粉體材料工程線上線下教學(xué)模式探索

海萬(wàn)秀 劉美玲 李茂輝 陸有軍 陳宇紅

摘 要：本文基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、在線學(xué)習(xí)的盛行趨勢(shì)，探索以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，線上自主學(xué)習(xí)，線下梳理總結(jié)的教學(xué)模式。研究?jī)?nèi)容包括教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化完善、教學(xué)方法的改進(jìn)、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式改革等，目標(biāo)是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；線上教學(xué)；教學(xué)資源；評(píng)價(jià)方式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

粉體材料工程是一門強(qiáng)調(diào)粉體的制備、表征、加工和操作的科學(xué)和技術(shù)，是粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的主干課程，也是其他材料類專業(yè)學(xué)生必須選修的一門課程［1-2］。國(guó)內(nèi)目前粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)的院校有中南大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、沈陽(yáng)理工大學(xué)［3］、山東理工大學(xué)［4］、景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)、華僑大學(xué)［5-6］、南華大學(xué)［7］、合肥學(xué)院［8］以及賀州學(xué)院［9-10］等，這些院校都將粉體材料工程、粉末冶金等課程作為其專業(yè)培養(yǎng)的必修課程。粉體材料的理論與實(shí)踐知識(shí)和技能的掌握有助于學(xué)生對(duì)各種先進(jìn)材料的合成、加工、結(jié)構(gòu)分析與性能檢測(cè)技能等方面的綜合訓(xùn)練，有助于掌握材料設(shè)計(jì)和制備工藝設(shè)計(jì)、材料性能優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量控制、新材料和新工藝開(kāi)發(fā)等方面的基本能力，從而具有較為系統(tǒng)的材料科學(xué)與工程的基本理論與基礎(chǔ)技能，受到較強(qiáng)工程技術(shù)和研究技能訓(xùn)練，使得學(xué)生畢業(yè)后能夠勝任冶金材料、汽車工業(yè)、機(jī)械制造、新能源、軍事工程、新材料研發(fā)等行業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)、科研、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作［6，11］。

2 北方民族大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)粉體材料工程課程情況

我校材料科學(xué)與工程專業(yè)自開(kāi)設(shè)以來(lái)，就開(kāi)設(shè)了粉體材料工程、粉體材料工程課程實(shí)驗(yàn)以及粉體材料工程課程設(shè)計(jì)等課程。本系列課程開(kāi)設(shè)的目的在于，通過(guò)學(xué)習(xí)這些粉體相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能，學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握“粉體材料工程”的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，以及粉體制備與處理工藝及裝備技術(shù)，有關(guān)粉體加工工藝原理及流程，粉體加工設(shè)備的原理、特性參數(shù)與性能等知識(shí)，使得學(xué)生能夠提高分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力，正確地掌握和合理地運(yùn)用實(shí)現(xiàn)加工要求的工藝及裝備技術(shù)，對(duì)粉體單元操作過(guò)程與系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化選擇。

然而，我校目前材料科學(xué)與工程專業(yè)的粉體材料工程課程在理論教學(xué)上以課堂講授為主，教師講解教材，學(xué)生被動(dòng)接受。由于學(xué)生的積極性沒(méi)有被調(diào)動(dòng)起來(lái)，因而教學(xué)效果差。而且，由于缺乏適合本專業(yè)學(xué)生學(xué)情的學(xué)習(xí)資源庫(kù)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)只能在網(wǎng)絡(luò)上搜集一些零星的資料，并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)于本門課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。在實(shí)踐教學(xué)上，由于缺乏必要的教學(xué)設(shè)備，粉體材料工程課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)只能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，無(wú)法設(shè)計(jì)粉體制備、分級(jí)、分離、造粒、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等粉體操作的核心單元，因而對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)效果有限。在2018年以前，我校粉體材料工程課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容也僅僅是設(shè)計(jì)某種粉體的生產(chǎn)線的可行性研究報(bào)告，雖然培養(yǎng)了學(xué)生的獲取、分析、整理資料和進(jìn)行生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)效益等可行性研究的分析能力，但并沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作的實(shí)踐環(huán)節(jié)，同樣對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)效果極為有限。

