陳肯 祝聞 李康 金碩勛 易愛華

摘 要：《材料腐蝕與防護(hù)》課程因?qū)I(yè)名詞數(shù)量眾多，知識點(diǎn)邏輯聯(lián)系緊密，抽象公式與計(jì)算多，專用符號和圖表繁雜，傳統(tǒng)的線下課堂講授過程中學(xué)生存在明顯的畏難情緒，學(xué)習(xí)態(tài)度消極?；邳c(diǎn)數(shù)-徽章-排行榜機(jī)制，構(gòu)建了完備的激勵(lì)系統(tǒng)，加上線上線下混合教學(xué)模式的應(yīng)用，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)數(shù)-徽章-排行榜;混合教學(xué);腐蝕與防護(hù)

1 課堂特點(diǎn)及調(diào)查結(jié)果

《材料腐蝕與防護(hù)》課程作為材料學(xué)科重要的專業(yè)課之一，主要教授腐蝕與防護(hù)的基本原理，對腐蝕過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)闡述。課程的教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生能夠掌握腐蝕與防護(hù)基本原理，并為學(xué)生在一定層次上從事腐蝕與防護(hù)相關(guān)工作儲(chǔ)備必要的基礎(chǔ)知識和奠定相應(yīng)能力。

學(xué)生在本課程中進(jìn)入心流的狀態(tài)較難。所謂心流指的就是人將注意力完全投注入到某種實(shí)踐中，會(huì)感到高度的興奮感與充實(shí)感的心理狀態(tài)[1]。造成這種現(xiàn)象的原因一方面在于前期的專業(yè)基礎(chǔ)課，如材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料熱力學(xué)等，很少涉及該部分內(nèi)容。在課程開始前對學(xué)生的調(diào)查顯示，對于腐蝕與防護(hù)課程中的一些基本專業(yè)名詞，如極化、電極電位等，學(xué)生從未聽過的名詞占到了90%。另一方面，該課程邏輯聯(lián)系多，抽象公式多，計(jì)算多，專用符號多，圖表多，學(xué)生天然地存在著畏難情緒。這種特殊的情況導(dǎo)致以往傳統(tǒng)的線下課堂講授中學(xué)生的積極性不高：在調(diào)查以往上過該課程的學(xué)生中，65%的學(xué)生反映，課程太難，公式太多。42%的學(xué)生反映，老師授課過程新的專有名詞出現(xiàn)頻率高，很難跟上節(jié)奏。10%的學(xué)生反映，稍不注意錯(cuò)過知識點(diǎn)后，后面的課程很難跟上。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，線上教育已經(jīng)成功應(yīng)用于高等教育教學(xué)中。同時(shí)，線上+線下混合式教學(xué)模式既具備線下教學(xué)的實(shí)時(shí)反饋，便于統(tǒng)一推進(jìn)教學(xué)進(jìn)度等優(yōu)點(diǎn)，又具有線上學(xué)習(xí)的個(gè)性化，可重播，拓展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，從而被廣泛應(yīng)用在教學(xué)實(shí)踐中。

2 基于點(diǎn)數(shù)-徽章-排行榜機(jī)制的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 學(xué)習(xí)者類型與團(tuán)隊(duì)的建立

基于八角行為機(jī)制[2]，即使命、成就、授權(quán)、擁有、社交、稀缺、未知、虧損八種核心驅(qū)動(dòng)力，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷判斷學(xué)生四大學(xué)習(xí)者類型（成就型、目標(biāo)型、互動(dòng)性、探索型），并根據(jù)類型的不同合理搭配組建團(tuán)隊(duì)。將全班分為10個(gè)小組，以互動(dòng)型學(xué)習(xí)者擔(dān)任小組長，保證每個(gè)小組各型學(xué)習(xí)者都有一人的條件下，再隨機(jī)分配剩余學(xué)生。以此機(jī)制建立的學(xué)習(xí)小組，保證了每個(gè)團(tuán)隊(duì)內(nèi)都有各型學(xué)習(xí)者，從而可以在教學(xué)實(shí)踐過程中，各小組內(nèi)的成員都會(huì)積極參與，同步競爭。運(yùn)用點(diǎn)數(shù)（point）、徽章（badge）、排行榜（leaderboards）的PBLs機(jī)制[3]持續(xù)刺激學(xué)生獲得心流體驗(yàn)。

