材料科學(xué)基礎(chǔ)線下為主、線上為輔混合教學(xué)模式初探*
——以湘潭大學(xué)為例

尹付成 李發(fā)國 岳慧君

>1 湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 湖南湘潭 411105 2 湘潭大學(xué)教務(wù)處 湖南湘潭 411105

0 引言

混合式教學(xué)起源于20 世紀(jì)90 年代的美國，2000 年左右在我國職業(yè)培訓(xùn)、成人教育等遠(yuǎn)程教育中得到發(fā)展[1-2]。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，我國“雙萬”工程的實施，以及疫情原因，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的混合式教學(xué)模式已經(jīng)深入人心，廣泛應(yīng)用于各層次、各學(xué)科課程的教學(xué)之中[3-6]，呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。很多研究者根據(jù)自身實踐案例提出各種看似大同小異但又有區(qū)別的混合式教學(xué)模式，根據(jù)混合式教學(xué)的物理特性和教學(xué)特性兩個維度組合為九類：線下主導(dǎo)型—交互/協(xié)作式（翻轉(zhuǎn)課堂）、線下主導(dǎo)型—自主式、線下主導(dǎo)型—講授式、線上主導(dǎo)型—交互/協(xié)作式、線上主導(dǎo)型—自主式、線上主導(dǎo)型—講授式（基于MOOC 擴(kuò)展混合教學(xué)）、完全融合型—交互/協(xié)作式、完全融合型—自主式、完全融合型—講授式[7]。

對于授課教師來說，選擇什么樣的混合式教學(xué)模式進(jìn)行授課依然是一個難題。首先需要進(jìn)行課情分析（課程特點、教學(xué)資源、師資力量、學(xué)生能力以及學(xué)校政策等）；其次是線上資源的可持續(xù)建設(shè)；最后是線上、線下混合式教學(xué)實施要點。對此，以材料科學(xué)基礎(chǔ)課程為例，初步探索采用“線下為主，線上為輔”混合教學(xué)模式開展教學(xué)所取得的一些實踐經(jīng)驗與理論成效。

1 課情分析

材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門典型的交叉學(xué)科的課程，基礎(chǔ)性、理論性強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)工程實踐能力，知識點多，教學(xué)內(nèi)容不斷更新，對教學(xué)模式的要求越來越高。材料科學(xué)基礎(chǔ)作為材料類專業(yè)的必修課，是在金屬學(xué)原理課程的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。20 世紀(jì)90 年代，隨著材料類本科專業(yè)、材料科學(xué)與工程一級學(xué)科的建設(shè)，該課程更名為“材料科學(xué)基礎(chǔ)”，并逐步成為金屬材料工程、材料物理、材料科學(xué)與工程、新能源材料與器件和材料成型及控制工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

2019 年，湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)入圍國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程被評為湖南省“一流課程（線下）”。本課程橫跨并融合了金屬材料、無機(jī)非材料和高分子材料的材料基礎(chǔ)理論，又縱向連接材料測試、材料加工和材料應(yīng)用等后續(xù)課程知識，具有知識跨度大、理論性強(qiáng)等特點，成為各高等院校材料專業(yè)相對難教、難學(xué)的課程之一。因此，課程教學(xué)中常出現(xiàn)“兩淺現(xiàn)象”：學(xué)生淺學(xué)，教師淺教。

針對材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中存在的問題，課程團(tuán)隊自2017 年開始，引入OBE 理念逐步對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及評價方法進(jìn)行試探性的革新：加強(qiáng)前序課程理論聯(lián)系，增加前沿新工藝介紹，提取課程思政元素，實施翻轉(zhuǎn)課堂，加強(qiáng)過程性考核等提升課程教學(xué)質(zhì)量。自2019 年開始，在部分課程率先試點“線下為主，線上為輔”的教學(xué)模式改革，在超星學(xué)習(xí)通平臺建設(shè)網(wǎng)課資源，使用學(xué)習(xí)通手機(jī)APP 開展交互式教學(xué)。

目前，湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教材分上、下冊，48+48 學(xué)時，3+3 個學(xué)分，第3、4 學(xué)期開設(shè)。課程團(tuán)隊有教授3 人，副教授6 人，講師2 人，形成梯次合理、后勁十足的“紡錘狀”師資力量。湘潭大學(xué)屬于“雙一流”建設(shè)高校，全國排名處于90 ～100 名之間，材料科學(xué)與工程學(xué)科進(jìn)入ESI 排名前1%，本科生質(zhì)量較優(yōu)，學(xué)校學(xué)習(xí)氣氛濃郁，材料科學(xué)與工程學(xué)院每年本科生考研錄取率超過55%，而“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程作為材料類考研的主要初試科目，也是學(xué)生重點學(xué)習(xí)的核心課程。

