腐蝕原理課程混合式教學(xué)的改革與實(shí)踐

蘇睿明 譚 兵 聶賽男

（沈陽工業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽 110870）

0 引言

金屬材料被廣泛應(yīng)用于民生經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，而金屬材料的腐蝕是一個(gè)很普遍的現(xiàn)象。腐蝕會導(dǎo)致設(shè)備損壞、油氣管道穿孔、危險(xiǎn)物質(zhì)泄露等事故的發(fā)生。腐蝕造成資源浪費(fèi)，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此腐蝕問題越來越受到全社會的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年由于金屬腐蝕而直接造成的損耗約占全年金屬產(chǎn)量的10%。2009年，世界腐蝕組織為了強(qiáng)調(diào)腐蝕的重要性，把每年的4月24日作為“世界腐蝕日”，“腐蝕”走進(jìn)大眾視野[1]。想要解決“腐蝕”問題，培養(yǎng)專業(yè)性人才勢在必行。高校是培養(yǎng)高端人才的主要力量，同時(shí)也是承擔(dān)國家科研的重要機(jī)構(gòu)之一，因此加強(qiáng)腐蝕與防護(hù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)愈加重要。

腐蝕原理是材料科學(xué)與工程學(xué)科的一門重要的專業(yè)課，同時(shí)腐蝕學(xué)也是一門涉及知識面很廣的科學(xué)，涉及了化學(xué)、表面學(xué)、熱力學(xué)和工程力學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域。本文將從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析討論：教學(xué)方法，利用線上線下雙模式混合教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容，從了解腐蝕原理到掌握腐蝕分類，最后學(xué)習(xí)腐蝕如何進(jìn)行防護(hù)?？己朔绞?，不局限于傳統(tǒng)總結(jié)性應(yīng)試考核制度。以此對教學(xué)質(zhì)量的提升進(jìn)行積極探索和持續(xù)改革。

1 教學(xué)方法

隨著信息時(shí)代的到來，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用越來越廣泛。在新時(shí)代高校教學(xué)領(lǐng)域中，互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相結(jié)合，以全新的面貌走進(jìn)各級各類學(xué)校中。新型的教學(xué)方式在課堂中扮演了十分“鮮活”的角色，為學(xué)生校園生活增添了樂趣，讓教學(xué)變得更新穎、更吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生能夠通過這種教學(xué)新模式更好地了解掌握知識，更好地運(yùn)用知識[2]。

互聯(lián)網(wǎng)使我們能夠在不受時(shí)間空間的限制下進(jìn)行各種各樣的信息交換，在信息交換的過程中，具有價(jià)值的各類信息能夠被資源整合，從而讓互聯(lián)網(wǎng)的使用者高效快速地獲取信息。網(wǎng)絡(luò)資源拓寬了線上＋線下的各種學(xué)習(xí)渠道，幫助我們更有效地學(xué)習(xí)知識，也對傳統(tǒng)的課堂教學(xué)帶來了很大的沖擊。

近年來，全國各高校充分利用線上教學(xué)優(yōu)勢，開展傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的全新教學(xué)模式，依靠信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合推進(jìn)課堂教學(xué)的創(chuàng)新，開展教師在線教學(xué)、學(xué)生線上學(xué)習(xí)等豐富的教學(xué)方法與活動。各種圍繞線上教學(xué)的探索改革層出不窮，推動了當(dāng)代教學(xué)手段的多樣化，翻轉(zhuǎn)課堂、以學(xué)生接受為中心的教學(xué)理念、線上線下結(jié)合的教學(xué)方式推動新的教學(xué)方法不斷涌現(xiàn)。本文以“線上+線下+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式進(jìn)行探索，深度推進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新，為教學(xué)實(shí)踐新模式提供借鑒。

在教學(xué)過程中，板書是不可或缺的，教師講解課程的過程中采用板書的形式，在教師書寫的同時(shí)學(xué)生也能進(jìn)行書寫，這種方式對于提高學(xué)生對課堂知識的記憶能力有著極大的提升。教師與學(xué)生的課堂交流也非常的重要，在交流的過程中，學(xué)生能夠更好地參與進(jìn)課堂中，有助于掌握知識提升自己的能力。

