一流課程建設(shè)背景下無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)研究與實(shí)踐

劉敬肖，史 非，張晶晶，姜淑文，劉素花

（大連工業(yè)大學(xué) 紡織與材料工程學(xué)院，遼寧 大連 116034）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求不斷提高。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量。2019 年教育部《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》中提出要聚焦新工科建設(shè)，建設(shè)一批培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的一流本科課程。當(dāng)前，采用傳統(tǒng)的面對面單向傳輸式現(xiàn)場授課和學(xué)習(xí)模式已不能滿足培養(yǎng)高質(zhì)量人才的需求，線上線下混合式教學(xué)必將成為未來高等教育的發(fā)展趨勢。無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是實(shí)現(xiàn)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)要求的重要單元，課程教學(xué)不但要將“掌握無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，具有無機(jī)非金屬材料新產(chǎn)品、新技術(shù)研發(fā)能力”作為課程的培養(yǎng)目標(biāo)，同時(shí)還要更加注重“解決復(fù)雜工程問題能力”“研究能力”“團(tuán)隊(duì)合作”“溝通能力”和“終身學(xué)習(xí)”等能力的培養(yǎng)，因此，在一流課程建設(shè)背景下，對無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行研究與實(shí)踐對于實(shí)現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)具有重要意義。

一、線上線下混合式教學(xué)應(yīng)解決的重點(diǎn)問題

《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的12 項(xiàng)畢業(yè)要求中明確指出培養(yǎng)學(xué)生“研究能力、分析問題和解決復(fù)雜工程問題等能力”的重要性。材料科學(xué)與工程和無機(jī)非金屬材料工程等材料類專業(yè)對實(shí)踐環(huán)節(jié)具有很高的要求，《材料類專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》提出：“專業(yè)課實(shí)驗(yàn)開出率應(yīng)達(dá)到90%以上，其中綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課程占總實(shí)驗(yàn)課程比例大于60%，”由此可以看出，創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的培養(yǎng)在材料類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中尤其重要。無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)作為無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)和主干課程，課程質(zhì)量對于培養(yǎng)無機(jī)非金屬材料工程領(lǐng)域創(chuàng)新、應(yīng)用型人才至關(guān)重要。因此，基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的目標(biāo)導(dǎo)向需求，在一流課程建設(shè)背景下，無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程建設(shè)與改革應(yīng)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）立足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求和人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容與課程體系，力爭在課堂教學(xué)中引入工程和科研實(shí)踐案例，滲透思政信息，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力；（2）加強(qiáng)課堂設(shè)計(jì)，以學(xué)生為中心，通過研討式教學(xué)使學(xué)生能夠深入理解基礎(chǔ)理論知識(shí)，提高其分析問題能力；（3）充分利用網(wǎng)絡(luò)課程資源和線上線下混合式教學(xué)，解決好教與學(xué)之間的矛盾問題，進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

目前，無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)在一流課程建設(shè)背景下，已對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)課件和教學(xué)視頻重新進(jìn)行了完善和提高，網(wǎng)絡(luò)課程資源也更加豐富，增加了更多的科研案例，并先后于2018 年和2020 年獲評校級精品課程和遼寧省線上線下混合式教學(xué)一流課程。在上述課程內(nèi)容建設(shè)基礎(chǔ)上，如何進(jìn)一步完善和提高線上線下混合式教學(xué)質(zhì)量和效果就顯得尤為重要。

二、利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行線上輔助教學(xué)

近年來，通過對大量相關(guān)文獻(xiàn)的查閱及總結(jié)，以及通過對無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程建設(shè)和線上線下混合式教學(xué)模式的研究與實(shí)踐，課組教師在線上線下混合式教學(xué)模式建設(shè)與改革方面取得了長足的進(jìn)步和豐碩的研究成果，獲得了很多具有建設(shè)性意義的理論規(guī)律和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐表明，利用超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)輔助教學(xué)更有利于解決教與學(xué)之間的矛盾問題。例如，利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)分別針對學(xué)生的課前、課中和課后三個(gè)階段進(jìn)行輔助教學(xué)，通過在課前發(fā)布學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)課件和錄制的講解重要知識(shí)點(diǎn)的短視頻，能夠幫助學(xué)生達(dá)到高效的預(yù)習(xí)效果，學(xué)生在上課時(shí)帶著問題去聽，能夠起到事半功倍的效果。

傳統(tǒng)教學(xué)中，教師在課堂上不得不針對大多數(shù)學(xué)生講授相同的課程知識(shí)，這往往導(dǎo)致尖子生“吃不飽”和基礎(chǔ)差的學(xué)生“吃不消”的局面。而采取超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)進(jìn)行線上輔助教學(xué)，既可為尖子生拓展專業(yè)視野提供更豐富的網(wǎng)絡(luò)課程資源；同時(shí)，又可使網(wǎng)絡(luò)課程資源成為基礎(chǔ)薄弱學(xué)生的強(qiáng)心劑和加油站。網(wǎng)絡(luò)課程中的錄播課、短視頻和課件能夠幫助學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生通過多次反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)，真正理解和掌握課程基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識(shí)，從而達(dá)到尖子生學(xué)得更好和差等生能學(xué)好的雙重效果。而且，通過學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)課程資源的自主學(xué)習(xí)，能夠有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和理解能力。因此，借助超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)進(jìn)行輔助教學(xué)能夠讓全體學(xué)生受益，不但是解決尖子生吃不飽和差等生吃不消問題的有效辦法，而且還是全面提高全體學(xué)生學(xué)習(xí)能力和拓展其專業(yè)視野領(lǐng)域的最佳途徑。

