朱玲玲，張宗濤，周軼凡，張 良，劉洛強(qiáng)，張 星

(鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

關(guān)鍵字：材料物理性能；線上線下混合式；教學(xué)質(zhì)量

《材料物理性能》作為材料科學(xué)與工程的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生掌握材料基本性能，判斷材料優(yōu)劣，正確使用材料和設(shè)計(jì)制造材料的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1-2]。該課程涉及眾多概念原理、公式推導(dǎo)和計(jì)算，旨在利用物理學(xué)理論闡述材料的宏觀性能及規(guī)律[3]。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)僅通過課本學(xué)習(xí)以及教師講解，授課的形式單一，課程考核形式單一，只注重結(jié)果而忽略了過程，師生之間缺乏互動(dòng)交流，學(xué)生的疑惑和問題得不到有效的解決，這些都讓該課程的教學(xué)效果大大折扣，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程專業(yè)知識(shí)掌握不牢固，對(duì)后面深入學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)課程、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)以及未來科研或工作都有著重要的影響[4-6]。而中國大學(xué)MOOC平臺(tái)的風(fēng)靡，“線上線下混合式”教學(xué)理念的提出有望改善當(dāng)前課堂的狀態(tài)，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高課程教學(xué)效果[7]。該課程以“線上線下式混合教學(xué)”的教學(xué)形式代替“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)形式，以學(xué)生為中心完善理論教學(xué)，創(chuàng)建適應(yīng)學(xué)生個(gè)性發(fā)展、創(chuàng)業(yè)就業(yè)需要、符合培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)格的新課程教學(xué)體系。

1 《材料物理性能》的教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前，《材料物理性能》課程的教學(xué)仍然是以老師為主導(dǎo)的“滿堂灌”式傳統(tǒng)教學(xué)模式展開，授課形式、教學(xué)內(nèi)容和考核形式都過于單一，學(xué)生的個(gè)性、主動(dòng)性以及創(chuàng)造性得不到充分的展示，再加上本課程復(fù)雜的概念原理、公式推導(dǎo)與計(jì)算，這些必將導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)吃力，產(chǎn)生枯燥無聊、厭學(xué)不學(xué)的情緒[8-9]；國務(wù)院在《“十三五”國家信息化規(guī)劃》中提出，要建設(shè)適合我國國情的在線開放課程和公共服務(wù)平臺(tái)，支持具有學(xué)科專業(yè)和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)優(yōu)勢的高等院校開放共享優(yōu)質(zhì)課程，提供全方位、高質(zhì)量、個(gè)性化的在線教學(xué)服務(wù)[10]。而在新型冠狀病毒肆虐，學(xué)生不能返校的特殊時(shí)期，全國各個(gè)高校的慕課資源全部開放，以中國大學(xué)MOOC、騰訊會(huì)議、學(xué)堂云、學(xué)習(xí)通等學(xué)習(xí)平臺(tái)為依托，開始進(jìn)行線上授課，充分完成了“停課不停學(xué)”的教學(xué)任務(wù)[11]。自2013年以來，慕課以突出學(xué)習(xí)者的中心地位，提供碎片式的學(xué)習(xí)以及打破時(shí)空的界限等優(yōu)勢收到廣大師生的歡迎。

為了提升教學(xué)質(zhì)量，《材料物理性能》課程教學(xué)的建設(shè)和改革勢在必行?；谀秸n、專屬在線課程(SPOC)或其他在線課程與線下面授有機(jī)結(jié)合，利用信息系統(tǒng)作為教學(xué)資源的載體，把“線上線下混合式” 授課作為教學(xué)活動(dòng)的助推器；以學(xué)生適應(yīng)社會(huì)需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為重點(diǎn)，促進(jìn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)課程的理論教學(xué)和應(yīng)用能力培養(yǎng)進(jìn)行改革創(chuàng)新[12]。

2 “線上線下混合式”授課

“線上線下混合式”授課以多種形式的互動(dòng)教學(xué)方法和信息技術(shù)的廣泛使用，形成以學(xué)生為中心的個(gè)性化教學(xué)、探究式教學(xué)和翻轉(zhuǎn)式教學(xué)。與以教材、教師和課堂為中心的舊教學(xué)理念不同，“線上線下混合式”授課以學(xué)生、社會(huì)知識(shí)和學(xué)術(shù)活動(dòng)為中心，知識(shí)的輸入在線上，而問題的解決與處理在線下，老師整體把握設(shè)計(jì)課程。這種以“線上線下混合式”授課為主要代表的教學(xué)方式的改革勢必會(huì)沖擊改變著現(xiàn)在的教學(xué)體系，高校和教師更應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代潮流，立足自身優(yōu)勢，展開特色教學(xué)，營造出有利于成長成才的教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)出具有自主力、創(chuàng)新力的人才[13]。為深入推進(jìn)“線上線下混合式”授課的建設(shè)和改革，更好的展開理論教學(xué)，需要加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)、突出學(xué)生的中心位置、完善線上平臺(tái)建設(shè)、進(jìn)行科學(xué)考核和具備有效的質(zhì)量監(jiān)督體系。