2018年3月，申請(qǐng)人開(kāi)展了粉體材料工程課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容的改革，增加了實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，改革了理論教學(xué)內(nèi)容和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式。具體來(lái)說(shuō)，增加了粉體的粉碎、粒度測(cè)定、造粒等實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。改變現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容中僅設(shè)計(jì)生產(chǎn)線可行性報(bào)告的部分，進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝流程設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的要求，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)工藝流程，根據(jù)流程選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備，制定設(shè)備的工作參數(shù)。改變以往以課程設(shè)計(jì)報(bào)告為主要評(píng)價(jià)內(nèi)容的終結(jié)評(píng)價(jià)方式，關(guān)注學(xué)生的參與度、文獻(xiàn)分析與歸納能力、產(chǎn)品制備的操作能力等過(guò)程性環(huán)節(jié)。課程的評(píng)價(jià)方式由終結(jié)評(píng)價(jià)和過(guò)程評(píng)價(jià)兩部分組成，其中終結(jié)評(píng)價(jià)為課程設(shè)計(jì)報(bào)告，過(guò)程性評(píng)價(jià)包含參與度、文獻(xiàn)分析與歸納能力、產(chǎn)品制備環(huán)節(jié)等三部分。經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，從參與改革學(xué)生的參與積極性、課程設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量上來(lái)看，改革效果良好，計(jì)劃在今后的教學(xué)中擴(kuò)大參與改革的學(xué)生數(shù)量，繼續(xù)深化實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革。

基于在粉體材料工程實(shí)踐課程教學(xué)改革上所取得的成果，以及粉體材料工程理論課程在現(xiàn)有的教學(xué)方法和教學(xué)資源方面亟待解決的問(wèn)題，筆者認(rèn)為粉體材料工程理論課程在教學(xué)模式、教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)等方面急需改革，從而逐步提高粉體材料工程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

3 粉體材料工程混合教學(xué)模式改革目標(biāo)

3.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

通過(guò)教學(xué)模式、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式的改革，以及配套線上教學(xué)資源庫(kù)的建立，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，提高課堂效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及對(duì)專業(yè)、科研的熱愛(ài)，切實(shí)改變學(xué)生現(xiàn)有的被動(dòng)和消極學(xué)習(xí)方式，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和信心。

3.2 使學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)的方法

將生澀難懂的整體知識(shí)點(diǎn)碎片化和趣味化，使學(xué)生能夠利用碎片化的時(shí)間在手機(jī)上采用學(xué)習(xí)通等軟件學(xué)習(xí)。單次學(xué)習(xí)的內(nèi)容少，便于學(xué)生掌握。學(xué)習(xí)內(nèi)容要少量多次，才能取得線上學(xué)習(xí)良好效果。學(xué)生掌握了自主學(xué)習(xí)的方法，才能高效、有策略、愉快地學(xué)習(xí)，才能具有可持續(xù)的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

3.3 優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容和模式

改變傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)模式，采用討論加啟發(fā)式教學(xué)。針對(duì)線上學(xué)習(xí)碎片化、不系統(tǒng)的缺點(diǎn)，在線下課堂將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，通過(guò)討論加強(qiáng)學(xué)生的理解。通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)積分、翻轉(zhuǎn)課堂、專題討論等方式，增進(jìn)教與學(xué)之間的互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生能夠積極地參與到課堂教學(xué)中。

4 粉體材料工程混合教學(xué)模式改革內(nèi)容

4.1 教學(xué)模式改革，線上線下兩種教學(xué)方式相結(jié)合

對(duì)粉體材料工程教材內(nèi)容進(jìn)行篩選，理論性強(qiáng)的內(nèi)容在課堂上與學(xué)生共同學(xué)習(xí)，教師加強(qiáng)引導(dǎo)。實(shí)踐性強(qiáng)的內(nèi)容采用線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合的模式，線上以動(dòng)畫、軟件仿真等手段演示，線下梳理主線，概括重、難點(diǎn)。2019—2020年春季學(xué)期的所有理論和實(shí)踐課程全部采用線上教學(xué)的模式，教師采用了網(wǎng)絡(luò)直播的方式講授了主要的內(nèi)容，課堂練習(xí)、課后作業(yè)和階段測(cè)驗(yàn)采用了MOOC平臺(tái)線上進(jìn)行，期末考試也采用了線上平臺(tái)+視頻的雙重模式，取得了意想不到的良好效果。由此受到啟發(fā)，常態(tài)下完全亦可采用線上教學(xué)和線下結(jié)合的方式。教室中的討論能夠使思想碰撞出火花，加深對(duì)知識(shí)和技能的理解，線上的學(xué)習(xí)更加靈活，有針對(duì)性，沒(méi)有時(shí)間和空間的限制。在學(xué)生或老師因突發(fā)或其他原因不能到課堂時(shí)，則立即啟動(dòng)線上教學(xué)或?qū)W習(xí)模式。

4.2 線上教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)