三、以學(xué)生為中心進(jìn)行線上互動(dòng)式教學(xué)

疫情期間，線上教學(xué)成為主要的教學(xué)模式，為了讓學(xué)生能夠收到良好的學(xué)習(xí)效果，課組教師進(jìn)一步完善了網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源，更新了教學(xué)課件，并重新錄制和上傳了新的課程錄播課短視頻。通過近一段時(shí)間的線上教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，以學(xué)生為中心的線上互動(dòng)式教學(xué)更有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力方面發(fā)揮了重要作用。

2021 年11 月的線上教學(xué)期間學(xué)生不同日期訪問網(wǎng)絡(luò)課程頁面的統(tǒng)計(jì)次數(shù)如圖1 所示，可以看出，有6 天時(shí)間學(xué)生的訪問次數(shù)呈現(xiàn)出峰值狀態(tài)，而呈現(xiàn)出峰值的時(shí)間正好與線上教學(xué)的時(shí)間段吻合，60 多名同學(xué)平均日訪問次數(shù)達(dá)到了600 多次，說明線上教學(xué)能夠大大促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

圖1 2021 年11 月線上教學(xué)期間學(xué)生訪問網(wǎng)絡(luò)課程頁面次數(shù)統(tǒng)計(jì)

此外，通過線上互動(dòng)，教師能夠及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和對知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，從而更加有針對性地加強(qiáng)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解和練習(xí)。某次線上教學(xué)隨堂練習(xí)判斷題學(xué)生回答情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2 所示。對學(xué)生某測驗(yàn)題的回答正確和錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)情況如圖3 所示。通常，教師在每次發(fā)布隨堂測驗(yàn)題后，學(xué)生會(huì)迅速去回答，而教師能夠及時(shí)掌握學(xué)生的答題結(jié)果和學(xué)習(xí)效果。根據(jù)圖2 和圖3 的隨堂練習(xí)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況，教師可以查看回答錯(cuò)誤的學(xué)生名單，從而能夠即時(shí)了解哪些學(xué)生回答錯(cuò)了，并由此通過調(diào)查學(xué)生答錯(cuò)的原因而能夠及時(shí)給回答錯(cuò)誤的學(xué)生以輔導(dǎo)和解答，從而能夠保證每個(gè)學(xué)生都能準(zhǔn)確掌握課程知識(shí)點(diǎn)并跟上課程的教學(xué)進(jìn)度。

圖2 線上教學(xué)某次課某個(gè)隨堂判斷題學(xué)生回答情況統(tǒng)計(jì)

圖3 線上教學(xué)某次課隨堂練習(xí)中學(xué)生答題正確與錯(cuò)誤情況統(tǒng)計(jì)

在線上教學(xué)期間，教師幾乎每天都會(huì)到超星平臺(tái)上增補(bǔ)課程教學(xué)資源、發(fā)布線上教學(xué)通知及發(fā)布或批閱作業(yè)和測驗(yàn)。無論是課前、課中還是課后，都會(huì)通過微信、超星網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)與學(xué)生充分進(jìn)行溝通和互動(dòng)。首先，每次上課前，通過發(fā)布有關(guān)本次課線上教學(xué)的流程和安排，可以讓學(xué)生對本次課的具體學(xué)習(xí)內(nèi)容和課堂安排有一個(gè)全面的了解，而教師通過查看同學(xué)們對線上教學(xué)通知的查看記錄，則能夠清楚掌握哪些同學(xué)還沒有查看通知，以便及時(shí)在學(xué)習(xí)通里給予提醒，以確保每位同學(xué)都能清楚知道每次線上課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)安排。其次，每次線上課程開始時(shí)的簽到及回答問題、隨堂練習(xí)和問卷等活動(dòng)內(nèi)容，更是讓同學(xué)們感覺到線上課堂學(xué)習(xí)充實(shí)高效。同學(xué)們?yōu)榱四軌蛘_回答老師發(fā)布的每道隨堂練習(xí)題，不得不充分利用課堂每一分鐘認(rèn)真觀看和學(xué)習(xí)課件及視頻。對于個(gè)別愛偷懶、不愛學(xué)習(xí)的同學(xué)，由于線上教學(xué)的互動(dòng)，使教師能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)哪些同學(xué)沒有回答問題或是回答問題不正確，從而能夠及時(shí)給予提醒和糾正，避免個(gè)別不愛學(xué)習(xí)的同學(xué)偷懶、學(xué)習(xí)跟不上和愈發(fā)不愛學(xué)習(xí)的情況發(fā)生。

