混合式教學模式在材料力學性能課程中的應用

（攀枝花學院釩鈦學院 四川·攀枝花 617000)

0 引言

材料力學性能是各高等院校材料類專業學生必修的專業基礎課程。通過學習材料力學性能，將材料工程理論與實踐相結合，進一步掌握材料各種力學性能的基本概念、物理本質、變化規律及性能指標的工程意義，了解影響材料力學性能的主要因素，掌握材料力學性能與其化學成分、組織結構、制備與加工和使用效能的關系，基本掌握提高材料力學性能指標、充分發揮材料力學性能潛力的主要途徑，了解材料力學性能的測試原理、方法及儀器設備，培養學生具有初步的材料失效分析、合理選材、用材，以及開發新型材料的技能。本課程具有內容涉及面廣泛、學科交叉性強，知識點多，理論與實際相結合、理論性和實踐性都較強的特點。因此，如何通過課堂教學使學生掌握材料的各種力學性能具有較大的難度。

根據本校材料科學與工程專業的學生學習本課程的情況看，該課程的學習效果不是很好，跟其它專業課程相比，平均分偏低，不及格率較高。通過具體分析和總結，原因如下：首先，本課程涉及“材料化學”、“物理化學”、“材料力學”、“材料科學基礎”、“金屬材料及熱處理”、“材料制備與加工”等前驅課程的內容較多，由于學生對這些課程的理解和掌握程度不夠，各知識點之間不能形成有機聯系，不能做到環環相扣遞進式深入學習。這是導致本課程學習難度較大的重要原因。其次，隨著人才培養方案的調整，材料力學性能課程的學時數不斷被縮減，要在較少學時內把涉及材料的各種力學性能的知識講解清楚，對教師提出了巨大的挑戰；再次，傳統的授課方式是以課堂教學為主，重理論，輕應用，這種教師“滿堂灌”、“填鴨式”的教學模式使得學生只能被動地接受知識，很難有效調動學生學習的主動性。綜上所述，材料力學性能課程改革勢在必行。

隨著信息技術與網絡技術的飛速發展，新技術、新思想、新理念層出不窮，傳統的教育理念和教學手段受到了沖擊，高校教師們將網絡技術運用于高校專業課程教學中，出現了兼具課堂學習和在線學習的優勢的新型混合式教學模式。混合式教學模式是教學理念的一種變革，這種變革改變了學生對學習的認知方式，它把學習的主動權從教師的手上交還給學生，教師以引導、督促為主，能夠促使學生自主學習，有效促進學生在專業課程的學習上傾注更多時間，明顯提高學習效率和效果。

筆者結合材料力學性能的課程特點，根據不同的教學內容，打破傳統的“老師教，學生學”這種單一課堂講授知識的教學手段，采用傳統課堂教學方式、翻轉課堂、微課等多種方式相結合的教學模式，形成適合課程特點、教師教學風格和學生學習習慣的混合式教學模式，并對教學評價方式做了相應的改革，取得了良好的教學效果。

1 移動網絡教學平臺的搭建

作為混合式教學模式的重要支撐，移動網絡教學平臺的搭建必不可少。在選課結束之后課程開始之前，教師應了解學生的學習情況，根據學生的意見選擇學生習慣使用的移動學習平臺(例如超星學習通、優慕課、雨課堂等)搭建網絡教學平臺。微課視頻是移動網絡教學平臺的核心資源。如何在連貫且龐雜的課程體系中選擇合適的內容來制作微課視頻呢？其原則既要保證內容相對獨立，同時為吸引學生的學習興趣，又要盡量提高視頻的趣味性和實用性。微課視頻除了要保證內容獨立完整外，還應盡量控制時長在10分鐘左右，避免時間過長而使學生產生厭學情緒。作業庫是移動網絡教學平臺的一個重要模塊。教師通過建立題庫，不僅方便平時作業的布置和在線測驗，期末考試試卷也可以從題庫中組合而成。課前十分鐘通過選擇合適的客觀題對學生進行在線測驗，系統可以馬上得出分數和成績分析，讓教師及時調整課堂教學內容，對學生的知識誤區和存在的問題進行針對性的糾正和解答。

2 翻轉課堂的實施情況

由教師的課堂講授來完成的知識傳授和學生在課后通過作業、操作或者實踐來完成的知識內化這兩個階段組成了傳統教學過程。在翻轉課堂上，這種教學過程受到了顛倒，知識傳授在課外通過觀看微課視頻、查閱相關資料、與教師和同學進行在線交流和討論等方式完成，知識內化則在課堂中經老師的輔導與同學的討論而完成的，這種與“老師在課堂上講授課程內容，學生課后在家里完成相應的作業”的傳統教學方式正好相反的課堂模式，被稱之為“翻轉課堂”。翻轉課堂的核心特點是在課堂中把傳統課堂教學中的教師講授時間更多地讓給學生的學習活動，比如小組討論、案例展示、問題解答等。教師應該精心設計相關內容，圍繞與所講課程內容相關的真實案例開展學習活動，讓學生能夠在交互協作中完成學習任務。為了提高學生學習興趣，增加翻轉課堂的活躍程度，要盡量選取一些趣味性較強、與生活或工程實際聯系緊密的案例作為翻轉課堂的內容。具體案例如下：

案例：在學習材料的沖擊韌性及低溫脆性的前一周，布置其中一項課前學習任務為觀看電影“泰坦尼克號”，并要求其結合查閱相關資料及微課視頻的學習總結導致沉船的外在因素和外在因素并在課堂中展開討論最后教師進行總結。1912年，號稱永不沉沒的泰坦尼克號首航沉沒于冰海，成為和平年代令人難以忘懷的悲慘海難。通過教師的引導，學生能從外在因素（溫度、加載速率等）和內在因素（鋼板成分、連接方式等）對事故的產生原因進行分析，提出相應的改進措施。

在進行翻轉課堂教學的前一周，教師將相關內容上傳至網絡教學平臺，并通知學生完成預習工作；上課前兩天，讓學生在網上提交學習報告，教師認真批閱并總結學生的學習情況，及時調整上課內容。在課堂活動中，教師要求學生在講臺上展示相應案例的產生原因及改善或防止措施，教師針對知識誤區或者缺漏之處給予指正和補充。為了督促學生做好課前的準備，隨機抽取上講臺講解的學生，給學生一定的壓力，從而提高了上課的教學效果。

3 教學評價方式的改革

教師針對課程的評價方式也進行了相應的改革，傳統考核方式主要由期末考試成績決定，而現有課程考核應加大過程考核比重，分為過程考核和期末考試成績兩部分。其中過程考核成績由線上學習情況和課堂表現兩大部分組成。線上學習情況包括在線學習時間、網上提交學習報告質量、在線測驗成績、線上討論參與程度等，課堂表現則包括學生在課堂上的展示、討論、回答問題環節中的參與程度和完成質量，根據實際情況合理設置各項成績所占的比例。

4 結語

隨著信息技術和互聯網技術的高速發展，在專業課程上開展混合式教學是未來教學發展的必然趨勢，這就要求各高等院校要在教學時間安排上予以支持并投入資金用于教學資源建設，教師要更新教學理念和教學方法，且適應自己從知識的傳授者到學習的引導者、督促者的身份轉變并對整個課程教學過程進行精心設計和探索。實踐證明，混合式教學模式能使教學內容與學生的學習活動或學習需求緊密聯系起來，能夠順利地完成材料力學性能課程的教學目標，提高學生參與課程教學的積極性和主觀能動性，激發學生產生探究性行為和思辨能力，獲得較好的學習效果。