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論和合作探究，提高學(xué)生的批判性思維能力，促進(jìn)學(xué)生的知識應(yīng)用與創(chuàng)新。而在課下可利用慕課平臺布置作業(yè)，為學(xué)生答疑解惑，實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂的拓展延伸。

1.組成教師團(tuán)隊，發(fā)揮了教師的引導(dǎo)和督促作用

傳統(tǒng)的面授課堂由單一教師完成，而慕課資源則由多名一線教師組成教師團(tuán)隊共同完成，每名老師各有所長，從前期的綜合設(shè)計、知識點拆分到慕課視頻的錄制，都凝聚著團(tuán)隊每一名教師的心血。在線上自主學(xué)習(xí)、課中面對面課堂和課后拓展延伸三個環(huán)節(jié)中，教師需要起到很好的引導(dǎo)和督導(dǎo)的作用。課前，教師將學(xué)習(xí)的相關(guān)資料和任務(wù)提前發(fā)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí);課中，教師根據(jù)學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)的情況，有側(cè)重點地進(jìn)行講解，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論和答疑;課后，教師督導(dǎo)學(xué)生完成相關(guān)作業(yè)和測驗，并參與網(wǎng)上的討論等。

2.學(xué)生自主探究式學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性

混合式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)，學(xué)生由傳統(tǒng)的被動接受知識變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。開放、互動的慕課平臺為學(xué)生提供了多元、動態(tài)的在線學(xué)習(xí)資源庫，豐富的知識體系代替了單一的學(xué)習(xí)資源。超星慕課網(wǎng)站上的基本教學(xué)資源供學(xué)生自學(xué)、討論、復(fù)習(xí)，拓展教學(xué)資源豐富、提高學(xué)生的專業(yè)知識，特別是網(wǎng)站上重點高校的考研真題匯編及考研經(jīng)驗交流為考研同學(xué)提供了很大的方便，近幾年的考研錄取率明顯提高。此外，網(wǎng)站上材料藝術(shù)中的圖片欣賞展現(xiàn)了材料內(nèi)部豐富多彩、妙趣橫生的微觀組織結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在了解專業(yè)知識的同時，也享受著材料的內(nèi)在美。豐富的學(xué)習(xí)資源使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高，同時可以根據(jù)自己的時間安排進(jìn)行慕課知識的學(xué)習(xí)，滿足了個性化的需求，因此大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

3.增加了教師與學(xué)生互動交流的機(jī)會

在傳統(tǒng)課堂上，教師和學(xué)生的交流僅限于課上的講授和課下答疑，很多同學(xué)可能由于種種原因無法和教師進(jìn)行及時的溝通的交流。而慕課平臺則為教師和學(xué)生提供了一個很好的交流平臺，學(xué)生既可以通過app進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，也可以利用app的互動功能對教師提出問題，等待教師解答。通過學(xué)習(xí)通可以實現(xiàn)多種功能，包括課前簽到，課中互動和課后實時交流等，經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的時長和頻率有明顯的改善。教師也可以通過慕課平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，同時可以根據(jù)學(xué)生的作業(yè)和測驗進(jìn)行個性化的指導(dǎo)，真正地做到因材施教，提升了教學(xué)效果。

4.建立多元的評價與反饋機(jī)制

傳統(tǒng)的教學(xué)采用平時成績和期末綜合考核的方式來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在平時討論的過程中，由于班級人數(shù)較多，通常話題討論只能有少部分同學(xué)參與進(jìn)來，而且由于時間的限制學(xué)生很難把觀點全面展示出來，階段性測驗也要花費大量的時間和精力，而慕課平臺則很好地解決了這些問題。通過在超星慕課平臺討論區(qū)發(fā)布話題討論，所有的學(xué)生都可以參與進(jìn)來，學(xué)生發(fā)言的積極性大大提高，通過互評和老師評價，可以對問題有更深層次的理解，提高批判性思維的能力和綜合運用知識的能力。例如學(xué)生在討論區(qū)交流這門課程學(xué)習(xí)的方法，考研的經(jīng)驗等，在討論中共同進(jìn)步。通過線上測驗，大大節(jié)省時間的同時可以及時并充分掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，在加強(qiáng)過程性考核的同時，可以全方位多元化評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合考評。經(jīng)過不斷的實踐與探索，材料科學(xué)基礎(chǔ)的考核成績由平時的線上、線下學(xué)習(xí)和期末綜合測試共同構(gòu)成，學(xué)生在線觀看視頻，完成線上作業(yè)和測試等，占比30%，線下學(xué)習(xí)包括考勤、課堂討論、小組展示等，占比10%，期末綜合測評占比60%，從多方面對學(xué)生進(jìn)行考核評價。