線上資源庫(kù)應(yīng)包括教學(xué)課件、視頻、動(dòng)畫、習(xí)題庫(kù)、積分任務(wù)、獎(jiǎng)勵(lì)任務(wù)等。學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，離不開(kāi)適合學(xué)情的線上學(xué)習(xí)素材。為獲得良好學(xué)習(xí)效果，線上學(xué)習(xí)素材要具有直觀性、趣味性，容易掌握。除了基礎(chǔ)的理論知識(shí)，可結(jié)合科學(xué)研究的前沿內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生閱讀粉體領(lǐng)域權(quán)威雜志上的學(xué)術(shù)論文。線上參觀走訪不同類型的粉體生產(chǎn)企業(yè)，使學(xué)生對(duì)粉體生產(chǎn)環(huán)節(jié)有直觀的認(rèn)識(shí)。

4.3 教學(xué)方式和的學(xué)習(xí)方式改革

將目前以教室內(nèi)教師講授、學(xué)生聽(tīng)講的方式，變革為首先教師與學(xué)生共同制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，其次學(xué)生自主選擇完成線上教學(xué)相關(guān)環(huán)節(jié)，教師與學(xué)生線下通論歸納整理的教學(xué)方式。學(xué)生是主體，教師起到監(jiān)督和引導(dǎo)作用。掌握好粉體材料工程課程，不僅需要與老師共同制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，并且課堂上學(xué)生應(yīng)主動(dòng)參與到老師的討論過(guò)程中，課后更需要學(xué)生花費(fèi)一定的時(shí)間主動(dòng)學(xué)習(xí)，按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)掌握學(xué)習(xí)計(jì)劃中的相關(guān)內(nèi)容，從而掌握基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。

4.4 學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式改革

逐步實(shí)現(xiàn)粉體材料工程課程由“以終結(jié)評(píng)價(jià)為主”向“以過(guò)程評(píng)價(jià)為主”的轉(zhuǎn)變。課程的評(píng)價(jià)方式由終結(jié)評(píng)價(jià)和過(guò)程評(píng)價(jià)兩部分組成，終結(jié)評(píng)價(jià)以線下為主，過(guò)程評(píng)價(jià)包括了線上和線下兩部分內(nèi)容，適度放大線下部分的比例，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

5 粉體材料工程混合教學(xué)模式改革要解決的教育教學(xué)問(wèn)題

教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化完善，對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的教學(xué)單元采用趣味動(dòng)畫、視頻等方式，幫助學(xué)生理解相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，線上、線下相結(jié)合，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。對(duì)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式改革，過(guò)程與結(jié)果并重，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

6 粉體材料工程混合教學(xué)模式改革擬采取的方法和特色

6.1 方法

（1）教學(xué)內(nèi)容的改革。針對(duì)粉體材料工程課程教材內(nèi)容，對(duì)于理論性強(qiáng)的內(nèi)容，要求學(xué)生掌握基本概念和基本原理；對(duì)一些煩瑣、難度較大的內(nèi)容，要求學(xué)生會(huì)運(yùn)用知識(shí)即可，逐步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)力學(xué)課程的興趣；對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，采用線上自主學(xué)習(xí)加線下討論歸納相結(jié)合的教學(xué)方式。

（2）線上教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)。線上資源庫(kù)應(yīng)包括教學(xué)課件、視頻、動(dòng)畫、習(xí)題庫(kù)、積分任務(wù)、獎(jiǎng)勵(lì)任務(wù)等。建設(shè)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源庫(kù)，可利用以下渠道多方搜集素材，如網(wǎng)絡(luò)視頻、教師自己錄制小視頻、中國(guó)MOOC網(wǎng)、仿真軟件等。

（3）教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式改革。首先教師與學(xué)生共同制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，其次學(xué)生自主選擇完成線上教學(xué)相關(guān)環(huán)節(jié)，教師與學(xué)生線下通論歸納整理的教學(xué)方式。教師起到監(jiān)督引導(dǎo)作用，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)掌握學(xué)習(xí)計(jì)劃，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。

（4）學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式改革，以過(guò)程評(píng)價(jià)為主。課程的評(píng)價(jià)方式包括終結(jié)評(píng)價(jià)和過(guò)程評(píng)價(jià)兩部分組成，二者的比例為40%和60%。終結(jié)評(píng)價(jià)以線下為主，過(guò)程評(píng)價(jià)包括了線上和線下兩部分內(nèi)容，線上評(píng)價(jià)的比例不低于60%。適度放大線上部分的比例，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

6.2 特色

混合教學(xué)模式改革的主要特色在于教材內(nèi)容的適當(dāng)選擇，針對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐性強(qiáng)、抽象的共性問(wèn)題，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和完善。

