材料科學(xué)基礎(chǔ)課程線上線下混合式教學(xué)研究

孫學(xué)勤(煙臺大學(xué)/環(huán)境與材料工程學(xué)院，山東 煙臺 264005)

0 引言

新冠肺炎疫情的暴發(fā)，徹底改變了原有線下教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，如何更好地做好本科生的教學(xué)工作，根據(jù)國家、山東省及學(xué)校的“停課不停學(xué)，停課不停教”的工作部署，自2020年3月開始，各級各類學(xué)校開展了大規(guī)模的線上教學(xué)活動，這既是對線上教學(xué)的檢驗與挑戰(zhàn)，更是全面推進(jìn)信息化教學(xué)的一次重要契機(jī)[1]。疫情防控期間，煙臺大學(xué)2018 級材料科學(xué)與工程專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程實施了線上教學(xué)，基于授課對象(材料科學(xué)與工程專業(yè))、課程知識的特點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)部署與安排，結(jié)合傳統(tǒng)的線下教學(xué)，通過對線上教學(xué)實踐的不斷探索，如何更好地對該課程進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)進(jìn)行了探索。此外，為了更好地適應(yīng)時代發(fā)展需求，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，如何構(gòu)建一套較為現(xiàn)代的、順應(yīng)時代發(fā)展的線上線下混合式教學(xué)體系是每一位高校教師義不容辭的責(zé)任和義務(wù)[2]。

1 材料科學(xué)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問題

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，是該專業(yè)的主要核心基礎(chǔ)課，也是大多數(shù)學(xué)校考研的核心課程。該課程以介紹工程材料的基礎(chǔ)理論為目的，既具有較強(qiáng)的理論性，又與生產(chǎn)實際有緊密地聯(lián)系。該課程學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括固體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、擴(kuò)散、相圖。通過對該課程的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生掌握材料科學(xué)方面的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)理論，掌握材料的組織結(jié)構(gòu)、成分、制備工藝與性能之間的相互關(guān)系，從而能夠在材料相關(guān)領(lǐng)域具備一定的分析問題和解決問題的能力[3]。

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下的材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中存在許多的問題和不足。一是課程的概念術(shù)語多、死記硬背的知識多、相關(guān)學(xué)科多。在培養(yǎng)方案的修訂過程中，課程的總學(xué)時不斷削減的情況下，我們既要保證課堂教學(xué)的順利進(jìn)行，又要充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。如果僅僅依靠傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式，很難保證在教學(xué)過程中涉獵到所有的教學(xué)內(nèi)容，為了完成教學(xué)任務(wù)，大多數(shù)老師在授課過程中的講課速度較快，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性和積極性受挫。二是教學(xué)方式單一。目前的教學(xué)過程中，教師主要借助于多媒體，輔以黑板板書的方法。大多數(shù)老師在講課過程中，過多地依賴于PPT講解來強(qiáng)調(diào)學(xué)生對基本理論的記憶。這種情況下，容易導(dǎo)致學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，缺乏獨(dú)立思考問題和解決問題的能力，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。三是教學(xué)過程中師生缺乏交流互動。目前，材料科學(xué)基礎(chǔ)大多采用大班授課的形式，人數(shù)較多，由于線下教學(xué)學(xué)時時間有限，導(dǎo)致教師在教學(xué)過程中一味地講，而缺乏與學(xué)生的互動、討論和交流，這種教學(xué)模式會阻礙學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)[4]。四是考核過程不夠科學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)模式下的應(yīng)試考試，大多數(shù)學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中未能掌握基本知識體系，學(xué)生為了突擊考試，只關(guān)注重點(diǎn)內(nèi)容，缺乏對知識點(diǎn)的前后銜接，純屬應(yīng)對考試，無法達(dá)到課程設(shè)置的目標(biāo)和任務(wù)。此外，考核結(jié)果的應(yīng)用范圍相對有限，只能用來評價是否通過本門課程，對學(xué)生的督促作用發(fā)揮不明顯，無法起到以考促學(xué)的效果[5]。

2 線上線下教學(xué)方案設(shè)計

2.1 學(xué)習(xí)學(xué)時的改變

我們對人才培養(yǎng)方案中規(guī)定的課時作了適當(dāng)調(diào)整。由線下課堂96課時調(diào)整為線上32 課時+線下96課時，其中線上課時為學(xué)生利用在線學(xué)習(xí)平臺資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容不斷創(chuàng)新

材料科學(xué)基礎(chǔ)多以概念為主，知識點(diǎn)過于抽象，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，以死記硬背為主而導(dǎo)致對概念無法理解。根據(jù)這些問題，在本課程的教學(xué)內(nèi)容上做了兩點(diǎn)調(diào)整：第一，把傳統(tǒng)教學(xué)中內(nèi)容相對簡單的部分知識點(diǎn)做了調(diào)整，學(xué)生容易理解的，調(diào)整到以線上讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主。第二，在現(xiàn)有教材教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)科發(fā)展方向更新教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊老師的研究成果，及時引進(jìn)前沿技術(shù)和理論。第三，把思政教學(xué)融入到課堂教學(xué)中。為了不斷的把課程思政元素融入日常的課堂教學(xué)中，我們在日常備課過程中，充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)信息技術(shù)，積極開展課程思政建設(shè)[6-7]。