三、基于慕課資源的混合式教學(xué)的實施

1.教學(xué)分析

在開展混合式教學(xué)之前，對學(xué)生的線上學(xué)習(xí)條件和能力進(jìn)行分析，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、自控力、管理能力等，并根據(jù)總體的評估數(shù)據(jù)來設(shè)計慕課的教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)時數(shù)。根據(jù)課程的特點以及前期的評估，我們教師團(tuán)隊將材料科學(xué)基礎(chǔ)的課程體系重新梳理，課程內(nèi)容進(jìn)一步整合，最終把其中重要的40個知識點制作成慕課視頻。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)學(xué)生均具備線上學(xué)習(xí)的條件，但是學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性存在著一定的差異。這就對教師提出了更高的要求，如何設(shè)計更吸引學(xué)生的課堂，讓學(xué)生更多的實時參與進(jìn)來，在課堂上啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與程度。在教學(xué)中，我們更多的從學(xué)生身邊的案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，例如生活中衣食住行用到的不同材料，“白雪紛紛何所似？未若柳絮因風(fēng)起，撒鹽空中差可擬”南北方雪花差異的內(nèi)在原因等，在自學(xué)一定的知識點之后，通過小組話題討論等方式，對所學(xué)的知識進(jìn)行綜合的分析和應(yīng)用，讓學(xué)生感受材料的內(nèi)在美和科學(xué)之美。

2.教學(xué)設(shè)計

基于慕課平臺的混合式教學(xué)，要想取得預(yù)期良好的效果，就必須遵循一定的原則進(jìn)行設(shè)計與實施，在整體性、綜合性、開放性和互補(bǔ)性的原則上進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)教師通過慕課平臺推送相關(guān)資源，學(xué)生利用碎片化的時間進(jìn)行預(yù)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)的重點難點，在規(guī)定的時間內(nèi)完成習(xí)題的測評，通過平臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，教師掌握學(xué)生預(yù)習(xí)的情況并及時進(jìn)行交流和討論。課中教學(xué)環(huán)節(jié)教師根據(jù)知識點的性質(zhì)及學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，可以采用重點講授、小組討論、實時測驗等方式，教師可以充分利用現(xiàn)代信息工具，讓學(xué)生利用手機(jī)客戶端實時參與課堂，提高課堂效率，減少學(xué)生注意力的分散。例如在講述相圖知識點的時候，學(xué)生通過預(yù)習(xí)可以掌握相率、杠桿定律等基礎(chǔ)知識，而在課中教學(xué)環(huán)節(jié)，教師則可以重點講授的方式講述具體二元相圖和三元相圖的分析過程，然后采用小組討論的方式，讓每個小組學(xué)生針對一個相圖問題進(jìn)行具體的討論和闡釋，這樣既鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力、綜合運用知識的能力，又鍛煉了學(xué)生的溝通能力、團(tuán)隊合作和口頭表達(dá)的能力。課后教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計包括課后作業(yè)、課后總結(jié)和知識點測評等，學(xué)生在線完成課后作業(yè)或拍照上傳，教師采用學(xué)生互評和教師評價的方式對學(xué)生進(jìn)行考核。學(xué)生根據(jù)自學(xué)情況和教師講授情況進(jìn)行知識點總結(jié)，通過知識點測評、網(wǎng)上交流討論和調(diào)查問卷等形式，教師及時進(jìn)行教學(xué)進(jìn)度的調(diào)整和教學(xué)方法的改進(jìn)，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行知識點的學(xué)習(xí)和掌握。

