翻轉課堂在功能材料課程教學中的設計及應用研究

李遠勛 侯銀玲 張文華 董瑋 常飛

摘? ?要：現代化的教育理念在高校教學中的地位越發突出，翻轉課堂憑借其獨特的優勢備受青睞，越來越多的任課教師開始嘗試這一教學模式。對于一些抽象難懂的理工科課程，翻轉課堂可激發學生課下主動學習，活躍課堂氣氛，提升學生學習的成就感和滿意度。翻轉課堂模式在功能材料課程教學中的實踐體現出了明顯的優越性，增加了學生對知識理解的廣度和深度。

關鍵詞：功能材料? 翻轉課堂? 應用? 高校教學模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）09（c）-0213-02

《功能材料》是材料科學與工程類專業學科中一門交叉了物理、化學等多學科、綜合性很強的專業方向課程，是學生學習其它專業課程和今后從事材料科學研究工作的重要基礎，是相關材料學科的紐帶和媒介，在高校教學中的地位越來越突出。功能材料種類繁多、發展迅速、時代性強，因而對功能材料的研究一定要緊跟前沿，傳統的“一言堂”、“填鴨”式的教學模式已不能滿足學生的學習需求。

“互聯網+”時代的到來極大的豐富了人們獲取知識和信息的途徑，本科教學過程中學生追求更多的是師生平等和實時互動，翻轉課堂應運而生[1]。翻轉課堂又稱顛倒課堂，是指利用現代化信息手段，顛倒知識傳遞、內化、鞏固的順序安排，重新規劃課前、課中、課后的教學設計，在正式教學前，學生通過課件PPT、視頻動畫等形式進行知識點的學習，自主解答問題，在正式教學中，針對學生不懂的問題師生共同探討，將學習的決定權由教師移交給學生，實現師生角色互換的教學設計方法[2-3]。

1? 翻轉課堂教學模式的優勢

（1）翻轉課堂最大的優勢在于能夠滿足不同層次學生的學習需求。充分尊重學生的主體地位，“學什么，怎么學”由學生自主決定，老師充當引導角色把控教學進程，學生可以在學習過程中針對自己的薄弱環節和知識缺陷，認真查閱讀輔助材料，更有利于學生內因作用的轉化。

（2）翻轉課堂對教學程序進行了優化。學生通過課前自學發現問題并試圖解決問題，對于不能解決的問題帶到課堂上交流討論，教師再根據學生在學習過程中遇到的重點和難點問題進行系統地講解和剖析，使課堂教學更具針對性，更有利于知識的內化。

（3）翻轉課堂有利于提升學生的綜合能力。學生要想在課堂上表現出色，課前就得下苦工，包括核心知識的理解轉化、額外資料的查詢歸納、講解內容的概括記憶、語言組織表達、PPT制作技巧、英文文獻翻譯以及團隊協作等一系列能力的跟進，還可通過課堂分享學習到其他同學的新思路和新方法，促進共同進步。

（4）翻轉課堂有助于優化過程性考核。傳統的考核方式對平時成績的核定無法如實反映學生的學習過程，而翻轉課堂模式中針對PPT制作效果、講解情況、討論參與度、回答問題正誤等各環節的表現均可給出詳細真實的分值記錄，對學生的付出給予公平正面的肯定，形成良性循環。

2? 翻轉課堂在《功能材料》課程教學中的實踐

根據《功能材料》課程的特點，結合地方本科院校學生的學習能力，今年春季學期在2017級材料化學專業中首次采用翻轉課堂進行部分章節的教學。全班共48名同學，按學號順序分為12個小組，每小組4人;選取的章節內容為壓電材料的應用、熱電效應的類型、光生電動勢的產生、發光材料的種類、激光的特性、納米材料的制備以及智能材料的典型實例。

例如納米材料的制備，學生課前通過視頻和課件學習納米材料的制備方法和原理，并積極查找和研讀相關文獻、每小組選出一篇有代表性的近5年的文獻制作成PPT，拷貝到電腦桌面。課堂上隨機挑選（主動自薦的優先）5個小組到講臺上進行講解，講解時間控制在5min左右，剩余15～20min組織學生圍繞制備方法的適用領域、納米級尺寸的核定兩個問題開展交流討論，討論過程中穿插老師的提點升華，學生表現出很高的學習興趣，課堂氣氛輕松活躍。