采用翻轉(zhuǎn)課堂是一種行之有效的方式，在增強(qiáng)與學(xué)生課堂交流互動的同時(shí)，可以方便教師第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識盲區(qū)，進(jìn)行更詳細(xì)的講解。翻轉(zhuǎn)課堂的另一好處是避免“填鴨式教學(xué)”，學(xué)生不再是被迫地接受“灌輸”的知識，而是通過參與課堂中的各種各樣的活動，真正地參與到課堂中。因此，現(xiàn)有的線下課堂是必不可少的，它可以提供及時(shí)的指導(dǎo)和直觀的反饋；課堂上的學(xué)生能夠當(dāng)時(shí)對有疑問的教學(xué)內(nèi)容向教師提問，學(xué)生之間也能在線下去交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師使用紙質(zhì)教材進(jìn)行教學(xué)，對于學(xué)生來說，獲取知識的渠道受限，知識范圍小，而以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的教學(xué)資源正好可以解決該問題。由于互聯(lián)網(wǎng)資源方便并且知識可以得到有效共享，學(xué)生可以隨時(shí)隨地獲取自己需要的學(xué)習(xí)資料，與傳統(tǒng)的書本相輔相成。與此同時(shí)，教師也可通過多種多樣的互聯(lián)網(wǎng)平臺向?qū)W生傳授知識，教學(xué)環(huán)境也不僅限于教室。尤其是在疫情時(shí)代，不確定的情況變多，網(wǎng)絡(luò)授課有力地保障了在突發(fā)事件情況下仍然可以實(shí)施教學(xué)。不僅如此，普通學(xué)校的學(xué)生們還可以通過這種無時(shí)空無空間限制的網(wǎng)絡(luò)錄播課獲取到頂尖學(xué)校的課程。因此，線上線下教學(xué)資源和教學(xué)模式的互補(bǔ)是未來課程教學(xué)改革必然的發(fā)展方向。

課程改革永遠(yuǎn)在路上，近年來各高校對基于線上線下混合式教學(xué)的課程改革越來越重視，很大程度上促進(jìn)了課程質(zhì)量向高水平發(fā)展[3]。構(gòu)建混合式教學(xué)模式，適應(yīng)新時(shí)代教學(xué)的發(fā)展需求，成為近年來各高校的重要任務(wù)和努力方向[4]。課程改革的計(jì)劃在未來對加強(qiáng)教學(xué)資源建設(shè)，充分實(shí)現(xiàn)課程資源化起重要作用。本課程將推進(jìn)教學(xué)資源的建設(shè)，努力將腐蝕原理課程系統(tǒng)化。

為改變傳統(tǒng)授課方式的單一局限性，本課程采用新時(shí)代新型教學(xué)模式，除了線下教師單方面地講授知識以外，學(xué)生還需要根據(jù)教師所講授的原理性知識進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂，在課堂上進(jìn)行具體案例的分析以及線上知識的融會貫通。對于混合式教學(xué)來說，教學(xué)設(shè)計(jì)十分重要，需要同時(shí)融合兩種教學(xué)方法，遵循“線上為輔、線下為主、翻轉(zhuǎn)課堂為特色”的教學(xué)方針。

