《材料學概論》課程“混合式”教學優(yōu)化探索

張 娜 王 琳 周 熠 孫 黎 黃洪偉 郝向陽

（中國地質(zhì)大學（北京）材料科學與工程學院 北京 100083）

《材料學概論》是我校材料科學與工程學院面向材料類專業(yè)大二本科生開設(shè)的一門入門級專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，總計32學時。該課程主要目的是在學生現(xiàn)有知識與材料科學知識之間搭建橋梁，使其建立材料科學與工程學科的總體印象，通過介紹材料科學與工程學科的最新進展，特別是新材料在高科技發(fā)展、自主創(chuàng)新中的作用，拓寬學生的知識面和開闊眼界，為后續(xù)專業(yè)課程的扎實學習做必要準備。作為概論性課程，其內(nèi)容較多，雖然以材料科學與工程的四要素及四要素之間的關(guān)系作為本學科主線，但該課程內(nèi)容的連貫性欠佳[1]，教學過程中容易讓學生感到困惑和枯燥[2,3]，導致學生對該專業(yè)基礎(chǔ)課程的重視度不夠[4]。此外，專業(yè)大類招生、分流培養(yǎng)已成為新世紀高校人才培養(yǎng)改革的發(fā)展趨勢[5]。為了更好地適用我校材料類專業(yè)大類招生培養(yǎng)方案的要求，同時激發(fā)學生的學習熱情和提升教學質(zhì)量，本文從教師“混合式”授課、線上線下“混合式”教學、課程成績“混合式”評定等方面對《材料學概論》課程教學進行優(yōu)化探索。

1 教師“混合式”授課

基于我校材料專業(yè)的特點，《材料學概論》課程教學主要包括十二章內(nèi)容，分別為緒論、材料在元素周期表中、材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料、粉體和納米材料、環(huán)境材料、能源材料、生物醫(yī)學材料、薄膜材料和薄膜技術(shù)。其中，緒論、材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、金屬材料、無機非金屬材料等4章內(nèi)容共16學時，其他8章內(nèi)容共16學時。雖然課程設(shè)置僅32學時，但教學內(nèi)容較多，且教授2個課程班（每個課程班由3個行政班構(gòu)成）。如何突出每章的重點并使學生清晰掌握每章的知識點是授課教師要明確的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，如此多且廣的教學內(nèi)容若只由一位教師講授的話，難免會顧此失彼，影響到教學質(zhì)量。俗話說“術(shù)業(yè)有專攻”，結(jié)合我院材料專業(yè)的設(shè)置結(jié)構(gòu)，可從材料科學與工程、材料物理、材料化學等三個專業(yè)方向分別抽調(diào)教學經(jīng)驗豐富、教學質(zhì)量好且學術(shù)專業(yè)水平高的教師來講授《材料學概論》課程，并從其中指派一名責任心強的任課教師作為課程負責人。由該課程負責教師組織并協(xié)同其他任課教師，統(tǒng)一編寫教學大綱和教學內(nèi)容，制定教學計劃，規(guī)范教學要求，進行考試命題和閱卷批改等工作。

材料科學與工程具有多學科融合交叉、很強的應用目的及明確的應用背景等特點，而《材料學概論》的任課教師“混合式”授課恰好可以滿足該學科特點的要求，同時也可以較好地解決由于該課程覆蓋范圍廣、教學內(nèi)容多而使單一任課教師應接不暇的問題。比如，緒論、材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、金屬材料、無機非金屬材料等內(nèi)容由材料科學與工程專業(yè)方向的教師進行授課；材料在元素周期表中、粉體和納米材料、環(huán)境材料、高分子材料等內(nèi)容由材料化學專業(yè)方向的教師進行授課；復合材料、能源材料、生物醫(yī)學材料、薄膜材料和薄膜技術(shù)等內(nèi)容則由材料物理專業(yè)方向的教師進行授課。為了更好地銜接各章節(jié)內(nèi)容之間的邏輯性，需要各任課教師統(tǒng)一規(guī)范教學要求，集體備課并定期進行教學情況研討。在統(tǒng)一規(guī)范教學要求的前提下，通過任課教師“混合式”授課，發(fā)揮其專業(yè)特長，不僅可以使學生學到更加全面的專業(yè)知識，而且可以在一定程度上提高教學質(zhì)量。此外，在教學過程中，各任課教師還可適當?shù)卦趯I(yè)知識中混入思政內(nèi)容，例如從人文歷史的角度突出材料在人類文明進步中的作用，以列舉實例的形式闡述新材料是國家核心競爭力的體現(xiàn)，通過講解生態(tài)環(huán)境材料加深學生對“綠水青山就是金山銀山”理念的認識等，從而使學生在專業(yè)知識和思政教育兩方面都得到高質(zhì)量培養(yǎng)[6]。

2 線上線下“混合式”教學

為了進一步激發(fā)學生的學習積極性和提高教學質(zhì)量，任課教師協(xié)同剖析《材料學概論》課程教學內(nèi)容并重組知識點，設(shè)計線上+線下“混合式”教學方案。將該課程所涉及的知識點進行剖析，建立知識點思維導圖，明確課程教學的重點與難點，并根據(jù)各章節(jié)知識點之間的聯(lián)系進行重新組合，做到知識點在各章節(jié)授課中均勻分布。在此基礎(chǔ)上，完善課程所需要的課件、視頻、電子書籍等資料，并將其與知識點的設(shè)計有機結(jié)合。目前，我校已成功將超星學習通引入本科教學活動中且取得了較好的效果，任課教師和學生對超星學習通平臺的使用也較為熟練?；诖?，可將重新規(guī)劃好的《材料學概論》教學方案進行合理分配，明確需要通過超星學習通實現(xiàn)的線上學習部分，設(shè)計相應的教學手段，比如隨堂測驗、討論區(qū)布置研討主題或調(diào)查問卷等方式來實現(xiàn)線上的學習。

