劉瑞平 許晨陽(yáng) 黃嘯 韓鵬 王琪

摘? 要：在教育部提出的五大金課目標(biāo)中，線上線下混合式金課凸顯了信息時(shí)代教學(xué)過(guò)程的特點(diǎn)。文章首先概述了線上線下混合式教學(xué)的意義，結(jié)合我校材料科學(xué)基礎(chǔ)課的改革實(shí)踐與探索，從構(gòu)建優(yōu)質(zhì)線上資源、設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容、引入在線虛擬實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化考核評(píng)估體系等四個(gè)方面，提出了材料科學(xué)基礎(chǔ)線上線下混合教學(xué)模式的實(shí)施措施，期望能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)基礎(chǔ);線上線下混合;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）12-0145-04

Abstract： Among the five golden course objectives proposed by the Ministry of education， the online and offline hybrid golden course highlights the characteristics of the teaching process in the information age. This paper first summarizes the significance of online and offline hybrid teaching， combined with the reform practice and exploration of the basic course of material science in our school， puts forward the implementation measures of online and offline hybrid teaching mode of material science foundation from four aspects： constructing high-quality online resources， designing classroom teaching content， introducing online virtual experiment and optimizing assessment system， hoping to improve students' learning interest and learning effect.

Keywords： fundamentals of materials science; online and offline mixing; teaching reform

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，學(xué)校傳統(tǒng)的面對(duì)面單向傳輸式現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)模式已不能滿足學(xué)生需求，融合傳統(tǒng)課堂現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)的混合式教學(xué)，將成為未來(lái)學(xué)校教學(xué)的主要方式?；旌鲜浇虒W(xué)就是把傳統(tǒng)的課堂教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，既可以發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，又可以充分體現(xiàn)學(xué)生作為教學(xué)主體的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性。混合式教學(xué)改革一定會(huì)重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學(xué)，因?yàn)檫@種教學(xué)把傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)間和空間都進(jìn)行了擴(kuò)展，“教”和“學(xué)”不一定都要在同一時(shí)間，同一地點(diǎn)發(fā)生，在線教學(xué)平臺(tái)的核心價(jià)值就是拓展了教和學(xué)的時(shí)間和空間[1-2]。

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程主要闡述了材料的組成與結(jié)構(gòu)、加工工藝、性質(zhì)、使用性能和環(huán)境效應(yīng)等要素之間的相互關(guān)系及其制約規(guī)律。它是材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科下設(shè)本科專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，也是該方向研究生入學(xué)考試的“重頭戲”。材料科學(xué)基礎(chǔ)課程因涉及的專業(yè)知識(shí)面較寬，具有內(nèi)容龐雜、需理解和記憶的知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)且微觀抽象又不乏較強(qiáng)的實(shí)踐性等特點(diǎn)，給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。采用線上線下混合式教學(xué)，線上的資源是開展混合式教學(xué)的前提，因?yàn)樽髡叱珜?dǎo)的混合式教學(xué)就是希望把傳統(tǒng)的課堂講授通過(guò)微視頻上線的形式進(jìn)行前移，給予學(xué)生充分的學(xué)習(xí)時(shí)間，盡可能讓每個(gè)學(xué)生都帶著較好的知識(shí)基礎(chǔ)走進(jìn)教室，從而充分保障課堂教學(xué)的質(zhì)量。在課堂上教師的講授部分僅僅針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)，或者同學(xué)們?cè)诰€學(xué)習(xí)過(guò)程中反饋回來(lái)的共性問(wèn)題。因此，開展線上線下混合式教學(xué)模式改革迫在眉睫。

一、實(shí)施策略

以材料科學(xué)基礎(chǔ)的課程教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的特征及需求分析為基礎(chǔ)，構(gòu)建了材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的線上線下混合式教學(xué)模式和方案（圖1），實(shí)現(xiàn)了不受空間、時(shí)間的限制，線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，為傳統(tǒng)教學(xué)提供了合理的補(bǔ)充。線上主要是以學(xué)生為主體，學(xué)習(xí)相關(guān)教學(xué)視頻，完成教學(xué)測(cè)試，并反饋疑問(wèn);線下主要是以教師為主體，以線上平臺(tái)所提出的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)討論案例，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展;最后學(xué)生和教師共同作為主體，通過(guò)課后作業(yè)及課程考核，共同完成這一門課程的考核與評(píng)價(jià)。

（一）錄制課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)視頻，構(gòu)建線上教學(xué)模式

線上教學(xué)資源的建立是線上線下混合式教學(xué)的基礎(chǔ)。要促使學(xué)生積極主動(dòng)地、高質(zhì)量地完成線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，必須完善線上資源的建設(shè)，具體包括需要對(duì)以前的課件進(jìn)行一些修改，進(jìn)行課程知識(shí)點(diǎn)的分解，錄制和編輯微視頻，以及給知識(shí)點(diǎn)設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)并開發(fā)一些配套的練習(xí)題目等等[2-4]。作者前期組織材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的老師進(jìn)行了知識(shí)點(diǎn)的歸納整理，同時(shí)申請(qǐng)學(xué)校的教學(xué)項(xiàng)目錄制了視頻，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量線上資源的建設(shè)，為線上線下教學(xué)模式的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)（圖2）。具體實(shí)施過(guò)程為，首先明確課程前導(dǎo)內(nèi)容、本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容、對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)要求等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有目的的課前預(yù)習(xí)和在線學(xué)習(xí)。同時(shí)，在相關(guān)平臺(tái)發(fā)布課程資源，如教學(xué)課件、教學(xué)視頻、知識(shí)點(diǎn)考核、參考書目等等，滿足學(xué)生一站式預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)的需求。并通過(guò)SPOC跟進(jìn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)和在線學(xué)習(xí)的情況，建立監(jiān)督、激勵(lì)、答疑解惑機(jī)制，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高自學(xué)效率。