學(xué)生對線上、線下混合式教學(xué)的接受能力直接關(guān)系到該新教學(xué)模式的成效。線上輔助教學(xué)帶來更豐富的網(wǎng)上資源的同時，又會促使學(xué)生自覺學(xué)習(xí)能力的提升。經(jīng)歷了中學(xué)階段的高壓式教學(xué)，突然進(jìn)入到自我約束學(xué)習(xí)的大學(xué)階段，很多學(xué)生來不及轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)習(xí)性，無法適應(yīng)大學(xué)這種課程數(shù)量大，自覺學(xué)習(xí)為主的學(xué)習(xí)狀態(tài)，更加難以接受線上大量需要自學(xué)的知識。加之線上輔助教學(xué)具有高頻次、高強(qiáng)度的教學(xué)互動特點，很多學(xué)生由于學(xué)習(xí)生活無規(guī)律，上課難以集中精力進(jìn)行有效互動。因此，線上輔助教學(xué)如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是關(guān)鍵，有了興趣就會有主動性，有了主動性就會集中精力參與到互動教學(xué)中來。

學(xué)校在支持開展線上教學(xué)方面做了大量實質(zhì)有效的工作，包括：學(xué)校鼓勵教師開展以教學(xué)團(tuán)隊為主的教學(xué)改革，提供免費的網(wǎng)絡(luò)平臺供教師建課，甚至把網(wǎng)上課程資源建設(shè)作為教師評職稱的必要條件之一；學(xué)校每年邀請國內(nèi)在線上教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)方面作出突出成就的教師來校講學(xué)，分享經(jīng)驗；學(xué)校每年立項一批線上線下混合式教學(xué)課程進(jìn)行培育。

可以說，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程實施“線下為主，線上為輔”混合教學(xué)既可提升教學(xué)質(zhì)量，滿足“以學(xué)生為中心”的OBE 理念要求，又是符合課程教學(xué)模式改革發(fā)展方向的。但是，在實施“線下為主，線上為輔”混合式教學(xué)過程中也遇到過“教學(xué)資源生態(tài)環(huán)境欠佳、課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)割裂[8]”的共性問題，也遇到過“學(xué)生線上刷分，交互過程不暢”等個性問題。

2 線上資源的可持續(xù)建設(shè)

每一門課程在某一特定的歷史時期都有其自身最適宜的教學(xué)模式。跟風(fēng)式的教學(xué)模式改革只會讓教師無從適應(yīng)，學(xué)生疲于應(yīng)付。促使教學(xué)模式發(fā)生改變的因素包括學(xué)生需求、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)條件、師資力量以及政策支持等。雖然材料科學(xué)基礎(chǔ)課程一直屬于材料類學(xué)生考研的初試課程，但是在大多數(shù)本科生以工作優(yōu)先的年代，這門課程并沒有引起學(xué)生的足夠重視，僅僅是作為滿足畢業(yè)的“及格”要求。現(xiàn)在是絕大多數(shù)本科生考研，這門課程則成了“考研必備課程”。學(xué)生對課程“優(yōu)質(zhì)講授”[9]的期望值提高，因此，在學(xué)科基礎(chǔ)課程中，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程團(tuán)隊率先發(fā)起“金課”建設(shè)行動。

長期以來，材料科學(xué)基礎(chǔ)理論課時量維持在80 學(xué)時，而教學(xué)內(nèi)容的實際課時要求是120 學(xué)時，因此“點到為止”的快速講授和跳躍知識點講授就成了學(xué)生無法跟上課程學(xué)習(xí)的根源，而實施線上輔助教學(xué)正好解決了課時不夠的問題。學(xué)生容易理解的知識點，調(diào)整到以線上讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主。重點、難點等抽象的知識點，新理論新發(fā)現(xiàn)以及材料科學(xué)基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建作為線下教學(xué)重點。線上資源怎么建則成為首要解決的問題。目前，材料科學(xué)基礎(chǔ)的線上視頻教學(xué)資源非常豐富，比如中國大學(xué)MOOC、超星學(xué)習(xí)通、智慧樹等平臺都開設(shè)了大量免費的材料科學(xué)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)公開課，學(xué)生可以隨時隨地學(xué)習(xí)。重復(fù)進(jìn)行線上視頻教學(xué)資源建設(shè)既費資金又費時，而且難以達(dá)到國家級精品課程效果，因此引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)上選擇一門適合本學(xué)院學(xué)情的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程更為重要。而構(gòu)建線上已有的視頻教學(xué)資源與本課程線下教學(xué)的“同步橋梁”則是本課程線上自建資源的建設(shè)要點。