文獻的內容極其豐富，通過講解和討論，學生不僅知道了不同制備方法的原料、工藝流程和適用范圍，還學習到了納米材料尺寸的表征方法，例如X射線衍射（XRD）計算、掃描電鏡（SEM）/透射電鏡（TEM）形貌觀察，深化了學生對納米材料概念和類型的形象理解和記憶。另外，高質量的文獻和深入的討論甚至讓學生學習到納米材料的能量帶隙、表面元素或官能團、光催化等常涉及到的性能分析手段，幫助學生形成系統性的學習，鍛煉了學生的思維能力。

又例如發光材料中的研究熱點——稀土離子激活發光，學生課前在已學發光機理基礎上自學光致發光相關內容，并自行查找稀土發光的近年文獻，制作PPT課堂上講解分享。通過這一過程學生除了學習到三基色熒光粉的基體組成、激活離子類型、發光顏色等課本上有的知識外，還了解到不同稀土發光材料的制備方法、能帶結構、激發/發光光譜、潛在應用等課外知識，例如同樣為稀土銪（Eu）摻雜，二價與三價的發光特征卻不一樣，通過文獻對比可知其原因在于不同價態的銪所形成的雜質能級在價帶和導帶中所處位置不同，使材料體系能帶結構上存在差異，拓展了學生的視野，學會持續、深入地學習。

3? 翻轉課堂在《功能材料》課程中實踐的感受與思考

高校的教書育人不僅僅是知識的傳授，教師更應該注重學生綜合素質的培養和提升，使學生具備終身學習的能力，才能不斷適應社會的發展。翻轉課堂模式在學生能力培養方面確實體現出很多獨到之處，翻轉課堂的實施有利于學生學習興趣的激發和主觀能動性的發揮，有助于教學效果的提升。但是通過一學期翻轉課堂的教學實踐深刻體會到想真正把翻轉課堂用好并非易事，任課教師和學生都應為之付出更多的努力，應注意幾個方面。

（1）教師精心做好教學設計是關鍵。不是所有的內容都適合翻轉課堂教學，內容選取不好會適得其反。課前自主學習內容的安排、課上討論環節的設置，甚至包括學生文獻的查選和PPT課件的質量等都很費心思，教師除了要精心設計外還應提前給學生做好引導和監督，宏觀上把好關才能保證教學安排圍繞重點有序高效地展開。

（2）學生接納、自律和積極配合是前提。新觀念新事物的落地都要歷經挑戰，剛開始接觸翻轉課堂學生難免會不知所措，也有學生比較羞怯不愿表現，都需要一定的適應期。另外在翻轉課堂實施過程中或多或少存在部分學生吃大鍋飯、搭順風車的偷懶現象，對于這一部分學生是不能得到鍛煉和提升的，應加強監督和教育。

（3）嫻熟掌握現代教育技能是助推。學校網絡教學平臺的完善和強化，數字圖書館的充分利用，雨課堂微信端的使用，微課慕課視頻的錄制和修改，交流互動軟件的應用等多種現代教育手段的輔助，能極大促進翻轉課堂功效的施展，教師和學生都應主動學習，熟練使用。

綜上所述，在教育部規劃教學改革、教學質量提升的大環境下，高校教師應積極推動翻轉課堂的落地生根，促進教學模式的轉變，不斷滿足學生的學習需求。但任何事物都有正反兩面，翻轉課堂亦是如此，在使用過程中應合理設計、加強監督才能克服其弊端，充分利用翻轉課堂的優勢更好地服務本科教學。

參考文獻

[1] 張艷媛，吳曼，裴天驕，等.翻轉課堂教學模式在高校教學的應用現狀[J].教育現代化，2019，2（12）：80-81.

[2] 黃亞平，陳瑩.翻轉課堂教學模式設計與應用研究[J].中國教育信息化，2016（18）：38-40.

[3] 黃麗衡.翻轉課堂：高校課程理論課教學模式[J].教育現代化，2019，2（10）：172-174.