秦盛偉 ，陳江義 ， 龐 培

（1.鄭州大學，河南 鄭州 450001；2.北京師范大學，北京 100875）

0 引言

在國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》中，中央把新時代教育管理模式的創(chuàng)新、教育形式的變革以及創(chuàng)新型一流人才的培養(yǎng)均列為推進教育現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略任務(wù)。為響應(yīng)國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、占據(jù)國際競爭戰(zhàn)略制高點或培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，高校需要進行新工科的建設(shè)[1-2]。這需要激發(fā)師生熱情，關(guān)注理論、路徑、模式、機制等綜合研究，特別是關(guān)注教師和學生兩個主體。“工程材料及成型技術(shù)”是高校機械類、材料類和近機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)必修課，該課程對于支撐雙一流高校以及學科建設(shè)具有重要基礎(chǔ)作用，更是為我國制造業(yè)強國建設(shè)培養(yǎng)拔尖人才的必備基礎(chǔ)課程。因此，在建設(shè)新工科的背景下，改革“工程材料及成型技術(shù)”的教學方式已成為時代之需。在新的教學要求以及課程標準下，教師的角色已不是單純的知識搬運工，而是要成為學生學習過程中的引導者。教師的任務(wù)也不再是照本宣科地把課本知識塞給學生，更是要讓學生體會到學習的快樂，從而能激發(fā)學生自主學習的意識。對于教師而言，將艱深晦澀的理論變形象生動、將復雜無聊的知識變得簡單有趣成為新時代要面臨的重要課題?！拔⒄n”在這種背景下應(yīng)運而生[3]，微課不同于45分鐘的傳統(tǒng)課堂，其以10分鐘左右時長為單位，為主要針對課程中某一個知識點而設(shè)計的微型教學視頻課程。具有教學時長短、教學內(nèi)容少而精、資源容量小及易制作等特點。相較于傳統(tǒng)的教學模式，微課不受制于固定空間以及固定時間，能夠靈活滿足學生對不同課程知識點的個性化學習要求。微課可作為傳統(tǒng)課堂模式的重要補充，有助于學生對課堂知識進行及時的查漏補缺。在網(wǎng)絡(luò)時代，隨著信息與通信技術(shù)的快速發(fā)展，微課將具有十分廣闊的教育應(yīng)用前景[4-5]。

1 “工程材料及成型技術(shù)”課程特點及教學現(xiàn)狀

正如文獻[6]中所述，“工程材料及成型技術(shù)”以材料科學基礎(chǔ)為基本理論，詳細介紹了材料的成分、加工工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。該課程呈現(xiàn)“三多一少”的特點，即內(nèi)容概念多、經(jīng)驗原理多、術(shù)語定義多、推導計算少。既有高度濃縮的抽象概念以及基礎(chǔ)理論，又具有很強的實踐性。金屬材料的理論知識必須通過大量的實踐才能加深理解，并且課程內(nèi)容前后銜接密切，一脈相承，前面基礎(chǔ)打不牢，后面內(nèi)容就學不透，這使學生在學習過程中普遍感覺到課程內(nèi)容抽象、枯燥，學習獲得感低，教學效果很不理想[7-9]。

長期以來，各高校普遍采用的教學方法可以分為三類，這三種教學模式的主要優(yōu)缺點如表1所示。無論是黑板+粉筆還是PPT，或是線上線下結(jié)合的教學模式，“工程材料及成型技術(shù)”難學、掛科多早已成為普遍現(xiàn)象，這幾種教學模式都無法充分調(diào)動教師及學生的積極性，不少教師授課只為完成學校要求的教學工作量，學生也只為拿到學分被迫學習，很少有人主動思考這門課教師到底應(yīng)該怎么教好、學生應(yīng)當如何學好等問題。此外，在新工科背景下，國家及學校的人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)向“厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”[4]，而在該模式引導下，專業(yè)課程的學時被不斷壓縮，而要求學生掌握的內(nèi)容卻不斷增加。為解決教學中存在授課內(nèi)容多與課時少的矛盾，學生亦需要在課外開展自主學習。

表1 幾種常見教學模式的優(yōu)缺點對比

2 “工程材料及成型技術(shù)”的微課設(shè)計

針對“工程材料及成型技術(shù)”課程學習難度較大、課時少以及教學方法存在不足等問題，教師要及時轉(zhuǎn)變教學方法，培養(yǎng)學生終身學習的好習慣[10]。在傳統(tǒng)教學中結(jié)合微課教學，將本要放在一起講解的重難點知識分解為若干小知識點，每個知識點做成一個獨立的微課再呈現(xiàn)給學生，這能有效解決新時代學生對于個性化學習需求與傳統(tǒng)學習方式之間的矛盾。微課的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)教學模式與新時代信息化教學模式間的壁壘，可有效更新傳統(tǒng)教學理念以及方法，并提高教師的現(xiàn)代化科技素養(yǎng)。最終可構(gòu)建具有新時代特色的基于微課輔助的混合教學模式。本課程微課設(shè)計的實現(xiàn)路徑如下。

