基于慕課資源的混合式教學改革與實踐

孫俊哲?王志新?樊平

摘要：材料科學基礎是一門重要的專業技術基礎課，知識點較多，綜合性強，理論與實踐并重。為了提升材料科學基礎的教學效果，本研究在教學過程中探索了基于慕課資源的混合式教學模式，在分析現有的教學情況基礎上，進行混合式教學的課程設計，采用多元化的評價體系，建立了反饋機制。通過對慕課教學和傳統教學進行有機結合，以學生為中心，提高了學生學習的積極性，培養了學生主動學習、理論聯系實踐的能力，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：慕課;混合式教學;材料科學基礎;教學改革

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

隨著現代信息技術與教育教學的深度融合，傳統的教學方式已經不能滿足現代“教”與“學”的需求。探究以慕課資源為基礎的混合式教學模式，解決高校傳統課堂教學存在的主要問題，應對信息社會所提出的挑戰迫在眉睫。比爾和梅林達·蓋茨基金會的項目研究發現：混合式教學對于提高學業成就要比單獨的面授或者在線課程更有效。本研究以材料科學基礎為研究對象，基于已有超星網絡教學平臺的慕課資源，進行混合式教學設計，建立了以教師引導督促、學生自主學習為主的混合式教學模式。

一、材料科學基礎的教學現狀

中原工學院材料科學基礎課程歷史悠久，是材料科學與工程專業、材料成型及控制工程專業的主干課，也是一門重要的專業技術基礎課。目前該課程的教學主要采用傳統的教學手段和方式。但是傳統教學以教師教為主，忽略了學生的主體地位，教學效果不明顯，主要存在以下問題：課堂上主要以教師教為主，學生在課堂上缺乏深度的思考，對所學的知識僅限于被動的接受，不利于培養學生獨立思考和批判性思維的能力。例如在教授相圖的知識點時，學生僅僅通過課堂上有限時間內的講解，很難理解并運用相圖的知識點分析一些復雜和實際的問題。隨著信息時代的發展，智能設備在學生中的普及，學生獲得信息和知識的途徑日益增多，學生在課堂上集中精力聽講的比例下降，課堂效率較低。此外，課程考核方式較為單一，不能全面衡量學生掌握以及運用知識點的情況，學生與老師交流的時間有限，評價和反饋機制不夠完善。

二、基于慕課資源的混合式教學優點

基于慕課平臺的混合式教學，就是對慕課教學和傳統教學進行有機結合，將傳統面授式課堂與網絡課堂進行優勢互補。本研究前期在超星網絡教學平臺進行了慕課資源的建設，利用開放、互動的慕課平臺，構建多元、動態的在線學習資源庫，學生可以自主選擇時間、地點和自控進度完成這部分知識的學習，滿足學生個性化學習的需求。同時在課上就學生自主學習過程中遇到的問題展開集中講解，引導學生進行小組討論和合作探究，提高學生的批判性思維能力，促進學生的知識應用與創新。而在課下可利用慕課平臺布置作業，為學生答疑解惑，實現傳統課堂的拓展延伸。

1.組成教師團隊，發揮了教師的引導和督促作用

傳統的面授課堂由單一教師完成，而慕課資源則由多名一線教師組成教師團隊共同完成，每名老師各有所長，從前期的綜合設計、知識點拆分到慕課視頻的錄制，都凝聚著團隊每一名教師的心血。在線上自主學習、課中面對面課堂和課后拓展延伸三個環節中，教師需要起到很好的引導和督導的作用。課前，教師將學習的相關資料和任務提前發給學生，引導學生進行預習;課中，教師根據學生網上學習的情況，有側重點地進行講解，指導學生進行小組討論和答疑;課后，教師督導學生完成相關作業和測驗，并參與網上的討論等。

2.學生自主探究式學習，提高了學生學習的積極性和主動性

混合式教學強調學生的自主探究學習，學生由傳統的被動接受知識變為主動學習。開放、互動的慕課平臺為學生提供了多元、動態的在線學習資源庫，豐富的知識體系代替了單一的學習資源。超星慕課網站上的基本教學資源供學生自學、討論、復習，拓展教學資源豐富、提高學生的專業知識，特別是網站上重點高校的考研真題匯編及考研經驗交流為考研同學提供了很大的方便，近幾年的考研錄取率明顯提高。此外，網站上材料藝術中的圖片欣賞展現了材料內部豐富多彩、妙趣橫生的微觀組織結構，使學生在了解專業知識的同時，也享受著材料的內在美。豐富的學習資源使得學生的學習興趣大大提高，同時可以根據自己的時間安排進行慕課知識的學習，滿足了個性化的需求，因此大大提高了學生學習的積極性和主動性。