3.教學(xué)實施

在每次上課前，我們都按照課前準(zhǔn)備、課中教學(xué)和課后總結(jié)三個環(huán)節(jié)實施教學(xué)。以材料的結(jié)構(gòu)知識點為例，課前會給學(xué)生推送原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)合鍵、原子排列方式三個知識點的相關(guān)視頻和課件，讓學(xué)生通過預(yù)習(xí)后完成慕課平臺的知識點測評。并布置思考與討論：以可口可樂的三種包裝材料為例，它們分別有什么特點，為什么會呈現(xiàn)出不同的特點？在課中講授的過程中，重點講解原子結(jié)合鍵中一次鍵的類型和特點、原子排列中晶體與非晶體的區(qū)別。在分組討論的環(huán)節(jié)，4-6人為一組，每組選出一名小組長，負(fù)責(zé)小組的分工與協(xié)作。討論內(nèi)容為三大類材料呈現(xiàn)不同性能特點的內(nèi)在原因。在小組討論的過程中，每組有專門負(fù)責(zé)記錄的人員，討論結(jié)束后，挑選小組任意一名人員來進(jìn)行闡述，這樣每名同學(xué)都有展示自我的機(jī)會，并以書面的形式完成小組總結(jié)。課后在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行知識點的梳理，材料的結(jié)構(gòu)從一個原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、兩個原子之間的結(jié)合再到多個原子的排列方式，從微觀到宏觀，理解并掌握相關(guān)知識點的內(nèi)在聯(lián)系，學(xué)會運用所學(xué)知識解釋一些實際問題：例如為什么金剛石和石墨都是碳元素組成，但是卻存在如此大的差異？其中的奧秘就在于碳原子之間的結(jié)合方式，通過知識點的梳理和一些實際問題讓學(xué)生將所學(xué)的知識點運用到實際中。

材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門理論聯(lián)系實踐的課程，采用基于慕課資源的混合式教學(xué)模式，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實現(xiàn)了課內(nèi)與課外、線上與線下教學(xué)的完美結(jié)合，教師引導(dǎo)督促學(xué)生主動進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。當(dāng)然，在這種混合式教學(xué)的探索階段，課前準(zhǔn)備、課中教學(xué)和課后總結(jié)仍有很多細(xì)節(jié)需進(jìn)一步優(yōu)化，在今后的教學(xué)中，我們材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊將會繼續(xù)探索和完善這種教學(xué)模式，持續(xù)改進(jìn)，以便更好提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁嘉. 基于慕課的高?；旌鲜浇虒W(xué)實施策略[J]. 中國教育信息化， 2018， （413）.

[2] L·約翰遜， S·亞當(dāng)斯·貝克爾等. 新媒體聯(lián)盟地平線報告[J]. 開放學(xué)習(xí)研究， 2016， （2）.

[3] 李倫彬. 基于慕課及微課的計算機(jī)基礎(chǔ)課混合式教學(xué)模式研究[J]. 遼寧科技學(xué)院學(xué)報， 2018， （020）.

[4] 孫青竹， 王海波. 材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實踐[J]. 中國冶金教育， 2012， （05）.

[5] 賈淑果， 寧向梅， 田保紅等. 材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)體系的改革探索[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備， 2018， （007）.

[6] 劉志明. 基于OBE理念的材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實踐[J]. 廣東化工， 2018， （045）.

[7] 張芬， 宋亮， 曹梅青. 《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的案例互動引導(dǎo)式教學(xué)模式探索[J]. 山東化工， 2019， （048）.

[8] 李艷霞， 翟紅雁. 《材料科學(xué)基礎(chǔ)》小班授課的教學(xué)模式改革研究與實踐[J]. 北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報， 2018， （028）.

[9] 李佳艷， 趙杰， 葉飛等. 材料科學(xué)基礎(chǔ)MOOC平臺課程建設(shè)及學(xué)習(xí)效果探討[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備， 2018， （005）.

基金項目：中原工學(xué)院2019年度教學(xué)改革研究課題“基于慕課資源的混合式教學(xué)改革實踐——以《材料科學(xué)基礎(chǔ)》為例”（編號：67）

作者簡介：孫俊哲（1988- ）女，中原工學(xué)院材料與化工學(xué)院副教授，博士，研究方向為納米材料;王志新（1972- ）男，中原工學(xué)院材料與化工學(xué)院教授，博士，研究方向為金屬材料;樊平（1965- ）男，中原工學(xué)院材料與化工學(xué)院副教授，博士，研究方向為金屬材料。