2.2 點(diǎn)數(shù)機(jī)制的建立

點(diǎn)數(shù)的設(shè)置不但包括最終的課程分?jǐn)?shù)，也包括獨(dú)立于課程分?jǐn)?shù)之外的評價(jià)點(diǎn)數(shù)，例如對課堂上某個(gè)環(huán)節(jié)的評分，以此激勵(lì)學(xué)生完成特定任務(wù)，或與團(tuán)隊(duì)內(nèi)的學(xué)生協(xié)作換取點(diǎn)數(shù)。其作用可以具體細(xì)分為以下6種：（1）有效記分：以此讓學(xué)生了解他們做得有多好。點(diǎn)數(shù)也可以以進(jìn)度條的形式反映從課程開始到完成最終課程目標(biāo)任務(wù)的進(jìn)程。（2）確定獲勝狀態(tài)：在有輸贏機(jī)制的課堂團(tuán)隊(duì)搶答環(huán)節(jié)中，點(diǎn)數(shù)可確定教學(xué)過程中“獲勝與否”的狀態(tài)。（3）在課程進(jìn)程和外在獎(jiǎng)勵(lì)間構(gòu)建聯(lián)系：課程系統(tǒng)為達(dá)到一定程度的學(xué)生提供了實(shí)體的獎(jiǎng)品，或是可用虛擬點(diǎn)數(shù)換取，例如：團(tuán)隊(duì)獲得了100點(diǎn)，就可以獲得一次免除寫作業(yè)而直接得優(yōu)秀的機(jī)會(huì);如果你獲得了1500點(diǎn)，就可以獲得老師的實(shí)體獎(jiǎng)勵(lì)等。（4）提供即時(shí)反饋：點(diǎn)數(shù)可快速、簡單地實(shí)現(xiàn)明確而頻繁的反饋。例如，簽到獲得點(diǎn)數(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，而每次點(diǎn)數(shù)的變化都能給學(xué)生提供反饋，提醒學(xué)生可以學(xué)得更好。（5）彰顯成就的方式：在課堂上，能看到其他學(xué)生團(tuán)隊(duì)得分的環(huán)境中，點(diǎn)數(shù)可向他人展示自身團(tuán)隊(duì)做得怎樣，也是作為學(xué)生地位的標(biāo)志。（6）為教師提供分析數(shù)據(jù)，便于改進(jìn)課程：教師可追蹤學(xué)生獲得點(diǎn)數(shù)的情況，進(jìn)而通過各項(xiàng)指標(biāo)準(zhǔn)確分析課程的相關(guān)信息。

點(diǎn)數(shù)機(jī)制的設(shè)計(jì)，可以分成線上和線下兩部分。線下部分，包括每次課堂上的考勤，上課的狀態(tài)，回答問題的質(zhì)量，團(tuán)隊(duì)討論的成果等由教師實(shí)時(shí)地給出。線上部分則可以根據(jù)學(xué)生觀看課程視頻、話題討論、小節(jié)測試，以及課后作業(yè)由優(yōu)學(xué)院系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)點(diǎn)。

2.3 徽章機(jī)制的建立

徽章可以看成點(diǎn)數(shù)的綜合體，通過頒發(fā)徽章可以簡單地劃定學(xué)生團(tuán)隊(duì)或個(gè)人的點(diǎn)數(shù)級別，同時(shí)，不同的徽章也代表著不同種類的活動(dòng)。

一種行之有效的徽章系統(tǒng)具有以下4種特征：（1）徽章使學(xué)生有一個(gè)努力向前的目標(biāo)，而這將會(huì)對學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生積極影響。（2）徽章會(huì)為學(xué)生提供一種指示，使其了解課程的核心機(jī)制如何實(shí)現(xiàn)的，以及課程系統(tǒng)是用來做什么的。（3）徽章是一種信號，通過獲得徽章可以向其他小組展示自身及團(tuán)隊(duì)的能力。（4）徽章是一種虛擬身份的象征，是對學(xué)生在課程系統(tǒng)中個(gè)人學(xué)習(xí)過程的一種肯定。