傳統(tǒng)教學中往往會忽略課前的學習過程，即使有也會提倡學生提前閱讀教材，并做好標記。然而，學生在預習過程中往往會感覺到教材中的知識點晦澀難懂，失去閱讀的興趣，久而久之便應付預習。另外，督導手段的缺失也使得教師無法得知學生的預習效果，導致教學過程的設(shè)計與學生的需求相脫節(jié)。鑒于此，可借助超星學習通設(shè)計導學模塊，布置課前任務(wù)點。課前的導學模塊需要根據(jù)線下課堂教學的重點和難點來精心設(shè)計，學習資料的數(shù)量和內(nèi)容都需要嚴格把關(guān)。首先，數(shù)量上應該對應學生的課前預習時間，不超過20分鐘，如果制作PPT進行演示的話，應該控制在20頁以內(nèi)。其次，內(nèi)容設(shè)置方面應該注重趣味性，調(diào)動學生的學習興趣和主動性，因此知識的難度要低于線下課堂的重點和難點；另外，內(nèi)容應與課堂上講授的知識有一定的起承銜接性，有時還需要插入問題，引發(fā)學生的思考。設(shè)計好課前預習內(nèi)容之后，通過超星學習通的資料模塊進行上傳，同時設(shè)置任務(wù)點。學生可以標記自己看不懂的地方，做到“帶著問題去聽課”。教師可以通過學生對任務(wù)點的完成情況實現(xiàn)課前導學的監(jiān)督，同時對學生的課前預習情況進行有效評價。

在線下課堂活動的設(shè)計中，可結(jié)合超星學習通的優(yōu)勢，將相關(guān)的材料制備工藝實例視頻、材料實物與課堂重點內(nèi)容有機結(jié)合，讓學生順利將理論與實際相結(jié)合。在授課形式上，合理化利用超星學習通的討論區(qū)，針對材料研發(fā)、生產(chǎn)或應用過程中遇到的實際問題，展開分組討論，學生也可以通過討論區(qū)與教師進行實時互動，引導學生從材料科學與工程的四要素角度去開展研討。同時，利用超星平臺自帶的網(wǎng)絡(luò)課程教學資源，篩選與本課程相關(guān)的慕課內(nèi)容，并將其引入到課堂教學中。在課堂教學活動中，結(jié)合對應章節(jié)的重點和難點內(nèi)容，也可以加入隨堂測驗，限制學生作答的時間，考察其對知識點的掌握情況。通過線上線下“混合式”教學，加強師生、生生互動，使教學活動主體由傳統(tǒng)的“教師為主、學生為輔”向“學生為主，教師為輔”逐漸轉(zhuǎn)變。

3 課程成績“混合式”評定

作為專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，《材料學概論》的綜合成績根據(jù)平時成績和期末成績評定，平時成績占50%，期末成績占50%。其中，平時成績以往主要根據(jù)學生上課出席情況和課后作業(yè)評定。這些傳統(tǒng)的考核方式難免有些單調(diào)，也很難全方位反映學生對該課程專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況和學習效果。考慮到材料學涉及到多學科交叉、知識面廣、應用目的明確、時效性及綜合性強等特點，多樣化的考核方式才能與《材料學概論》的課程特點相匹配。平時成績可注重考查學生的主觀能動性，將課前導學、課堂簽到、課中研討、隨堂測試、課后作業(yè)完成情況等都納入平時成績的考察范圍。此外，為了加強學生對章節(jié)內(nèi)容知識點的熟悉掌握牢固度，可在講授完每章內(nèi)容后，鼓勵學生根據(jù)自己的理解將知識點以思維導圖的形式梳理一遍，待全部內(nèi)容講授完之后，再撰寫課程總結(jié)報告，根據(jù)相關(guān)權(quán)重記入平時成績。期末考核方式采用閉卷考試的形式，試卷題型主要以問答題和論述題為主，內(nèi)容涵蓋我院三個專業(yè)方向，促使學生全方面掌握材料類專業(yè)基礎(chǔ)知識，從而為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定堅實的基礎(chǔ)。通過以上多方面“混合式”考核，構(gòu)建現(xiàn)代學習評價觀和多元評價體系，促進教師創(chuàng)造性教學和學生個性化學習。

4 結(jié)語

《材料學概論》是我校材料科學與工程學院面向材料類專業(yè)大二本科生開設(shè)的一門入門級專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，旨在學生現(xiàn)有知識與材料科學知識之間搭建橋梁，使其建立材料科學與工程學科的總體印象，拓寬學生的知識面和開闊眼界，對培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣以及后續(xù)專業(yè)課程的扎實學習有非常重要的作用。為了更好地適用我校材料類專業(yè)大類招生培養(yǎng)方案的要求，本文從教師“混合式”授課、線上線下“混合式”教學、課程成績“混合式”評定等三方面對《材料學概論》課程教學進行了優(yōu)化探索，在發(fā)揮教師專業(yè)特長和調(diào)動學生主觀能動性的同時，大大提升了教學效果。該課程“混合式”教學優(yōu)化思路的提出對其他相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學改革具有一定的借鑒意義。