3.增加了教師與學生互動交流的機會

在傳統課堂上，教師和學生的交流僅限于課上的講授和課下答疑，很多同學可能由于種種原因無法和教師進行及時的溝通的交流。而慕課平臺則為教師和學生提供了一個很好的交流平臺，學生既可以通過app進行課程內容的學習，也可以利用app的互動功能對教師提出問題，等待教師解答。通過學習通可以實現多種功能，包括課前簽到，課中互動和課后實時交流等，經過調研發現，學生學習的時長和頻率有明顯的改善。教師也可以通過慕課平臺的統計數據掌握學生的學習情況，并及時調整教學進度，同時可以根據學生的作業和測驗進行個性化的指導，真正地做到因材施教，提升了教學效果。

4.建立多元的評價與反饋機制

傳統的教學采用平時成績和期末綜合考核的方式來評價學生的學習情況，在平時討論的過程中，由于班級人數較多，通常話題討論只能有少部分同學參與進來，而且由于時間的限制學生很難把觀點全面展示出來，階段性測驗也要花費大量的時間和精力，而慕課平臺則很好地解決了這些問題。通過在超星慕課平臺討論區發布話題討論，所有的學生都可以參與進來，學生發言的積極性大大提高，通過互評和老師評價，可以對問題有更深層次的理解，提高批判性思維的能力和綜合運用知識的能力。例如學生在討論區交流這門課程學習的方法，考研的經驗等，在討論中共同進步。通過線上測驗，大大節省時間的同時可以及時并充分掌握學生學習的情況，在加強過程性考核的同時，可以全方位多元化評價學生的學習情況，對學生的學習情況進行綜合考評。經過不斷的實踐與探索，材料科學基礎的考核成績由平時的線上、線下學習和期末綜合測試共同構成，學生在線觀看視頻，完成線上作業和測試等，占比30%，線下學習包括考勤、課堂討論、小組展示等，占比10%，期末綜合測評占比60%，從多方面對學生進行考核評價。

三、基于慕課資源的混合式教學的實施

1.教學分析

在開展混合式教學之前，對學生的線上學習條件和能力進行分析，包括學生的學習主動性、自控力、管理能力等，并根據總體的評估數據來設計慕課的教學內容以及學時數。根據課程的特點以及前期的評估，我們教師團隊將材料科學基礎的課程體系重新梳理，課程內容進一步整合，最終把其中重要的40個知識點制作成慕課視頻。經調研發現學生均具備線上學習的條件，但是學生學習的積極性和主動性存在著一定的差異。這就對教師提出了更高的要求，如何設計更吸引學生的課堂，讓學生更多的實時參與進來，在課堂上啟發學生進行深入思考，提高學生的學習興趣和參與程度。在教學中，我們更多的從學生身邊的案例引導學生進行思考，例如生活中衣食住行用到的不同材料，“白雪紛紛何所似？未若柳絮因風起，撒鹽空中差可擬”南北方雪花差異的內在原因等，在自學一定的知識點之后，通過小組話題討論等方式，對所學的知識進行綜合的分析和應用，讓學生感受材料的內在美和科學之美。

2.教學設計

基于慕課平臺的混合式教學，要想取得預期良好的效果，就必須遵循一定的原則進行設計與實施，在整體性、綜合性、開放性和互補性的原則上進行教學設計。課前預習環節教師通過慕課平臺推送相關資源，學生利用碎片化的時間進行預習，掌握學習的重點難點，在規定的時間內完成習題的測評，通過平臺的數據統計，教師掌握學生預習的情況并及時進行交流和討論。課中教學環節教師根據知識點的性質及學生預習的情況，可以采用重點講授、小組討論、實時測驗等方式，教師可以充分利用現代信息工具，讓學生利用手機客戶端實時參與課堂，提高課堂效率，減少學生注意力的分散。例如在講述相圖知識點的時候，學生通過預習可以掌握相率、杠桿定律等基礎知識，而在課中教學環節，教師則可以重點講授的方式講述具體二元相圖和三元相圖的分析過程，然后采用小組討論的方式，讓每個小組學生針對一個相圖問題進行具體的討論和闡釋，這樣既鍛煉了學生的自學能力、綜合運用知識的能力，又鍛煉了學生的溝通能力、團隊合作和口頭表達的能力。課后教學環節的設計包括課后作業、課后總結和知識點測評等，學生在線完成課后作業或拍照上傳，教師采用學生互評和教師評價的方式對學生進行考核。學生根據自學情況和教師講授情況進行知識點總結，通過知識點測評、網上交流討論和調查問卷等形式，教師及時進行教學進度的調整和教學方法的改進，幫助學生更好地進行知識點的學習和掌握。

