“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在《材料分析測試方法》課程中的應(yīng)用

魯穎煒　程繼貴　仲洪?！维B

摘要：《材料分析測試方法》是材料學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有多樣性、前沿性、實踐性的特點。但在實際教學(xué)過程中，常面臨知識點紛雜與教學(xué)時間有限、教材局限性與學(xué)科前沿性、實踐需求大與實驗課時少等矛盾。這些矛盾常體現(xiàn)在理論與實踐脫節(jié)方面。文章基于《材料分析測試方法》課程和授課教師的特征以及現(xiàn)代大學(xué)生學(xué)習(xí)特點的分析，探討將“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式應(yīng)用于《材料分析測試方法》課程的可行性。同時為解決理論與實踐脫節(jié)這一主要矛盾，在實際教學(xué)中初步引入該教學(xué)模式，取得了一定的成效。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；材料分析測試方法；可行性分析；應(yīng)用

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）38-0179-02

一、引言

《材料分析測試方法》是材料類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是研究材料性能與材料成分、組織與結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的一門學(xué)科。其主要內(nèi)容包括材料分析測試方法的基本原理、各種分析儀器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理及應(yīng)用范圍，因而具有多樣性、前沿性和實踐性這三大特征。但在實際的教學(xué)過程中，常面臨知識點紛雜與教學(xué)時間有限、教材局限性與學(xué)科前沿性、實踐需求大與實驗課時少的矛盾，從而導(dǎo)致教學(xué)效果欠佳。部分學(xué)生在課程學(xué)習(xí)以后仍然不具備對實際實驗中獲得的圖譜（如電子顯微鏡照片、X射線衍射花樣、電子衍射花樣、各類光譜等）的解析能力?；谀壳按嬖诘睦碚搶W(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)實情況，如何提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量成為亟待解決的問題?！胺D(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式給該門課程的教學(xué)提供了一個嶄新的思路：如果由教師在課前將真實譜圖交給學(xué)生，讓同學(xué)們在課前就完成相關(guān)實驗知識的學(xué)習(xí)，就能夠?qū)氋F的課堂時間節(jié)省出來用以指導(dǎo)真實譜圖的解析，從而將測試?yán)碚撆c結(jié)果分析緊密聯(lián)系，從而有效解決該門課程教學(xué)中理論與實際脫節(jié)的矛盾。

二、“翻轉(zhuǎn)課堂”的特點

“翻轉(zhuǎn)課堂”這一教學(xué)模式的最大特點在于教師和學(xué)生的角色轉(zhuǎn)變：教師從單一的知識輸出者變?yōu)橐龑?dǎo)者；學(xué)生則從單一的知識接受者變?yōu)橹R的探索者和傳播者。顯而易見，該教學(xué)模式將課堂上的主體從教師變?yōu)榱藢W(xué)生，使學(xué)生擁有了更大的自主權(quán)、更多的探索空間。但是，教師的作用依然不可忽視，他們依然是教學(xué)質(zhì)量的控制者。因為無論是課前的任務(wù)布置還是課中的互動、總結(jié)，皆需在教師的高度統(tǒng)籌和指引下順利進行。

三、“翻轉(zhuǎn)課堂”模式應(yīng)用于《材料分析測試方法》課程的可行性分析

1.課程特點分析。眾所周知，材料科學(xué)具有多樣性、前沿性和實踐性的特點。因此，以研究材料性能與其成分、組織、結(jié)構(gòu)之間關(guān)系為主要內(nèi)容的課程——《材料分析測試方法》也具有相同的特征。這意味著該門課程的教學(xué)需要較多的課堂及實踐課時。但是，在厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)這一人才培養(yǎng)模式下，各專業(yè)培養(yǎng)方案在修訂過程中均不斷壓縮各專業(yè)課程的學(xué)時數(shù)，《材料分析測試方法》這門課程的課時同樣受到了壓縮。在傳統(tǒng)的被動輸入教學(xué)模式下，出現(xiàn)部分學(xué)生難以跟上教學(xué)節(jié)奏以及“課上學(xué)，課后忘”的現(xiàn)象在所難免。而對《材料分析測試方法》課程的特點進行分析可知：該門課程很適合采用“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新型教學(xué)模式來提高教學(xué)質(zhì)量。首先，針對該課程知識點繁多和內(nèi)容較前沿的特點，教師可有針對性地制作演示視頻請學(xué)生觀看，并提供相關(guān)資料（如參考書、研究論文等）輔助學(xué)生進行學(xué)習(xí)；其次，針對該門課程實踐性較強的特點，教師可提供真實實驗中的圖譜引導(dǎo)學(xué)生進行討論和解析，從而真正做到學(xué)以致用。此外，在該門課程的教學(xué)中使用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，既有利于通過課前學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，做到因材施教；又有利于通過課堂上的小組互動培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯和團隊協(xié)作能力。