2.1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

課程的教學(xué)質(zhì)量很大程度上取決于師資隊(duì)伍的建設(shè)，師資隊(duì)伍的能力和職業(yè)素養(yǎng)水平建設(shè)是推進(jìn)課程建設(shè)和改革的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以教材和教師為知識(shí)的來源，老師擁有絕對(duì)的權(quán)威，束縛了學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新能力；而現(xiàn)代的“線上線下混合式”授課，知識(shí)來源于整個(gè)社會(huì)，涉及的知識(shí)面廣泛。因此，加強(qiáng)教師隊(duì)伍的學(xué)習(xí)，有效了解與課程相關(guān)的最新研究成果, 能始終站在學(xué)科的前沿, 不斷更新教學(xué)內(nèi)容, 實(shí)現(xiàn)科研和教學(xué)相互促進(jìn)[14]。在課程建設(shè)期間，主講教師向國內(nèi)外教學(xué)名師積極學(xué)習(xí)，利用網(wǎng)絡(luò)公開課等線上資源、線下教學(xué)交流會(huì)議、國內(nèi)其他單位調(diào)研、訪學(xué)等機(jī)會(huì)，提高自己的專業(yè)水平。與此同時(shí)，課程團(tuán)隊(duì)教學(xué)具備強(qiáng)烈的改革意識(shí)、先進(jìn)的教學(xué)理念，掌握基于社交網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)方式，熟悉多媒體、電子黑板等教學(xué)設(shè)備的操作使用；開展各類教學(xué)活動(dòng)(包括疑點(diǎn)解答、小組討論、課堂考試等，積極嘗試案例式、討論式、項(xiàng)目式等)，引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，注重因材施教，全面推進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

2.2 突出以學(xué)生為中心

“線上線下混合式”教學(xué)模式改革的一大特點(diǎn)就是將學(xué)生放在教育教學(xué)的中心位置。老師根據(jù)中國大學(xué)MOOC平臺(tái)線上每個(gè)人的反饋可以充分了解每一個(gè)同學(xué)學(xué)習(xí)狀態(tài)，有利于因材施教，充分發(fā)揮學(xué)生的特長和優(yōu)勢，有效地促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)和資源共享[15]。在線上，教師制定出可以達(dá)到最好效果的教學(xué)方案上傳至線上平臺(tái)，比如上傳小視頻帶入同學(xué)們走入課堂內(nèi)容；提出小問題讓同學(xué)回答以深入學(xué)習(xí)，根據(jù)線上平臺(tái)反饋出的結(jié)果，可以幫助老師了解學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和接受特點(diǎn)，從而適當(dāng)調(diào)整線下教學(xué)方案；而同學(xué)們根據(jù)自己的課前預(yù)習(xí)把遇到的問題及難點(diǎn)進(jìn)行梳理，可在線下教學(xué)活動(dòng)中積極與老師討論。

特別是利用“翻轉(zhuǎn)課堂”等形式，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)。在《材料物理性能》連續(xù)三個(gè)學(xué)期的課程建設(shè)和改革過程中，翻轉(zhuǎn)課堂效果突出。其中，在2019-2020學(xué)年，蘇捷等同學(xué)為更深入地學(xué)習(xí)熱膨脹在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)方面的知識(shí)，在課堂上介紹了陶瓷材料坯釉適應(yīng)性與熱膨脹的關(guān)系，讓同學(xué)們拓展學(xué)習(xí)了坯體和釉的熱膨脹系數(shù)與釉面紋路美麗的瓷器的本質(zhì)聯(lián)系；在2020-2021學(xué)年，王云飛、肖亦周和林致遠(yuǎn)等同學(xué)對(duì)聚合物先驅(qū)體陶瓷溫度傳感器產(chǎn)生濃厚興趣，向同學(xué)們展示了這一領(lǐng)域的成果：通過合成SiAlBCN五元體系先驅(qū)體，采用新型的制備與連接方法，使溫度傳感器極限測溫高達(dá)1300 ℃，且重復(fù)性良好，可在高溫環(huán)境下長時(shí)間穩(wěn)定工作。這些成績和成果的展示，既發(fā)揮了學(xué)習(xí)中學(xué)生的主體作用，滿足了他們的個(gè)性化學(xué)習(xí)，又拓寬了他們的眼界與思維，引發(fā)他們對(duì)專業(yè)知識(shí)更深一步的探索，大大加強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通與表達(dá)能力、創(chuàng)新能力、思辨能力、多元思維等適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展所需的綜合能力和素質(zhì)的培養(yǎng)[16]