此外，徽章具有很大的靈活性。教師可以為多種的教學(xué)過程頒發(fā)相應(yīng)的徽章，沒有局限，進(jìn)而使課程能夠滿足更加多元化的學(xué)習(xí)類型者，如此可以通過點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的另一種方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在材料腐蝕與防護(hù)課程中，為以下行為設(shè)立了徽章：其中線下部分包括：簽到次數(shù)，回答問題次數(shù)，搶答成功次數(shù)，團(tuán)隊(duì)展示優(yōu)勝次數(shù)，作業(yè)滿分次數(shù)，線上部分包括：預(yù)習(xí)學(xué)案優(yōu)秀次數(shù)，討論中精彩發(fā)言次數(shù)，課后復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)課程視頻時(shí)長，完成課程小結(jié)進(jìn)度等。

2.4 排行榜機(jī)制的建立

排行榜是PBLs三要素中最難應(yīng)用的要素。當(dāng)學(xué)生想知道相比于其他學(xué)生自己達(dá)到了什么水平時(shí)，排行榜便能發(fā)揮它的作用。如果在課堂上取得的成績很重要，排行榜可以公開這一成績讓大家都看到。如果運(yùn)用得好，排行榜能夠發(fā)揮非常有效的激勵(lì)作用。但排行榜也會(huì)造成嚴(yán)重的消極影響。如果學(xué)生看到自己與他人的巨大差距，可能會(huì)望而卻步，不再去做任何嘗試。為此，不必把排行榜當(dāng)成是一種最終成績的靜態(tài)的記分牌，也不必只追蹤一種特征。

在材料腐蝕與防護(hù)課程中，線上部分的排行榜由優(yōu)學(xué)院直接給出，在設(shè)置好各部分的所占比例后，學(xué)生通過學(xué)習(xí)行為積累學(xué)習(xí)點(diǎn)數(shù)，從而實(shí)時(shí)地刷新自己的排名。在線下部分，教師以團(tuán)隊(duì)為對象，在每次上課之前會(huì)將上次課的團(tuán)隊(duì)排名展示于黑板，并在下課前統(tǒng)計(jì)本次課各團(tuán)隊(duì)的分?jǐn)?shù)并更新排名榜。

PBLs系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

3 PBLs系統(tǒng)線上+線下混合課堂教學(xué)探索

3.1 課前預(yù)熱

在優(yōu)學(xué)院上提前公布課程的預(yù)習(xí)學(xué)案，目的是使學(xué)生對下節(jié)課要講授的內(nèi)容有一個(gè)大致的了解，有利于課堂教學(xué)的順利開展。學(xué)案內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)該由易到難，且容易的部分應(yīng)該居多，例如大量設(shè)置專業(yè)名詞的定義、選擇題及判斷題，而設(shè)置少量的啟發(fā)性問答題。各同學(xué)通過預(yù)習(xí)教材和在網(wǎng)絡(luò)查找資料完成學(xué)案。預(yù)習(xí)學(xué)案應(yīng)在上課之前線上提交。教師通過查看學(xué)生學(xué)案的完成程度，可了解學(xué)生對知識點(diǎn)的熟悉程度，進(jìn)而對課程內(nèi)容時(shí)長安排作出相應(yīng)的調(diào)整。同時(shí)，學(xué)生完成預(yù)習(xí)學(xué)案的情況也將加入到課程考核中，由教師評分記錄到優(yōu)學(xué)院系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)顯示分?jǐn)?shù)及排名。對預(yù)習(xí)學(xué)案完成較好的學(xué)生，當(dāng)評分優(yōu)秀次數(shù)達(dá)到某一閾值時(shí)獲得“有備無患”徽章，且可通過獲得優(yōu)秀次數(shù)的增加來提高徽章等級。

3.2 課堂競爭

上課前，使用優(yōu)學(xué)院簽到功能，可限定200m范圍內(nèi)簽到有效，免去點(diǎn)名占據(jù)課堂時(shí)間。簽到與出勤分?jǐn)?shù)掛鉤，由優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計(jì)排名，簽到達(dá)到一定次數(shù)可獲得“鍥而不舍”徽章。

