混合式教學(xué)在《工程材料》課程中的應(yīng)用

郭娜娜 殷鳳仕 王兆君 姜學(xué)波 莫德秀 于文強(qiáng) 王洪濤 孫金釗

摘 要：《工程材料》介紹了常用工程材料的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和選材與應(yīng)用等內(nèi)容，具有科學(xué)性和系統(tǒng)性強(qiáng)、內(nèi)容豐富、應(yīng)用實(shí)例多等特色，也是工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)參考課程。面對學(xué)時(shí)少的問題，經(jīng)過多年努力，在《工程材料》課程內(nèi)容和教學(xué)資源建設(shè)等方面同步開展工作，在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上堅(jiān)持“貫穿主線、突出重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)實(shí)用”的三原則，課程內(nèi)容講授過程中堅(jiān)持“以哲學(xué)思想為指導(dǎo)，理解工程材料中的科學(xué)原理，從科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，將思想政治教育融入課程教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的正確人生觀”的三理念，形成了具有自身特色的，相互配套的立體化教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境，做到了課堂教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)的完美結(jié)合，學(xué)生有分析問題的能力，又有動(dòng)手解決問題的能力，畢業(yè)生受到了用人單位的廣泛好評(píng)。該課程混合式教學(xué)的建設(shè)與實(shí)施不僅可以為本校各院系學(xué)生提供教學(xué)資源，還將為其他院校學(xué)生及社會(huì)學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)資源。

關(guān)鍵詞：工程材料;混合式教學(xué);線上線下

《工程材料》是以材料科學(xué)與工程學(xué)科為基礎(chǔ)，以機(jī)械制造、交通運(yùn)輸工程以及農(nóng)業(yè)工程等學(xué)科為應(yīng)用背景，是面向材料、機(jī)械、汽車等專業(yè)本科生所開設(shè)的一門跨院系專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程介紹了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料等常用工程材料的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和選材與應(yīng)用等內(nèi)容，具有科學(xué)性和系統(tǒng)性強(qiáng)、內(nèi)容豐富、應(yīng)用實(shí)例多等特色，也是工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)參考課程。因此，《工程材料》在線開放課程的建設(shè)不僅可以為本校各院系學(xué)生提供教學(xué)資源，還將為其他院校學(xué)生及社會(huì)學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)資源《工程材料》是高等工科院校機(jī)械類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，以培養(yǎng)學(xué)生合理選用材料，正確選定熱處理工藝方法，妥善安排工藝路線的初步能力為目標(biāo)。注重滲入“面向工程” 的思想，綜合運(yùn)用金屬工藝學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理等先修課程的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)，加強(qiáng)創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)[1]。2019 年通過智慧樹平臺(tái)建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)在線課程，開始了線上線下混合式教學(xué)新模式，課程網(wǎng)址為https：//coursehome.zhihuishu.com/courseHome/2069141#teachTeam。

1. 課程與教學(xué)改革要解決的重點(diǎn)問題

《工程材料》課程是機(jī)械類專業(yè)學(xué)習(xí)過程中的重要先導(dǎo)課程，它既是引導(dǎo)機(jī)械類專業(yè)本科生進(jìn)入專業(yè)領(lǐng)域的入門課程，又是使學(xué)生掌握基本原理的理論課程，也是培養(yǎng)學(xué)生具有自學(xué)能力、獨(dú)立分析能力的綜合訓(xùn)練課程。《工程材料》課程教學(xué)體系龐大、教學(xué)內(nèi)容繁雜，知識(shí)點(diǎn)涵蓋了機(jī)械制造基礎(chǔ)涉及的基本材料、基本原理、基本工藝及新材料、新工藝、新技術(shù)和其它相關(guān)知識(shí)的介紹，而且內(nèi)容抽象，不易理解。目前教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)只有40 學(xué)時(shí)，有的專業(yè)只有32 學(xué)時(shí)。在學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的條件下，怎樣使學(xué)生學(xué)好課程，并讓學(xué)生對課程感興趣是本課程教學(xué)面臨的一個(gè)重要問題。要從根本上解決這個(gè)問題，必須另辟蹊徑，調(diào)整教學(xué)體系，從教學(xué)設(shè)計(jì)和理念上徹底更新，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段上大力改革。

2. 課程內(nèi)容與資源建設(shè)及應(yīng)用

2.1 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)三原則

為了提高教學(xué)效果，我們在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上堅(jiān)持了以下三個(gè)原則：

1）貫穿主線。即在教學(xué)內(nèi)容安排上，以材料的成分、工藝、組織和性能之間的關(guān)系這條主線貫穿始終，講授內(nèi)容分合相濟(jì)，變分散為集中，變模糊為清晰，以利于學(xué)生建立完整知識(shí)體系的概念，保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。