首先，選擇好線上成熟資源和線上自建資源平臺。對于網(wǎng)上已有的視頻資源課程，可以優(yōu)先推薦國家級精品課程。自建資源平臺可以選擇一個成熟、自由度高、本校學(xué)生認(rèn)知度高、互動功能強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行搭建。平臺成熟意味著可持續(xù)發(fā)展，自由度高是可以滿足教師個性化教學(xué)，本校學(xué)生認(rèn)知度高方便學(xué)生操作，互動功能強(qiáng)則可滿足教學(xué)的多樣化需求。

其次，課程是服務(wù)于本專業(yè)人才培養(yǎng)，服務(wù)于本專業(yè)課程體系的，本課程的線上自建資源應(yīng)著重面向本課程的教學(xué)大綱知識點進(jìn)行建設(shè)。不同高校、不同專業(yè)的材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)大綱不同，網(wǎng)上已有的視頻資源內(nèi)容反映的是其自身高校和其專業(yè)的育人特點。因此，網(wǎng)上自建資源要體現(xiàn)本專業(yè)人才培養(yǎng)的特色，按照教學(xué)大綱章節(jié)和知識點分布進(jìn)行編排。網(wǎng)上知識點的難易程度要適合本專業(yè)的生源質(zhì)量，超出學(xué)生自學(xué)能力范圍的知識點應(yīng)該放在線下講授。

再次，對本課程的線上自建知識點進(jìn)行資源歸類，形成“知識模塊”。考慮到網(wǎng)上已有的課程視頻資源與線下教學(xué)內(nèi)容存在的差異：章節(jié)順序不同、知識點覆蓋面不同、重點難點不同等等，運用“知識模塊”可以使“線上線下”教學(xué)的銜接變得更加自由。

最后，本課程網(wǎng)上自建資源要簡單明了，適應(yīng)互動教學(xué)。網(wǎng)上自建資源除了課程教學(xué)大綱、教學(xué)PPT 等常規(guī)資源外，題庫、活動庫、拓展小知識是建設(shè)的重點。題庫以選擇題、判斷題為主，方便系統(tǒng)自動批改，也方便課堂互動。活動庫以課堂小測、知識點問卷為主，方便教師隨時與學(xué)生互動，了解學(xué)生對知識點的掌握情況。拓展小知識則以科技前沿報道為主，特別是教科書級別的科研論文，方便學(xué)生了解本學(xué)科以及本課程知識的發(fā)展方向。對于課程思政的教學(xué)內(nèi)容則放在線下課堂面對面講授，形成“潤物細(xì)無聲”的效果。

3 “線下為主，線上為輔”混合式教學(xué)實施要點

材料科學(xué)基礎(chǔ)屬于學(xué)科基礎(chǔ)課、核心課，考研必備課程，是學(xué)生需要“精細(xì)修讀”的課程，“線下為主，線上為輔”混合式教學(xué)模式依然采取全過程80 學(xué)時的教師線下講授，線上資源起到學(xué)生課前、課中、課后互動交流、自學(xué)鞏固的作用。

3.1 課前線上預(yù)習(xí)

學(xué)生利用國家精品課程等線上視頻資源預(yù)習(xí)課程知識，產(chǎn)生的疑問可以通過課程教學(xué)平臺——“超星學(xué)習(xí)通”進(jìn)行話題互動，學(xué)生之間、助教或者教師可以及時解答一些簡單的問題，對于需要深入講解的問題則可以放在課堂上進(jìn)行細(xì)致分析。作為教師，最重要的不是回答每一個問題，而是要教會學(xué)生解決問題的思路和方法。首先要對這些問題進(jìn)行分類：個性問題、共性問題；孤立知識點問題、關(guān)聯(lián)性知識點問題；課程內(nèi)部問題、課程群交聯(lián)問題。然后在線或者留到課堂上進(jìn)行一一解決。事實上，絕大部分問題在課堂精講中，只要把知識點的關(guān)聯(lián)性講清楚，學(xué)生會豁然開朗，起到“一通百通”的效果。