2.1 遵循教育規(guī)律，加強微課設(shè)計

結(jié)合“工程材料及成型技術(shù)”課程特點，將擬用于輔助教學的微課按教學目標分為思維導學型、知識傳授型、答疑解惑型、復習歸納型、能力拓展型及素養(yǎng)培育型六種類型。下面以第一章的教學內(nèi)容為例，簡要介紹各類輔助教學微課設(shè)計的思路。1）思維導學型：通過總結(jié)，該章的內(nèi)容可以歸納為“一靜兩動，三種硬度”。“一靜”指的是靜態(tài)拉伸曲線，即應(yīng)力應(yīng)變曲線，并由此線引導彈性模量、強度及塑性等概念；“兩動”指的是韌性（沖擊韌性、斷裂韌性）、疲勞等；“三種硬度”指的是布氏、洛氏、維氏硬度。通過思維導學的介紹，使學生對第一章內(nèi)容獲得整體性認知。2）知識傳授型：基于應(yīng)力應(yīng)變曲線重要性以及其在實際中的普遍應(yīng)用，將該知識點制作成微課讓學生多次學習。3）答疑解惑型：對于初學者很容易混淆的塑性與韌性這兩個知識點，可以制作微課，幫助學生弄清二者區(qū)別。4）復習歸納型：結(jié)合教學大綱要求，制作微課介紹本章?？贾R點的題型，幫助學生復習。5）能力拓展型：疲勞失效占據(jù)了工程構(gòu)件失效的80%，可制作與疲勞相關(guān)的微課，比如英國“彗星號”飛機事件以及“泰坦尼克號”事件等。讓學生直觀了解疲勞的危害，在拓展工程應(yīng)用能力的同時培養(yǎng)解決問題的能力。6）素養(yǎng)培育型：為了幫助學生快速了解課程性質(zhì)、內(nèi)容而設(shè)置的拓展板塊。在課程第一章，可制作簡要介紹“工程材料及成型技術(shù)”的歷史和發(fā)展狀況的微課。再以第四章的教學內(nèi)容為例，介紹各類微課的設(shè)計思路。1）思維導學型：通過總結(jié)，該章的內(nèi)容可以歸納為“四把火，兩曲線”。“四把火”指的是熱處理過程中的正火、退火、淬火以及回火等概念；“兩曲線”指的是鋼的等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線以及連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線。2）知識傳授型：基于常用熱處理手段和冷卻曲線的重要性以及實際中的普遍應(yīng)用，將該知識點制作成微課讓學生多次學習。3）答疑解惑型：對于初學者很容易混淆的等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線與連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線這兩個知識點，可以制作微課，幫助學生弄清二者區(qū)別。4）復習歸納型：結(jié)合教學大綱要求，制作微課介紹本章常考知識點的題型，幫助學生復習。5）能力拓展型：很多學生對于冷加工以及熱加工的理解還是停留在表面，常常以加工所出現(xiàn)的實際問題來區(qū)分兩者，這并不正確。冷加工以及熱加工的區(qū)別應(yīng)當是工件加工溫度是否處于其再結(jié)晶溫度上方。若在工件的再結(jié)晶溫度上方進行加工，那么加工硬化以及再結(jié)晶軟化作用就會相互抵消。該部分可以制作關(guān)于再結(jié)晶應(yīng)用案例的微課，讓學生了解其實際應(yīng)用。6）素養(yǎng)培育型：講好鐵碳相圖的來源以及發(fā)展歷程，利于學生接受相圖的知識特點。

按照第一、四章的設(shè)計思路，“工程材料及成型技術(shù)”其余部分章節(jié)的微課設(shè)計如表2所示。

表2 “工程材料及成型技術(shù)”課程輔助教學的微課設(shè)計樣例（部分章節(jié)）

2.2 制作微課視頻，建立微課資源庫

與傳統(tǒng)教學手段不同的是，借助于現(xiàn)代化信息手段，微課需要在短時間內(nèi)輸出大量信息[11]。如何實現(xiàn)課程內(nèi)容的導入，需要大量的相關(guān)知識案例以便于對問題進行凝練。問題提出以后，需要引導學生主動進行思考。此外，出于短時間讓學生高度集中精力去攻破疑點難點問題的需求，知識點相關(guān)的應(yīng)用案例應(yīng)當更加現(xiàn)代化以及生活化。傳統(tǒng)課堂的PPT在微課中將不再適用，應(yīng)該重新制作具有動畫形象且圖表清晰的微課資源。微課的講解過程應(yīng)環(huán)環(huán)相扣、語言簡潔、思路清晰；需要教師認真撰寫微課講義，并進行后期字幕的制作。為了進一步增加學生的學習興趣，可以邀請國內(nèi)工程材料及成型技術(shù)等方面的知名教授來校為學生講解行業(yè)進展，并錄制視頻。按照表2的要求收集相關(guān)資料并完成微視頻拍攝，將剪輯好的視頻按照章節(jié)進行命名以及分類，最終構(gòu)建完整的“工程材料及成型技術(shù)”微課資源庫。考慮到學?，F(xiàn)有的教學資源，可以選擇如慕課網(wǎng)站、超星等專業(yè)網(wǎng)絡(luò)教學平臺發(fā)布微課資源，也可以采用騰訊課堂、百度云盤、微信等常用軟件開展微課輔助教學。任課教師以及學生均注冊申請相關(guān)平臺的賬號并獲得使用權(quán)限，登錄到相關(guān)教學平臺即可學習制作好的微課視頻。通過微課教學模式，學生們在課堂上未聽懂的知識點可以在課下反復學習。這將有助于構(gòu)建具有不同學校不同課程特色的“傳統(tǒng)+微課”的混合教學模式。從傳統(tǒng)教學模式到新型混合教學模式和思維的轉(zhuǎn)變，不僅能促進學生的自主學習，同時也促使教師積極探索微課視頻與學案的有效融合，發(fā)揮教師作為學生的引導者的作用。