通過(guò)改變教學(xué)模式，使學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程，樂(lè)于完成線上和線下的教學(xué)任務(wù)。建設(shè)完善教學(xué)資源庫(kù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，利用教學(xué)軟件和平臺(tái)在信息發(fā)布、統(tǒng)計(jì)、結(jié)果分析方面的優(yōu)勢(shì)。

7 粉體材料工程混合教學(xué)模式改革實(shí)施的方法和步驟

7.1 方法

首先開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，調(diào)研各開(kāi)設(shè)了粉體材料工程相關(guān)課程的院校，粉體課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，粉體材料工程已有教學(xué)平臺(tái)和國(guó)家精品課程的概況，整理相關(guān)教學(xué)資源。

在學(xué)生中開(kāi)展調(diào)查問(wèn)卷。設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，在已開(kāi)展線上教學(xué)實(shí)現(xiàn)的學(xué)生中展開(kāi)調(diào)研。線上教學(xué)時(shí)，教師網(wǎng)絡(luò)直播，學(xué)生在線考勤，實(shí)時(shí)參與課堂討論，在線測(cè)試和提交作業(yè)，并可回看部分教學(xué)內(nèi)容。因而，可以就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、評(píng)價(jià)方法、學(xué)習(xí)方式、線上教學(xué)資源等內(nèi)容展開(kāi)調(diào)研，分析、整理調(diào)查數(shù)據(jù)，得出結(jié)果，從而在后續(xù)的教學(xué)中做出相應(yīng)的調(diào)整。

進(jìn)行試點(diǎn)教學(xué)兩至三年，開(kāi)展線上、線下混合教學(xué)探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并不斷修正方案，深化改革。

7.2 步驟

（1）網(wǎng)絡(luò)調(diào)研。調(diào)研各開(kāi)設(shè)了粉體材料工程相關(guān)課程的院校對(duì)于粉體課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式；調(diào)研粉體材料工程已有教學(xué)平臺(tái)和國(guó)家精品課程的概況，整理相關(guān)教學(xué)資源；調(diào)研粉體生產(chǎn)企業(yè)的需求，從用人單位角度理解粉體相關(guān)技術(shù)人才需要具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)；調(diào)研從事粉體生產(chǎn)、應(yīng)用相關(guān)畢業(yè)生的現(xiàn)狀，從畢業(yè)生職業(yè)生涯設(shè)計(jì)角度理解其本科階段需要具備的知識(shí)體系。

（2）調(diào)查問(wèn)卷。設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，在線下教學(xué)和線上教學(xué)的學(xué)生中展開(kāi)調(diào)研，對(duì)比線上和線下教學(xué)的學(xué)習(xí)效果。2020年以前，我校粉體材料工程課程采用了在線下教學(xué)。2020年春季采用了純線上教學(xué)方式——教師網(wǎng)絡(luò)直播，學(xué)生在線考勤，實(shí)時(shí)參與課堂討論，在線測(cè)試和提交作業(yè)，并回看部分教學(xué)內(nèi)容。2020年秋季后采用了線上和線下相結(jié)合的教學(xué)教學(xué)方式，部分內(nèi)容在線上完成。通過(guò)對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的分析、整理，總結(jié)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、評(píng)價(jià)方法、學(xué)習(xí)方式、線上教學(xué)資源方面的經(jīng)驗(yàn)和不足。

（3）線上教學(xué)資源庫(kù)構(gòu)建。利用各種平臺(tái)和教學(xué)資源，收集、整理資料，購(gòu)買軟件，編制習(xí)題，錄制小視頻，制作動(dòng)畫等。在我校的MOOC平臺(tái)上建立線上資源庫(kù)，制訂教學(xué)計(jì)劃，編制線上和線下教學(xué)課件，設(shè)置線上和線下學(xué)習(xí)任務(wù)及考核方式，制定教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（4）試點(diǎn)教學(xué)。在后續(xù)的選課學(xué)生中，開(kāi)展線上、線下混合教學(xué)探索，進(jìn)一步對(duì)課程內(nèi)容梳理，篩選線上教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，確定線上、線下混合教學(xué)方案初稿。

結(jié)語(yǔ)

粉體材料工程課程教學(xué)模式陳舊，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，更談不上自主學(xué)習(xí)。本文針對(duì)以上問(wèn)題，展開(kāi)粉體材料教學(xué)模式的探索，嘗試建立線上線下相輔相成的混合教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)教學(xué)方法，改革學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式，建立適合我校學(xué)情的線上教學(xué)資源庫(kù)，改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

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基金項(xiàng)目：北方民族大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2020JY 0045）；寧夏省部級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)（材料科學(xué)與工程）

作者簡(jiǎn)介：海萬(wàn)秀（1983— ），女，回族，寧夏人，博士，副教授，研究方向：粉體材料和先進(jìn)陶瓷。