課程分為線上、線下、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)三部分。首先，線上的教學(xué)設(shè)計(jì)可選用的方式和素材有很多，如讓同學(xué)們觀看腐蝕相關(guān)的視頻和文章完成網(wǎng)絡(luò)問卷等，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引導(dǎo)他們主動提出與本課程相關(guān)的問題，這一部分可以通過線上教學(xué)的形式來實(shí)現(xiàn)，這樣可以方便學(xué)生自選時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，不受時(shí)間和空間的限制。線上學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生在一定程度上能夠自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在線下教學(xué)階段，課程先確定課堂教學(xué)中相關(guān)課程涉及的核心知識，具體到每個(gè)知識單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)。課堂的后半程可以通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式來進(jìn)行，讓學(xué)生對于課程的理解給大家進(jìn)行講解，一方面可以讓學(xué)生熟練教師所講授的知識，另一方面教師可以通過學(xué)生講解的過程的表現(xiàn)了解學(xué)生知識點(diǎn)薄弱的地方，達(dá)到教學(xué)相長的目的，教師針對學(xué)生在課堂提出的問題進(jìn)行逐一解答，并對其中的重點(diǎn)難點(diǎn)問題著重分析，以保證學(xué)生可以真正理解[5]。教師也可通過此過程來充分掌握班級學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)水平，以此核查自己備課階段的不足，從而更好地調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)。傳統(tǒng)的線下課堂學(xué)生以一種被動的聽課模式在學(xué)習(xí)，不能真正地參與進(jìn)課堂的思考與探索中。因此，要徹底地改變傳統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)樵谡n堂上學(xué)生主動活躍，從而更好地掌握課程知識。

2 教學(xué)內(nèi)容

作為材料科學(xué)與工程學(xué)科的學(xué)生，腐蝕原理是一門重點(diǎn)課程。材料腐蝕是材料受到了周圍環(huán)境介質(zhì)的各種物理及化學(xué)作用，引起失效的結(jié)果。該課程主要向?qū)W生講解當(dāng)今社會所應(yīng)用的材料和材料的腐蝕介質(zhì)之間作用的機(jī)理、影響因素、腐蝕的危害，并分析研究腐蝕全過程，介紹如何控制并預(yù)防材料發(fā)生腐蝕。

沈陽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院緊跟國家教育方向，把引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、加強(qiáng)學(xué)生自主提出問題作為課程改革目標(biāo)的主線，展開腐蝕原理課程研討式教學(xué)改革。該課程涉及物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域，課程內(nèi)容包括四個(gè)部分：腐蝕熱力學(xué)、腐蝕動力學(xué)、陰極過程和鈍化理論。腐蝕原理這門課程以理論知識為基礎(chǔ)，結(jié)合金屬材料發(fā)生腐蝕的實(shí)際案例進(jìn)行講解與教學(xué)，從而引出腐蝕的概念和基本原理，即材料受其周圍介質(zhì)的化學(xué)和物理作用影響引起失效的現(xiàn)象。并且介紹學(xué)習(xí)研究腐蝕的意義，向?qū)W生們介紹腐蝕的特性與普遍性，對腐蝕進(jìn)行綜合評價(jià)。在講解腐蝕產(chǎn)生的原因之后，講解如何對腐蝕進(jìn)行防護(hù)，即防腐蝕的手段及方法。

通過對腐蝕的基本概念學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識到腐蝕究竟是什么。接下來進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，通過腐蝕熱力學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生會判斷腐蝕是否會發(fā)生、能否發(fā)生；通過腐蝕動力學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生會了解腐蝕發(fā)生的速率是快還是慢；陰極反應(yīng)過程和陽極鈍化過程則從另一個(gè)層面引導(dǎo)學(xué)生掌握腐蝕的整體過程、細(xì)節(jié)變化和影響因素。

然后針對不同類型的腐蝕現(xiàn)象并根據(jù)同學(xué)們喜好布置相應(yīng)的自學(xué)作業(yè)，安排后續(xù)的翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生們利用已掌握的腐蝕基礎(chǔ)理論知識來解釋生活和生產(chǎn)中的腐蝕現(xiàn)象，將理論應(yīng)用到實(shí)際[6]。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生們從現(xiàn)象出發(fā)，挖掘事物的本質(zhì)聯(lián)系、探究科學(xué)原理，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、闡述問題和在一定程度上解決問題的能力。

3 考核方式

近年來，在全面深刻改革的同時(shí)，也十分重視學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的以期末“一考定成績”的考核方式在評價(jià)體系、標(biāo)準(zhǔn)、方法和考核內(nèi)容等方面就顯得相對單一，極大地影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主觀能動性，同時(shí)也在一定程度上制約了教育和教學(xué)水平的提高。

和傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂最大的好處就是徹底地改變了傳統(tǒng)課堂上老師“唱獨(dú)角戲”“滿堂灌”的現(xiàn)狀，把教師和學(xué)生的角色進(jìn)行了轉(zhuǎn)變，前者從知識傳授變?yōu)橹笇?dǎo)學(xué)習(xí)，后者從最初的被動接受學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃舆M(jìn)行學(xué)習(xí)探索，學(xué)生的積極性與探索性得到了很大的提升，課堂成為師生之間、生生之間相互交流探討、協(xié)商合作、解決問題、共同發(fā)展的場所，全面提升了課堂的互動[7]。

對于翻轉(zhuǎn)課程的考核，不必只限于期末考試一種方法，傳統(tǒng)的教學(xué)方式以期末時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場紙質(zhì)試卷考試作為考核，以本次考核的成績?yōu)橹?，試卷的考核?nèi)容由教學(xué)中的定義、原理和分類、熱力學(xué)的計(jì)算等組成。這種考核方式使得部分同學(xué)抱有僥幸心理，在日常上課的時(shí)候注意力不集中，在考試前死記硬背，“填鴨式”吸收知識點(diǎn)，導(dǎo)致這些學(xué)生真正掌握的知識點(diǎn)很少，最后的考試成績不能準(zhǔn)確反映出學(xué)生真實(shí)水平。

與傳統(tǒng)考核不同的是，線上＋線下混合式教學(xué)主要側(cè)重在日常的學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)動機(jī)，積極參與課堂討論，因此，可以發(fā)展一種新的考核方式，即新的考核方式具有傳統(tǒng)考核方式的特點(diǎn)又有新的考核手段創(chuàng)新點(diǎn)，與相對單一的傳統(tǒng)考核評價(jià)形成了鮮明對比。可以將課堂上的表現(xiàn)成績、翻轉(zhuǎn)課堂成績和期末考試成績按2∶3∶5的比例進(jìn)行綜合評判，較完整地評價(jià)學(xué)生的整體水平，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，對于教學(xué)改革也具有積極意義，利用新的考核方式可以全方位、多角度地實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)的評價(jià)。

4 結(jié)束語

本文以沈陽工業(yè)大學(xué)材料與科學(xué)工程學(xué)院的實(shí)際情況，對腐蝕原理教學(xué)改革開展了一系列的探索。腐蝕原理課程在實(shí)際生活中應(yīng)用廣泛，其理論知識與實(shí)際應(yīng)用情況緊密結(jié)合。在整個(gè)教學(xué)過程中，在教會學(xué)生基本理論知識的同時(shí)，通過課程的設(shè)置、教學(xué)環(huán)節(jié)的安排、互動內(nèi)容的設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛，這對于其他學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容均有借鑒和參考。目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在許多問題，如教材應(yīng)用受限、學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情不足、解決問題能力較弱、團(tuán)隊(duì)合作意識不強(qiáng)等。將線上模式融合到該課程教學(xué)中，通過對教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教師能力及教學(xué)考核等方面的改革，能夠有效增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、鉆研探索精神和團(tuán)隊(duì)合作精神，并提高學(xué)生在實(shí)踐應(yīng)用中解決問題的能力。將線上教育理念應(yīng)用到材料類專業(yè)的教學(xué)過程中值得進(jìn)一步深入地探索研究[8]?？偟膩碚f，線上線下混合式教學(xué)的形式能夠大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，線上、線下混合式教學(xué)的教學(xué)模式，對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)會起到催化的作用，為打造高質(zhì)量，高標(biāo)準(zhǔn)的高校課堂提供了新思路。相信能夠?yàn)樯鐣囵B(yǎng)出理論扎實(shí)、專業(yè)知識深厚、實(shí)踐和創(chuàng)新能力出眾的高素質(zhì)的人才。