（二）設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容，提高課堂教學(xué)效果

線上線下混合式教學(xué)模式由于加入了線上教學(xué)的部分，傳統(tǒng)的課堂講授部分內(nèi)容變成了學(xué)生線上的自主學(xué)習(xí)，因此，作者需要重新設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容，以線上平臺(tái)所提出的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，增加課堂討論、翻轉(zhuǎn)課堂等環(huán)節(jié)，引入啟發(fā)式、案例式教學(xué)方法和手段，引發(fā)學(xué)生思考與討論，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解，從而提高課堂教學(xué)效果[5]。針對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)這樣一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，公式推導(dǎo)多、理論性強(qiáng)，線上教學(xué)主要可以解決基本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，可以在課堂教學(xué)中設(shè)計(jì)討論環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。如在講解液態(tài)金屬相關(guān)內(nèi)容時(shí)，以“蘋果（iphone）離液態(tài)金屬還有多遠(yuǎn)？”讓學(xué)生在課外閱讀文獻(xiàn)資料，組織學(xué)生在課堂上進(jìn)行探討、研究，以學(xué)生發(fā)言為主，各抒己見(jiàn)，讓學(xué)生直接參與教學(xué)。在探究中讓學(xué)生對(duì)材料科學(xué)中有關(guān)液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)、性能及制備工藝，晶體與非晶體等基礎(chǔ)理論有深入的認(rèn)識(shí)。在介紹Fe-C相圖和金屬材料中的高錳鋼時(shí)，結(jié)合近期出現(xiàn)的關(guān)于高錳鋼燒水壺會(huì)析出錳，讓人變傻、變癡呆、致癌的說(shuō)法瘋傳朋友圈，甚至掀起了一波“換水壺”潮。以“高錳鋼電水壺你還敢用嗎？”為案例，講解研究鋼鐵材料的重要工具Fe-Fe3C相圖，錳對(duì)鋼中奧氏體相區(qū)的影響，錳在鋼中的固溶與析出等。表1列出了材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)的線上線下教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)情況。

（三）在線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

通過(guò)調(diào)研與盤點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源，經(jīng)反復(fù)討論磋商，結(jié)合各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的自身特點(diǎn)，首先，開展在線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)分中心在前期的實(shí)踐條件建設(shè)中，從北京科技大學(xué)引入了部分虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（共可開設(shè)11個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中結(jié)合我校專業(yè)特點(diǎn)，要求學(xué)生至少完成其中6個(gè)）。其次，積極溝通，利用兄弟院校教學(xué)資源開展在線實(shí)踐教學(xué)，與西安理工大學(xué)聯(lián)系，獲得對(duì)方授權(quán)，利用該校的云課堂資源完成“金相顯微試樣制備”部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)（圖3）。再次，錄制實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，對(duì)于沒(méi)有在線資源的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由分中心老師講解、操作并錄制教學(xué)視頻發(fā)給學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合在線答疑完成該部分教學(xué)內(nèi)容。最后，對(duì)于設(shè)計(jì)性等操作要求不高的實(shí)驗(yàn)，開展在線直播教學(xué)。對(duì)于操作要求高，不適合在線完成教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及討論。

（四）優(yōu)化線上線下教學(xué)過(guò)程評(píng)估體系

改變傳統(tǒng)的考核方式，探索“全過(guò)程評(píng)價(jià)+非標(biāo)準(zhǔn)答案”的考核方法。有別于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，采用線上線下混合教學(xué)模式后，需要重新設(shè)計(jì)合理的教學(xué)過(guò)程評(píng)估體系。不僅需要評(píng)估課堂教學(xué)過(guò)程中的學(xué)生參與討論情況，而且需要對(duì)其線上學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行合理的評(píng)估。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的線上教學(xué)過(guò)程評(píng)估體系來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在實(shí)踐過(guò)程中，作者在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)中設(shè)計(jì)了選擇、判斷等多種不定的考核題，以檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在最后的課程評(píng)估中，結(jié)合學(xué)生的線上學(xué)習(xí)、課堂討論和最后課程考試的綜合情況給出最終結(jié)果[6]，形成多元化、全過(guò)程的考核評(píng)價(jià)機(jī)制[7]。

二、結(jié)束語(yǔ)

線上線下混合式教學(xué)模式是在傳統(tǒng)教學(xué)方法上的改進(jìn)與創(chuàng)新，是信息革命的必然產(chǎn)物。線上與線下教學(xué)的結(jié)合不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式中的短板，而且可以進(jìn)一步延伸課堂，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到大幅提升。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師可以通過(guò)QQ群、微信群等將線上教學(xué)與線下教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。材料科學(xué)基礎(chǔ)作為材料類專業(yè)最為重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過(guò)采用線上線下混合教學(xué)模式，學(xué)生可以在課堂教學(xué)外完成相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，同時(shí)可以通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，解決線上學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的疑問(wèn)，教師通過(guò)合理設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，加強(qiáng)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的討論，使得學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度得到大幅度提高，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。

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