2.3 豐富“線上線下”平臺(tái)建設(shè)

課程設(shè)計(jì)遵循“兩性一度”的“金課”標(biāo)準(zhǔn)(高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度)，重視課程資源與學(xué)習(xí)活動(dòng)的有機(jī)融合[17]。該課程的核心是將材料性能與微觀本質(zhì)建設(shè)聯(lián)系，內(nèi)容比較抽象，課堂講授的內(nèi)容學(xué)生不容易理解和消化。“線上線下混合式”授課將系統(tǒng)制作題材廣泛、內(nèi)容豐富的多媒體教學(xué)資料庫，不僅為教師組織課堂教學(xué)提供了優(yōu)質(zhì)素材，極大地方便了課堂教學(xué)；更是將各類材料性能具體應(yīng)用案例及微觀機(jī)制以視頻、動(dòng)畫的形式直觀和形象的演示出來，還可以利用著名的歷史事件或熱點(diǎn)新聞中的材料性能激發(fā)學(xué)生課前學(xué)習(xí)的興趣。例如, 由于材料熱脹冷縮，傳統(tǒng)鋼軌之間銜接處有專為鋼軌受熱膨脹伸長而設(shè)的縫隙，以避免在溫度變化時(shí)鋼軌產(chǎn)生相互擠壓、扭曲和上拱，使鐵路變形。但是，作為新時(shí)代深受大眾喜愛最為便捷快速的交通工具，高鐵軌道卻采用的是無縫鋼軌，引導(dǎo)學(xué)生思考“無縫鋼軌是如何克服熱脹冷縮呢？”。

其次，當(dāng)啟發(fā)學(xué)生帶著熱情與問題走進(jìn)課堂后，在課堂上充分引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容深入思考，組織學(xué)生對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題討論思考，深化對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)知。課后除布置作業(yè)以鞏固和強(qiáng)化學(xué)習(xí)成果，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生基于先前課程內(nèi)容對(duì)前沿的科學(xué)研究和學(xué)術(shù)發(fā)展及應(yīng)用前景進(jìn)行學(xué)習(xí)了解，定期舉行討論活動(dòng)，對(duì)相關(guān)內(nèi)容以視頻、圖片或者PPT等形式進(jìn)行交流探討，達(dá)到二次鞏固知識(shí)的目的[18]。

此外，鼓勵(lì)學(xué)生將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)用于具體實(shí)踐。在課程建設(shè)和改革過程中，引導(dǎo)有余力的同學(xué)積極參加各類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽等比賽，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考問題和解決問題的能力及應(yīng)用能力等綜合素質(zhì)。課程建設(shè)期間，授課學(xué)生的競賽成果豐碩。例如，蘇捷參與發(fā)明的《一種壓力傳感器》被國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)；韋祎、王震霖和葉楊等以《摻硼金剛石規(guī)模化處理垃圾滲濾液的開拓者》項(xiàng)目榮獲2020年河南省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽暨第六屆中國“互聯(lián)網(wǎng)”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽河南賽區(qū)選拔賽一等獎(jiǎng)；蘇捷、劉文龍和徐婷婷等創(chuàng)作的作品《陶瓷材料低溫瞬時(shí)閃燒工藝設(shè)備》在鄭州大學(xué)2019年節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競賽中榮獲二等獎(jiǎng)；吳澤等同學(xué)在第十三屆“認(rèn)證杯”數(shù)學(xué)中國數(shù)學(xué)建模網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)賽全國比賽第一階段中榮獲一等獎(jiǎng)。

2.4 進(jìn)行科學(xué)考核方式建設(shè)，加強(qiáng)過程考核

傳統(tǒng)教學(xué)方式的考核是以期末考試為最終的成績，考核方式單一，忽略了過程，不能全面地評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，限制了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。為了客觀、合理、全面地考核學(xué)生課程的學(xué)習(xí)情況，“線上線下混合式”授課的考核包括過程考核和期末卷面考試兩大部分，每一部分各占50%，過程與卷面并重。期末卷面考試方式為閉卷考試，著重對(duì)基本概念、基本理論、基本計(jì)算以及材料性能的改善和材料應(yīng)用進(jìn)行考查。過程考核具體又包括線上學(xué)習(xí)和課堂表現(xiàn)兩大部分。線上學(xué)習(xí)由作業(yè)成績、單元測試、論壇討論活躍度及期末考試組成，課堂表現(xiàn)由慕課堂點(diǎn)名、提問、測試及翻轉(zhuǎn)課堂所組成?！熬€上線下混合式”授課教學(xué)的模式分為如下步驟：

2.4.1 課前預(yù)習(xí)