2.3 教學(xué)方式不斷改變

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。整個教學(xué)過程不僅關(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。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；同時實現(xiàn)了學(xué)生線上的交互式練習(xí)、作業(yè)互評以及在學(xué)習(xí)平臺的交流討論，增強(qiáng)了學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的互動交流，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)線下教學(xué)的不足[4]。

3 線上線下混合式教學(xué)實踐

3.1 教學(xué)資源及教學(xué)平臺的準(zhǔn)備

線上資源是能夠順利開展混合式教學(xué)的前提條件。在2018年，材料科學(xué)基礎(chǔ)教研室根據(jù)煙臺大學(xué)在線平臺建設(shè)的要求，搭建了材料科學(xué)基礎(chǔ)在線學(xué)習(xí)平臺，為學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)提供教學(xué)資源，其中包括視頻、隨堂測驗、話題討論等多個模塊。同時，根據(jù)教材章節(jié)內(nèi)容發(fā)布課前預(yù)習(xí)內(nèi)容提示、單元測驗，課后鞏固作業(yè)等，引導(dǎo)學(xué)生有計劃、有目標(biāo)地自主學(xué)習(xí)、檢驗學(xué)習(xí)成效及展開深入探究學(xué)習(xí)；還收集整理了填空、選擇、判斷、名詞解釋等不同類型的題目，建設(shè)線上測試題庫，供學(xué)生自我檢測。豐富的教學(xué)資源為學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)的良好條件。

3.2 課前線上自主學(xué)習(xí)

教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排，每節(jié)課提前通過QQ群發(fā)布課前預(yù)習(xí)內(nèi)容提示，要求學(xué)生提前完成教學(xué)內(nèi)容預(yù)習(xí)。學(xué)生在觀看優(yōu)慕課平臺發(fā)布的在線視頻后，完成該章節(jié)的單元測驗，包含選擇、填空、判斷等類型的問題，用以檢測自主學(xué)習(xí)的效果。最后以調(diào)查問卷的形式收集學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)的體會，了解學(xué)生預(yù)習(xí)中的收獲和重難點(diǎn)。通過對學(xué)生線上學(xué)習(xí)行為所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和問題進(jìn)行梳理分析，教師能更準(zhǔn)確地確定講授的重點(diǎn)，合理地進(jìn)行線下課堂的教學(xué)設(shè)計，使課堂更具個性化、更吸引學(xué)生的課堂注意力，調(diào)動學(xué)生的課堂積極性。

3.3 線下教學(xué)模式改革

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的線下教學(xué)由傳統(tǒng)的大班教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樾“嘟虒W(xué)模式。通過小班講授進(jìn)行線上教學(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。此外，改革傳統(tǒng)的“滿堂灌”模式，在線下教學(xué)過程中教師應(yīng)著以“學(xué)”為主、以“教”為輔的教學(xué)理念，在教學(xué)中借助現(xiàn)代多媒體技術(shù)，發(fā)揮其形象逼真、圖文清晰、知識面寬等優(yōu)勢，將難以表達(dá)和闡述的重點(diǎn)和難點(diǎn)通過圖像、示意圖、視頻動畫等簡單化、形象化、直觀化的方式進(jìn)行教授，達(dá)到提高教學(xué)效率和增強(qiáng)教學(xué)效果的目的。

3.4 教學(xué)評價考核方式應(yīng)當(dāng)采用多元化的考核模式

基于上述的線上線下混合式教學(xué)活動，材料科學(xué)基礎(chǔ)最終的學(xué)習(xí)考核由傳統(tǒng)的以期末試卷為主的考核方式，轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程的多維度考核評價體系。課程成績根據(jù)線上線下學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、期末卷面理論考核成績和實踐考核成績對學(xué)生進(jìn)行評價，更全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和知識、技能掌握情況。總成績包括了課堂學(xué)習(xí)考核、平臺學(xué)習(xí)考核和期末考試3個組成部分，權(quán)重分別為15%、25%和60%[4]。

(1)課堂考核為線下考核，包括課堂出勤情況、隨堂測試、課后作業(yè)等3個部分；(2)平臺學(xué)習(xí)考核為線上考核，包括觀看在線教學(xué)視頻、線上單元測試、在線討論等3個部分；(3)期末考試為線下考核，采用閉卷筆試的方法對學(xué)生進(jìn)行終結(jié)性考核評價。試卷內(nèi)容注重學(xué)生基本知識點(diǎn)的掌握和能力的考查。

這種多維度的考核方式，涵蓋了學(xué)生線上、線下學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)，能夠通過考核引導(dǎo)學(xué)生更加主動學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

4 結(jié)語

線上線下混合式教學(xué)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺點(diǎn)，打破了時間和空間的界限，而且在一定程度上推動了創(chuàng)新教學(xué)方法、共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)高等教育教學(xué)改革[1]。如何更好地促進(jìn)材料科學(xué)基礎(chǔ)等專業(yè)課程改革和進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)的深度融合，是目前材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)的一個重點(diǎn)和難點(diǎn)。以材料科學(xué)基礎(chǔ)課程作為對象，以學(xué)生為中心，將網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的混合，貫穿課程教學(xué)的全過程，不斷推進(jìn)教學(xué)方法改革，才能真正實現(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。