2）突出重點(diǎn)。即采用“刪繁就簡，削枝強(qiáng)干”的方法對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。刪減或淡化那些與核心理論無關(guān)的繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)內(nèi)容的物理意義，促進(jìn)學(xué)生對重點(diǎn)內(nèi)容的掌握。

3）強(qiáng)調(diào)實(shí)用。即堅(jiān)持重點(diǎn)培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生對材料的選用和制定零件加工工藝的能力，為其后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 講授過程中的三理念

在課程內(nèi)容講授過程中堅(jiān)持了以下三個(gè)理念：

1）以哲學(xué)思想為指導(dǎo)，理解工程材料中的科學(xué)原理;

2）從科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維;

3）將思想政治教育融入課程教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的正確人生觀[2]。

2.3 教學(xué)方法

在教學(xué)方法上采用線上自學(xué)和線下課堂輔導(dǎo)及翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)方式，在智慧樹平臺(tái)上建設(shè)了線上課程教學(xué)資源，包括：

1）線上視頻資源：授課視頻49 個(gè)，總時(shí)長521 分鐘。

2）線上測驗(yàn)和作業(yè)：12 次

3）線上期末考試題：題目總數(shù)295 題

4）線上閱讀材料：24 份

此外，線上教學(xué)資源還包括晶體結(jié)構(gòu)、相變、凝固過程等一些動(dòng)畫素材和熱處理過程的現(xiàn)場錄像資料。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面開設(shè)綜合性探究型實(shí)驗(yàn)，將抽象的理論與人們可以感知的實(shí)踐相結(jié)合，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3. 課程教學(xué)內(nèi)容與組織實(shí)施

通過課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)研討和集體備課，交流PPT，互相聽課等形式將多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)改革成果貫穿到課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)每位成員的教學(xué)過程中。2019 年秋季學(xué)期開始在智慧樹平臺(tái)上試運(yùn)行線上線下混合式教學(xué)。通過制作生動(dòng)簡潔的視頻資源和大量練習(xí)題用于線上自學(xué)，結(jié)合案例教學(xué)法，討論教學(xué)法，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法，問題導(dǎo)向教學(xué)法等先進(jìn)的線下教學(xué)方法，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。

4. 課程成績評(píng)定方式

課程考核最終總的成績由平時(shí)成績、期末成績和實(shí)驗(yàn)成績評(píng)定。考核內(nèi)容分配如下：

（1）平時(shí)成績：考核方面主要以課堂作業(yè)、課堂表現(xiàn)和線上學(xué)習(xí)完成情況打分。

（2）期末成績：采取閉卷考試形式，考查專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以及綜合能力。

（3）實(shí)驗(yàn)成績：考核方面主要以實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分。鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)積極動(dòng)手、動(dòng)腦。

平時(shí)成績占10-40%，期末成績占整體成績50-80%，實(shí)驗(yàn)成績占10%。

5. 課程特色與創(chuàng)新

經(jīng)過多年努力，在《工程材料》課程內(nèi)容和教學(xué)資源建設(shè)等方面同步開展工作，形成了具有自身特色的，相互配套的立體化教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境，做到了課堂教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)的完美結(jié)合，學(xué)生即有分析問題的能力，又有動(dòng)手解決問題的能力，畢業(yè)生受到了用人單位的廣泛好評(píng)。主要的教學(xué)改革創(chuàng)新點(diǎn)如下：

1. 在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上堅(jiān)持了貫穿主線、突出重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)實(shí)用的三個(gè)原則。

2. 在教學(xué)內(nèi)容講授過程中堅(jiān)持以哲學(xué)思想為指導(dǎo)理解工程材料中的科學(xué)原理，從科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和將思想政治教育融入教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生正確人生觀的三個(gè)理念。

3. 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面開設(shè)綜合性探究型實(shí)驗(yàn)，將抽象的理論與人們可以感知的實(shí)踐相結(jié)合，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4. 在教學(xué)方法上采用線上自學(xué)和線下課堂輔導(dǎo)及翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)方式。

[參考文獻(xiàn)]

[1]郭娜娜，殷鳳仕，姜學(xué)波，王兆君，于文強(qiáng)，翟慎秋.“工程材料”課程線上線下結(jié)合的教學(xué)模式探索. 教育現(xiàn)代化，2018，10 （87）： 111-112.

[2]郭娜娜， 殷鳳仕， 姜學(xué)波， 王兆君， 翟慎秋， 于文強(qiáng). 思政教育背景下《工程材料》課程的教學(xué)改革.機(jī)電教育創(chuàng)新，2019，4：154-155.

（作者單位：山東理工大學(xué)，山東 淄博 255000）