在上課之前，任課教師根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)需要提前準(zhǔn)備即將進(jìn)行的教學(xué)內(nèi)容,包括PPT課件、課前問題的設(shè)置、教學(xué)流程以及教學(xué)要求等資料，將相關(guān)資料傳送至中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上，讓同學(xué)們做好預(yù)習(xí)，記錄好預(yù)習(xí)過程中的問題；

2.4.2 課 中

課堂正式開始后，通過慕課堂進(jìn)行點(diǎn)名，確保所有同學(xué)到場上課；根據(jù)同學(xué)們?cè)诰€上對(duì)設(shè)置問題回答的情況展開針對(duì)性的教學(xué)，針對(duì)學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中的問題進(jìn)行交流討論，解答他們的疑惑；課堂結(jié)束后，在中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上上傳測驗(yàn)作業(yè)、作業(yè)題以及討論題目；

2.4.3 課 后

對(duì)于同學(xué)們?cè)谟懻搮^(qū)的問題，及時(shí)答復(fù)；根據(jù)中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上的反饋的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，充分把握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，做到因材施教，讓每一個(gè)同學(xué)的個(gè)性和特點(diǎn)得到最大程度的張揚(yáng)。同時(shí)，教師也要反思在教學(xué)過程中的不足，不斷改進(jìn)自己的教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容，從而提高以后的教學(xué)質(zhì)量。

課程的期末總成績?cè)诰€上中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上由系統(tǒng)按照如下設(shè)置的比例計(jì)算出過程考核的總成績：

(1)總成績?cè)u(píng)分規(guī)則：

①課程總成績=作業(yè)成績×30%+單元測試成績×30% +論壇討論活躍度×5% + 期末考試×35%

②采用百分制計(jì)分，60分及以上為合格。

(2)分項(xiàng)評(píng)分規(guī)則

①作業(yè)：以帶有研究性質(zhì)的問答題為主。要求每位同學(xué)獨(dú)立思考，并作答，占總成績30%。

②單元測驗(yàn)：測驗(yàn)以單選題、多選題、判斷對(duì)錯(cuò)題等客觀題為主。系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分，并記錄前三次作答成績，取最高分，占總成績30%。

③論壇討論表現(xiàn)：每學(xué)習(xí)單元的最后一講會(huì)發(fā)布1個(gè)討論話題，系統(tǒng)根據(jù)每位同學(xué)的參與度自動(dòng)評(píng)分，占總成績5%。

④期末考試：50道客觀題，每題2分，滿分100分，占總成績35%。

線上與線下的高效結(jié)合，過程考核與期末卷面考試的相輔相成，有效避免僅由卷面考試成績簡單地評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的現(xiàn)象, 有利于更客觀、更公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成績。

2.5 建立切實(shí)有效的課程質(zhì)量監(jiān)控體系

為了客觀地評(píng)價(jià)課程的建設(shè)情況, 我們建立了有效的課程質(zhì)量監(jiān)控體系：(1)邀請(qǐng)學(xué)校和學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組專家對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行定期和不定期的質(zhì)量跟蹤檢查，并積極交流可改進(jìn)之處；(2)通過網(wǎng)絡(luò)留言、調(diào)查問卷的形式聽取學(xué)生對(duì)教師的師德師風(fēng)和授課水平、教學(xué)內(nèi)容、考核考試等方面的意見，其中，在《材料物理性能》課程建設(shè)滿意度調(diào)查問卷中，100%學(xué)生贊成“線上線下混合式”教學(xué)模式，認(rèn)為自己的專業(yè)知識(shí)和綜合能力得到提高，課程教學(xué)改革與實(shí)踐成果顯著。

通過傾聽專家和學(xué)生的評(píng)價(jià)意見, 可幫助課程組教師及時(shí)總結(jié)課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，從而有針對(duì)性地改進(jìn)教學(xué)工作和課程建設(shè)工作。教學(xué)過程全程有記錄、可追溯、可測量，從資源、到教學(xué)、到管理全面打通，保證了從教學(xué)目標(biāo)到教學(xué)資源、教學(xué)組織和教學(xué)評(píng)價(jià)之間數(shù)據(jù)有效的銜接性、整體性和科學(xué)性。

3 結(jié) 語

《材料物理性能》作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，知識(shí)點(diǎn)多且涉及面廣，在“線上線下混合式”授課過程中突出材料的性能、結(jié)構(gòu)、組成和制備工藝之間的關(guān)系，同時(shí)充分利用現(xiàn)代化信息平臺(tái)，將最新的科研成果融入到理論教學(xué)中，充分提高了學(xué)生的理論能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的需要，社會(huì)對(duì)人才的培養(yǎng)方式以及培養(yǎng)目的也在不斷地發(fā)生變化，《材料物理性能》課程教學(xué)的內(nèi)容和方式也將進(jìn)行持續(xù)的調(diào)整和改革。課程改革任重道遠(yuǎn)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)將砥礪前行！