3.2 課中互動講授

教師每次上課前先對學(xué)生線上預(yù)習(xí)所提問題進(jìn)行梳理，安排好新知識點講解的要點和重點。上課時，先利用超星學(xué)習(xí)通發(fā)布一個“隨堂練習(xí)”，時間控制在5 分鐘以內(nèi)，目的是檢查學(xué)生對上一堂課知識點的掌握情況。對于正確率低的知識點進(jìn)行幾分鐘的回顧，然后開始講授新知識點。在新知識點的講授過程中，可以利用“選人”“隨堂練習(xí)”“主題討論”“分組任務(wù)”“搶答”等學(xué)習(xí)活動工具進(jìn)行互動。相對于傳統(tǒng)課堂，在線互動工具能夠?qū)ⅰ耙粚σ弧被幼兂伞耙粚Χ唷被樱瑢ⅰ笆止び嫹帧弊兂伞白詣佑嫹帧保蟠筇岣吡嘶咏虒W(xué)的效率，方便教師隨時掌握學(xué)生群體的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性評價更加公平、有效。課前課后還可以發(fā)布“簽到”來記錄學(xué)生的到課率，節(jié)約了“點到”的時間。

對于“有機(jī)課堂”還是“無機(jī)課堂”的爭論，關(guān)鍵是看課程教學(xué)模式的需要以及在教學(xué)過程中如何做到“三屏聯(lián)動”，即課件投影屏、手機(jī)屏、黑板板書屏的有效聯(lián)動，從而吸引學(xué)生的眼球跟著“三屏”走。

一是講解要生動，把知識點講成“故事”；

二是互動環(huán)節(jié)要順暢，要恰到好處地開展互動交流；

三是課堂紀(jì)律要掌控，隨時提醒“開小差”的學(xué)生。

3.3 課后線上復(fù)習(xí)

課后除了布置線下作業(yè)，還可以布置線上作業(yè)。線下作業(yè)以問答題、計算題為主，題目來源于書本或者上課過程中相關(guān)例題的“變形題”。線上作業(yè)以選擇題、判斷題、填空題為主，幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識。針對錯誤比例超過50%的題目，可以將相關(guān)知識點采取線上“話題討論”的形式進(jìn)行分析講解。總之，復(fù)習(xí)的目的是幫助學(xué)生對知識點的鞏固，而不是考倒學(xué)生。

3.4 全過程教學(xué)評估

最理想的教學(xué)評估應(yīng)該是教學(xué)全過程的實時評估，在評估中隨時調(diào)整教學(xué)并應(yīng)用于教學(xué)改進(jìn)，不斷提升教學(xué)質(zhì)量。采用傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式無法做到全過程教學(xué)評估，而且具有嚴(yán)重的滯后性，無法將評估的結(jié)果用于本期教學(xué)，及時糾正教學(xué)過程中的不足，而用于下一期的教學(xué)則又因為教學(xué)對象的變化而產(chǎn)生新的不足。“線下為主，線上為輔”混合式教學(xué)模式則正好彌補了這一缺陷。“線下教學(xué)”有利于知識的傳遞，教師與學(xué)生的思想火花時刻保持“同頻共振”，這是存在“時空障礙”的線上教學(xué)或者慕課等所不能取代的。“線上互動”有利于實時評估教學(xué)質(zhì)量，方便教師隨時掌握學(xué)情，了解學(xué)生的需求，把握教學(xué)節(jié)奏和教學(xué)內(nèi)容。

3.4.1 全過程的教學(xué)活動有記錄

設(shè)置好所有“記錄”的分值，系統(tǒng)自動打分，統(tǒng)計學(xué)生的平時成績。

3.4.2 學(xué)生評教更加多樣化

通過“問卷調(diào)查”、互動話題點贊、課程教學(xué)評價等方式對教學(xué)過程進(jìn)行評價。

3.4.3 教師可實時評估教學(xué)質(zhì)量

全過程線上輔助教學(xué)使教師實時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)、了解學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量有了全面而詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄，而且數(shù)據(jù)可以方便地統(tǒng)計，有利于教師在教學(xué)的過程中隨時微調(diào)教學(xué)的進(jìn)度和講授的重點，從而達(dá)到實時監(jiān)測教學(xué)質(zhì)量，對教學(xué)全過程進(jìn)行高效的評估。

4 結(jié)束語

大學(xué)課堂教學(xué)要真正從傳統(tǒng)注入式教學(xué)轉(zhuǎn)向啟發(fā)式、任務(wù)式、合作式、研討式、發(fā)現(xiàn)式、體驗式等教學(xué)，實現(xiàn)真正意義上的、高精確度的個性化學(xué)習(xí)，促使教學(xué)活動由教向?qū)W的轉(zhuǎn)變。對于適用于線下講授的課程采取“線下為主，線上為輔”混合式教學(xué)模式，充分利用線上輔助教學(xué)的優(yōu)勢，彌補線下講授的不足，從而實現(xiàn)教與學(xué)的完美結(jié)合。