授課時(shí)，令同一組的學(xué)生坐在相鄰的位置上，方便組內(nèi)交流討論，桌面上放置團(tuán)隊(duì)銘牌，各組之間有一定的分隔。采用對半課堂的方式進(jìn)行授課，即教師用一半時(shí)間講授相關(guān)知識點(diǎn)，另一半時(shí)間給學(xué)生討論總結(jié)。根據(jù)講授、討論時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，如是否有低頭玩手機(jī)、睡覺，是否有效開展討論等，為各組評分，計(jì)入線下課堂表現(xiàn)分?jǐn)?shù)并在下課前公布更新最新排名，對課堂表現(xiàn)分?jǐn)?shù)奪冠次數(shù)達(dá)到一定次數(shù)的給予“專心致志”徽章。每次課程中將會(huì)設(shè)置一些涉及本次課程知識的較容易的選擇題和判斷題以及較難的計(jì)算題或問答題用于搶答。學(xué)生在討論環(huán)節(jié)中重點(diǎn)就這些問題進(jìn)行討論，討論結(jié)束后使用優(yōu)學(xué)院APP以小組為單位進(jìn)行搶答活動(dòng)。教師根據(jù)搶答情況與回答情況實(shí)時(shí)反饋并在黑板記錄得分情況及搶答排名。搶答成功次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)后給予“眼疾手快”徽章，搶答成功但回答失敗次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)給予“心急吃不了熱豆腐”徽章，搶答成功且回答正確次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)后給予“心明眼亮”徽章。

除常規(guī)上課環(huán)節(jié)，應(yīng)該設(shè)置一定比例的團(tuán)隊(duì)展示課時(shí)。在這一部分，學(xué)生通過查找與課程相關(guān)的文獻(xiàn)與資料，經(jīng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作匯總成一個(gè)小型報(bào)告，在課堂上進(jìn)行展示。由教師根據(jù)報(bào)告PPT內(nèi)容與形式的質(zhì)量以及匯報(bào)人的現(xiàn)場表現(xiàn)等綜合評分，并計(jì)入課程最終分?jǐn)?shù)。優(yōu)勝的團(tuán)隊(duì)獲得“同力協(xié)契”徽章。

3.3 課后鞏固

線上課程應(yīng)該同步更新課程的講課視頻及PPT以便學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)，學(xué)生可自由拖動(dòng)、快進(jìn)慢放講課視頻從而實(shí)現(xiàn)高度個(gè)性化地復(fù)習(xí)。通過優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計(jì)學(xué)生課后觀看學(xué)習(xí)課程視頻時(shí)長給出分?jǐn)?shù)，并實(shí)時(shí)公布排名統(tǒng)計(jì)，對復(fù)習(xí)時(shí)長達(dá)到指定時(shí)間的給予“溫故知新”徽章。課后習(xí)題在優(yōu)學(xué)院上公布，學(xué)生通過線上提交完成。教師及時(shí)評閱課后作業(yè)，并給予分?jǐn)?shù)，由優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)更新排名。對課后作業(yè)獲得優(yōu)秀次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)后，給予“力學(xué)篤行”徽章。

教師在優(yōu)學(xué)院上發(fā)布討論，學(xué)生根據(jù)討論話題發(fā)貼，即可以是對所學(xué)知識點(diǎn)的困惑，也可對習(xí)題答案的疑問。討論由教師和學(xué)生線上點(diǎn)贊獲得分?jǐn)?shù)，由優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計(jì)最終排行。對討論獲得優(yōu)秀次數(shù)達(dá)到一定次數(shù)的，給予“出口成章”徽章。

4 結(jié)語

基于PBLs開展《材料腐蝕與防護(hù)》的課程教學(xué)，經(jīng)過多學(xué)期的線上+線下混合教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的積極性明顯優(yōu)于單純線下課堂講授，巧妙運(yùn)用點(diǎn)數(shù)-徽章-排行榜能有效地激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)。然而，基于PBLs的線上線下混合教學(xué)過程中還是遇到諸多難題，如教師評分的公正性、成績區(qū)分度等，如果有效解決這些問題，可以讓這種教學(xué)模式的質(zhì)量更上一層樓，仍需要進(jìn)一步的探索。

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基金項(xiàng)目：廣東省高性能輕合金及其成型工程技術(shù)中心，東莞市新型輕合金及其加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目（2019A1515110913;2019A1515110408及2019A1515110466）東莞理工學(xué)院博士啟動(dòng)（GC300502-45及GC300501-087），廣東省高等教育教學(xué)改革（綜合類）項(xiàng)目（面向東莞地區(qū)材料創(chuàng)新高地需求的地方高校新工科材料類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的改革研究與實(shí)踐）

作者簡介：陳肯（1991—），男，漢族，湖南人，博士研究生，講師，研究方向：高溫腐蝕與防護(hù)。