“翻转课堂”模式在《材料分析测试方法》课程中的应用

鲁颖炜　程继贵　仲洪海　吕珺

摘要：《材料分析测试方法》是材料学科的专业基础课程，具有多样性、前沿性、实践性的特点。但在实际教学过程中，常面临知识点纷杂与教学时间有限、教材局限性与学科前沿性、实践需求大与实验课时少等矛盾。这些矛盾常体现在理论与实践脱节方面。文章基于《材料分析测试方法》课程和授课教师的特征以及现代大学生学习特点的分析，探讨将“翻转课堂”这一新型教学模式应用于《材料分析测试方法》课程的可行性。同时为解决理论与实践脱节这一主要矛盾，在实际教学中初步引入该教学模式，取得了一定的成效。

关键词：翻转课堂；材料分析测试方法；可行性分析；应用

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）38-0179-02

一、引言

《材料分析测试方法》是材料类专业的基础课程，是研究材料性能与材料成分、组织与结构之间关系的一门学科。其主要内容包括材料分析测试方法的基本原理、各种分析仪器的基本结构与工作原理及应用范围，因而具有多样性、前沿性和实践性这三大特征。但在实际的教学过程中，常面临知识点纷杂与教学时间有限、教材局限性与学科前沿性、实践需求大与实验课时少的矛盾，从而导致教学效果欠佳。部分学生在课程学习以后仍然不具备对实际实验中获得的图谱（如电子显微镜照片、X射线衍射花样、电子衍射花样、各类光谱等）的解析能力。基于目前存在的理论学习与实践应用脱节的现实情况，如何提高该门课程的教学质量成为亟待解决的问题。“翻转课堂”这一新型教学模式给该门课程的教学提供了一个崭新的思路：如果由教师在课前将真实谱图交给学生，让同学们在课前就完成相关实验知识的学习，就能够将宝贵的课堂时间节省出来用以指导真实谱图的解析，从而将测试理论与结果分析紧密联系，从而有效解决该门课程教学中理论与实际脱节的矛盾。

二、“翻转课堂”的特点

“翻转课堂”这一教学模式的最大特点在于教师和学生的角色转变：教师从单一的知识输出者变为引导者；学生则从单一的知识接受者变为知识的探索者和传播者。显而易见，该教学模式将课堂上的主体从教师变为了学生，使学生拥有了更大的自主权、更多的探索空间。但是，教师的作用依然不可忽视，他们依然是教学质量的控制者。因为无论是课前的任务布置还是课中的互动、总结，皆需在教师的高度统筹和指引下顺利进行。

三、“翻转课堂”模式应用于《材料分析测试方法》课程的可行性分析

1.课程特点分析。众所周知，材料科学具有多样性、前沿性和实践性的特点。因此，以研究材料性能与其成分、组织、结构之间关系为主要内容的课程——《材料分析测试方法》也具有相同的特征。这意味着该门课程的教学需要较多的课堂及实践课时。但是，在厚基础、宽口径、强能力、高素质这一人才培养模式下，各专业培养方案在修订过程中均不断压缩各专业课程的学时数，《材料分析测试方法》这门课程的课时同样受到了压缩。在传统的被动输入教学模式下，出现部分学生难以跟上教学节奏以及“课上学，课后忘”的现象在所难免。而对《材料分析测试方法》课程的特点进行分析可知：该门课程很适合采用“翻转课堂”这一新型教学模式来提高教学质量。首先，针对该课程知识点繁多和内容较前沿的特点，教师可有针对性地制作演示视频请学生观看，并提供相关资料（如参考书、研究论文等）辅助学生进行学习；其次，针对该门课程实践性较强的特点，教师可提供真实实验中的图谱引导学生进行讨论和解析，从而真正做到学以致用。此外，在该门课程的教学中使用“翻转课堂”模式，既有利于通过课前学生的自主学习，做到因材施教；又有利于通过课堂上的小组互动培养学生的思维逻辑和团队协作能力。

2.授课教师特点分析。该门课程是材料学科的专業基础课，配备的授课教师一般均具有高等学历、深厚的教育背景以及国际化视野。他们不仅承担课程教学任务，也承担一定的科研任务。因此，该门课程的授课教师易于接受新生事物，具备适应新型教学模式的能力。此外，他们在实际科研工作中所积累的经验对制作课程视频和指导谱图解析也具有较大的帮助作用。

3.现代大学生学习特点分析。学习《材料分析测试方法》课程的大学生一般为大三的学生，他们已接受了两年的大学教育，对大学学习中更强调自主性的学习模式有了一定程度的了解和适应。而且，大三学生也已有了专业基础课的学习经历（如《材料科学基础》），对专业领域内的各种表征方式已有了一定的基础性认识。同时，现代大学生对基于网络的先进信息技术普遍具有较高的认知度，他们熟悉电脑操作和网络搜索。此外，许多大学都开设了一定课时的网络公选课。这些都为现代大学生进行“翻转课堂”模式中的课前学习奠定了良好的基础。

4.采用“翻转课堂”模式的流程及考核方式分析。“翻转课堂”模式已在许多课程（特别是理工类课程）中有所应用，其实施流程和考核方式也已有所探讨。在《材料分析测试方法》课程教学中的实施主要分为两个步骤：第一，在课前，教师教学视频的制作以及学生的资料搜集、整合。在这一步中，教师对学生的考核主要体现在对学生自主学习质量的评价。该评价将通过课堂提问、课堂互动时的表现来实现。第二，在课堂中，可通过小组学习、角色翻转（PPT演讲）、小组讨论（小组间就疑点进行辩论）等方式进行。教师对该过程中学生表现出来的逻辑思维、语言表达等能力进行考察。此外，教师还应布置一定量的课堂作业，以考察“没有积极参与讨论”学生的学习效果。

四、“翻转课堂”模式应用于《材料分析测试方法》课程的实践效果

基于以上分析，我们尝试在《材料分析测试方法》的授课过程中初步引入“翻转课堂”模式，并取得了初步成效，获得了学生们的好评。我们首先对X射线光电子能谱（XPS）相关内容进行了模块化设计，确立了先期视频讲授的内容（XPS的基本原理和用途）和课堂上用于同学们分组讨论的案例（从教师实际测试所得的数据中挑选极具特征的谱图），同时制定了课堂考察的标准。在实际操作中，由于在课前同学们已通过视频对XPS的基本原理有了一定的了解，因此在课堂讨论中，各组同学能够在组长的带动下积极发表意见，最终能够在有限的时间内对老师给出的实际谱图进行解析，基本完成了本次课堂教学的教学任务。我们再辅以一定量的思考题请同学们进行课后巩固。同学们普遍表示“翻转课堂”这一新颖的授课方式比传统的教学方式更有利于对知识的掌握、吸收，更重要的是该教学方式具有较强的实践指导意义。

五、结语

综上所述，“翻转课堂”模式是一种全新的、立足于“以学生为主导，教师辅以指导”的教学模式。将该模式应用于《材料分析测试方法》这门强调理论与实践相结合的课程，有益于同学们对知识的理解和对技能的掌握。我国教育信息化以及知识共享化程度的增加都为该门课程中实行“翻转课堂”模式奠定了硬件基础。我国教师群体的视野国际化、科研教学一体化以及现代大学生学习自主化的特点使得在该课程中实行“翻转课堂”分别具备了教师课堂引领能力以及学生自主能力的前提。而我们在《材料分析测试方法》课程中推行“翻转课堂”教学模式的初步实践也证明该模式对大学生极具吸引力，能够取得较好的教学效果。

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