2.授課教師特點分析。該門課程是材料學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，配備的授課教師一般均具有高等學(xué)歷、深厚的教育背景以及國際化視野。他們不僅承擔(dān)課程教學(xué)任務(wù)，也承擔(dān)一定的科研任務(wù)。因此，該門課程的授課教師易于接受新生事物，具備適應(yīng)新型教學(xué)模式的能力。此外，他們在實際科研工作中所積累的經(jīng)驗對制作課程視頻和指導(dǎo)譜圖解析也具有較大的幫助作用。

3.現(xiàn)代大學(xué)生學(xué)習(xí)特點分析。學(xué)習(xí)《材料分析測試方法》課程的大學(xué)生一般為大三的學(xué)生，他們已接受了兩年的大學(xué)教育，對大學(xué)學(xué)習(xí)中更強調(diào)自主性的學(xué)習(xí)模式有了一定程度的了解和適應(yīng)。而且，大三學(xué)生也已有了專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)經(jīng)歷（如《材料科學(xué)基礎(chǔ)》），對專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各種表征方式已有了一定的基礎(chǔ)性認(rèn)識。同時，現(xiàn)代大學(xué)生對基于網(wǎng)絡(luò)的先進信息技術(shù)普遍具有較高的認(rèn)知度，他們熟悉電腦操作和網(wǎng)絡(luò)搜索。此外，許多大學(xué)都開設(shè)了一定課時的網(wǎng)絡(luò)公選課。這些都為現(xiàn)代大學(xué)生進行“翻轉(zhuǎn)課堂”模式中的課前學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

4.采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的流程及考核方式分析。“翻轉(zhuǎn)課堂”模式已在許多課程（特別是理工類課程）中有所應(yīng)用，其實施流程和考核方式也已有所探討。在《材料分析測試方法》課程教學(xué)中的實施主要分為兩個步驟：第一，在課前，教師教學(xué)視頻的制作以及學(xué)生的資料搜集、整合。在這一步中，教師對學(xué)生的考核主要體現(xiàn)在對學(xué)生自主學(xué)習(xí)質(zhì)量的評價。該評價將通過課堂提問、課堂互動時的表現(xiàn)來實現(xiàn)。第二，在課堂中，可通過小組學(xué)習(xí)、角色翻轉(zhuǎn)（PPT演講）、小組討論（小組間就疑點進行辯論）等方式進行。教師對該過程中學(xué)生表現(xiàn)出來的邏輯思維、語言表達(dá)等能力進行考察。此外，教師還應(yīng)布置一定量的課堂作業(yè)，以考察“沒有積極參與討論”學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

四、“翻轉(zhuǎn)課堂”模式應(yīng)用于《材料分析測試方法》課程的實踐效果

基于以上分析，我們嘗試在《材料分析測試方法》的授課過程中初步引入“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，并取得了初步成效，獲得了學(xué)生們的好評。我們首先對X射線光電子能譜（XPS）相關(guān)內(nèi)容進行了模塊化設(shè)計，確立了先期視頻講授的內(nèi)容（XPS的基本原理和用途）和課堂上用于同學(xué)們分組討論的案例（從教師實際測試所得的數(shù)據(jù)中挑選極具特征的譜圖），同時制定了課堂考察的標(biāo)準(zhǔn)。在實際操作中，由于在課前同學(xué)們已通過視頻對XPS的基本原理有了一定的了解，因此在課堂討論中，各組同學(xué)能夠在組長的帶動下積極發(fā)表意見，最終能夠在有限的時間內(nèi)對老師給出的實際譜圖進行解析，基本完成了本次課堂教學(xué)的教學(xué)任務(wù)。我們再輔以一定量的思考題請同學(xué)們進行課后鞏固。同學(xué)們普遍表示“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新穎的授課方式比傳統(tǒng)的教學(xué)方式更有利于對知識的掌握、吸收，更重要的是該教學(xué)方式具有較強的實踐指導(dǎo)意義。

五、結(jié)語

綜上所述，“翻轉(zhuǎn)課堂”模式是一種全新的、立足于“以學(xué)生為主導(dǎo)，教師輔以指導(dǎo)”的教學(xué)模式。將該模式應(yīng)用于《材料分析測試方法》這門強調(diào)理論與實踐相結(jié)合的課程，有益于同學(xué)們對知識的理解和對技能的掌握。我國教育信息化以及知識共享化程度的增加都為該門課程中實行“翻轉(zhuǎn)課堂”模式奠定了硬件基礎(chǔ)。我國教師群體的視野國際化、科研教學(xué)一體化以及現(xiàn)代大學(xué)生學(xué)習(xí)自主化的特點使得在該課程中實行“翻轉(zhuǎn)課堂”分別具備了教師課堂引領(lǐng)能力以及學(xué)生自主能力的前提。而我們在《材料分析測試方法》課程中推行“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的初步實踐也證明該模式對大學(xué)生極具吸引力，能夠取得較好的教學(xué)效果。

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