3.教學實施

在每次上課前，我們都按照課前準備、課中教學和課后總結三個環節實施教學。以材料的結構知識點為例，課前會給學生推送原子結構、原子結合鍵、原子排列方式三個知識點的相關視頻和課件，讓學生通過預習后完成慕課平臺的知識點測評。并布置思考與討論：以可口可樂的三種包裝材料為例，它們分別有什么特點，為什么會呈現出不同的特點？在課中講授的過程中，重點講解原子結合鍵中一次鍵的類型和特點、原子排列中晶體與非晶體的區別。在分組討論的環節，4-6人為一組，每組選出一名小組長，負責小組的分工與協作。討論內容為三大類材料呈現不同性能特點的內在原因。在小組討論的過程中，每組有專門負責記錄的人員，討論結束后，挑選小組任意一名人員來進行闡述，這樣每名同學都有展示自我的機會，并以書面的形式完成小組總結。課后在教師的引導下，學生進行知識點的梳理，材料的結構從一個原子內部的結構、兩個原子之間的結合再到多個原子的排列方式，從微觀到宏觀，理解并掌握相關知識點的內在聯系，學會運用所學知識解釋一些實際問題：例如為什么金剛石和石墨都是碳元素組成，但是卻存在如此大的差異？其中的奧秘就在于碳原子之間的結合方式，通過知識點的梳理和一些實際問題讓學生將所學的知識點運用到實際中。

材料科學基礎是一門理論聯系實踐的課程，采用基于慕課資源的混合式教學模式，打破了傳統的教學模式，實現了課內與課外、線上與線下教學的完美結合，教師引導督促學生主動進行探究式學習，提高了學生學習的積極性。當然，在這種混合式教學的探索階段，課前準備、課中教學和課后總結仍有很多細節需進一步優化，在今后的教學中，我們材料科學基礎教學團隊將會繼續探索和完善這種教學模式，持續改進，以便更好提高課堂教學質量，培養具有綜合素質的應用型人才。

參考文獻

[1] 梁嘉. 基于慕課的高校混合式教學實施策略[J]. 中國教育信息化， 2018， （413）.

[2] L·約翰遜， S·亞當斯·貝克爾等. 新媒體聯盟地平線報告[J]. 開放學習研究， 2016， （2）.

[3] 李倫彬. 基于慕課及微課的計算機基礎課混合式教學模式研究[J]. 遼寧科技學院學報， 2018， （020）.

[4] 孫青竹， 王海波. 材料科學基礎課程教學改革與實踐[J]. 中國冶金教育， 2012， （05）.

[5] 賈淑果， 寧向梅， 田保紅等. 材料科學基礎課程教學體系的改革探索[J]. 中國現代教育裝備， 2018， （007）.

[6] 劉志明. 基于OBE理念的材料科學基礎教學實踐[J]. 廣東化工， 2018， （045）.

[7] 張芬， 宋亮， 曹梅青. 《材料科學基礎》課程的案例互動引導式教學模式探索[J]. 山東化工， 2019， （048）.

[8] 李艷霞， 翟紅雁. 《材料科學基礎》小班授課的教學模式改革研究與實踐[J]. 北華航天工業學院學報， 2018， （028）.

[9] 李佳艷， 趙杰， 葉飛等. 材料科學基礎MOOC平臺課程建設及學習效果探討[J]. 中國現代教育裝備， 2018， （005）.

基金項目：中原工學院2019年度教學改革研究課題“基于慕課資源的混合式教學改革實踐——以《材料科學基礎》為例”（編號：67）

作者簡介：孫俊哲（1988- ）女，中原工學院材料與化工學院副教授，博士，研究方向為納米材料;王志新（1972- ）男，中原工學院材料與化工學院教授，博士，研究方向為金屬材料;樊平（1965- ）男，中原工學院材料與化工學院副教授，博士，研究方向為金屬材料。