2.3 構(gòu)建反饋評價體系，動態(tài)完善微課資源

微課教學的關(guān)鍵在于教學活動方案設(shè)計。本課程的微課教學方案采用課前、課中和課后等部分有機結(jié)合的模式。在課前準備階段，任課教師需提前在教學平臺發(fā)布相應(yīng)的課程進度安排以及課程任務(wù)，包括主要知識點、重點難點以及學后測試。學生按要求自行完成微課的在線學習任務(wù)，對于學習中不懂的知識點，可以線上提出疑問或者做出標記。在線下課堂授課階段，學生將更有針對性地帶著疑問聽講，教師則將學生的學習反饋內(nèi)容進行總結(jié)梳理。課堂的重點將聚焦學生不懂的疑難點，同時結(jié)合典型例題進行講解，加深學生對該部分知識點的理解。這個階段要詳細闡釋核心問題并進行多維度的討論，讓學生不帶疑問地進行后續(xù)學習。在每節(jié)課后，教師都為學生布置相應(yīng)的練習題，以便讓學生檢測知識掌握情況。同時，根據(jù)學生反饋的微課學習效果，教師可對課程資源進一步修改完善，以便學生鞏固和拓展已學習內(nèi)容。對于有疑問的題目，教師與學生可以進行線上或者面對面的答疑。在這三個階段，學生通過學習—答疑—獲得—鞏固的良性循環(huán)，實現(xiàn)對課程知識的高效掌握。本課程采用過程性評價方式進行考核，對學生觀看視頻時間長短及測試練習等方面情況進行詳細檢查。最終教師根據(jù)這些反饋的信息進行反思，時時總結(jié)微課教學模式的優(yōu)缺點，以探索更完善的微課教學模式。

2.4 優(yōu)化微課設(shè)計，改善教學效果

為了全流程監(jiān)控教學效果，本課程測試成績由線上成績（如視頻點擊率、視頻觀看時長、測試完成情況與正確率）、線下課堂成績（如出勤率、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)完成情況）與期末考試總成績組成。利用以上三項成績的總和來整體測評“傳統(tǒng)+微課”的課程學習情況。課程的評價主要包括學生評價、督導評價和同行評價。采取對照實驗法對教學效果進行嚴格驗證，即在同一個年級中分別設(shè)置實驗班和普通班，在實驗班采用“傳統(tǒng)授課+微課”的綜合教學模式，在普通班采用傳統(tǒng)的教學方法，以對照觀察不同教學模式的效果。實驗班級和普通班級的選擇原則上應(yīng)為同一專業(yè)同一年級且為同一任課教師，以避免因?qū)W生基礎(chǔ)和授課教師不同對最終的教學效果產(chǎn)生影響。此外，還可通過制作調(diào)查問卷的形式了解學生的學習狀態(tài)以及對微課教學模式的評價。調(diào)查問卷的設(shè)計主要針對視頻觀看時長、觀看效果、是否幫助掌握知識點、哪些知識需要補充等要點展開，為后續(xù)更加完善的微課教學改革提供支持與參考。

3 總結(jié)

綜上所述，新時代教師應(yīng)該與時俱進，采用新媒體技術(shù)，使教學手段更適應(yīng)年輕一代的認知特點，充分發(fā)揮學生學習的主體性作用。針對“工程材料及成型技術(shù)”這一門教師難教、學生厭學的課程，教師在堅持傳統(tǒng)教學的基礎(chǔ)上，深度挖掘本課程蘊含的微課元素，將“傳統(tǒng)授課+微課”教學方式貫穿到課堂教學與實踐的全過程，最終形成圍繞課程目標的課堂內(nèi)容優(yōu)化、教學模式優(yōu)化、教學質(zhì)量評估優(yōu)化良性自循環(huán)的綜合教學體系。相信經(jīng)過不斷的課程改革創(chuàng)新，一定會提升本課程的教學效果，從而培養(yǎng)出滿足社會需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。