由于疫情原因，2021 年11 月9 日—11 月26 日3周共6 次課的線上教學(xué)期間，教師共發(fā)布線上隨堂練習(xí)31 次，每次課的隨堂練習(xí)和提問、問答等互動(dòng)式教學(xué)，促進(jìn)了同學(xué)們真正認(rèn)真的學(xué)習(xí)和思考，在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和思考能力方面發(fā)揮了重要作用。

通過調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)，65.6%的同學(xué)贊成線上互動(dòng)式教學(xué)，即“通過學(xué)習(xí)通和超星平臺(tái)，在老師指導(dǎo)下學(xué)習(xí)課件和視頻，學(xué)習(xí)期間老師發(fā)布隨堂練習(xí)和測驗(yàn)，能夠促進(jìn)對知識(shí)點(diǎn)的掌握；”此外，84.7%的同學(xué)認(rèn)為線上教學(xué)時(shí)自己的學(xué)習(xí)態(tài)度比以前線下教學(xué)更認(rèn)真。大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為，線上線下混合式教學(xué)更有利于提高學(xué)習(xí)效果和培養(yǎng)同學(xué)們的學(xué)習(xí)能力。

四、充分融合科研案例進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，線上線下混合式教學(xué)必將成為未來學(xué)校課程實(shí)施的主流模式。混合式教學(xué)是在“以本為本”“以學(xué)生為中心”“打造一流課程”的國家教育改革大方向引導(dǎo)下產(chǎn)生的一種新穎的教學(xué)模式。線上線下混合式教學(xué)模式不是“線上”與“線下”的簡單疊加，而是通過課前導(dǎo)學(xué)、線上自主學(xué)習(xí)、課堂重點(diǎn)難點(diǎn)講解、線上線下深度討論和過程性考核等多種教學(xué)方式，將傳統(tǒng)的以“以教師講授為主”的模式向“以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主”的模式轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考能力，從而獲得最優(yōu)化的學(xué)習(xí)效果。

融合科研案例的研討式教學(xué)，是以學(xué)生為中心，結(jié)合恰當(dāng)?shù)目蒲邪咐瑖@核心知識(shí)點(diǎn)，以研討的方式進(jìn)行教學(xué)。案例研討式教學(xué)將更有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析問題能力。例如，在課程教學(xué)期間，教師可以設(shè)置不同的課題，要求學(xué)生分組查閱相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行總結(jié)制作成PPT 進(jìn)行課堂匯報(bào)。實(shí)踐表明，文獻(xiàn)查閱、PPT 制作、課堂報(bào)告和線上答辯等學(xué)習(xí)活動(dòng)均能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和拓展課程的學(xué)習(xí)深度。基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的線上線下混合式教學(xué)日益受到重視。

當(dāng)前，無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程線上線下混合式教學(xué)模式主要體現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）不斷更新的教學(xué)課件和錄播課視頻，能夠保證學(xué)生獲得良好的自主學(xué)習(xí)效果；（2）豐富的網(wǎng)絡(luò)課程資源，為尖子生進(jìn)一步拓展專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域和學(xué)科前沿發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；（3）充分的課前、課中和課后互動(dòng)及交流，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有助于學(xué)生掌握扎實(shí)的課程理論知識(shí)；（4）線上開放式討論話題及啟發(fā)式、案例研討式教學(xué)進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，有助于培養(yǎng)其分析問題能力、研究能力、溝通能力和解決復(fù)雜工程實(shí)踐問題的能力。無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)模式及流程示意圖如圖4 所示。目前，無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程線上線下混合式教學(xué)已經(jīng)過了多個(gè)教學(xué)周期的運(yùn)行和實(shí)踐，在線上線下混合式教學(xué)過程中，課組教師堅(jiān)持深入學(xué)習(xí)和研究，不斷改進(jìn)和提高教學(xué)模式，在線上線下混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐方面取得了較好的效果。特別是，教師在超星網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)的討論話題中既可以針對相關(guān)章節(jié)內(nèi)容疑難問題與同學(xué)們進(jìn)行交流和探討，又可以發(fā)布跟課程核心知識(shí)內(nèi)容相關(guān)的新型材料的研究，從而引導(dǎo)同學(xué)們展開討論；而且所有同學(xué)都能看到對每個(gè)話題的討論和分析，這種線上開放式答疑和案例研討的方式對于全體同學(xué)的學(xué)習(xí)都會(huì)有很大幫助。

圖4 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)線上線下混合式教學(xué)模式及流程示意圖

五、結(jié)束語

在一流課程建設(shè)背景下，基于《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》和畢業(yè)要求，以目標(biāo)為導(dǎo)向，對無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程持續(xù)建設(shè)和改革對于培養(yǎng)高質(zhì)量的專業(yè)人才具有重要意義。而融合科研案例的線上線下混合式和研討式教學(xué)更有利于培養(yǎng)學(xué)生成為具有“創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作、研究能力、學(xué)習(xí)能力和解決實(shí)際工程復(fù)雜問題”等多元能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才。