微课模式在《材料科学与工程基础》课程中的探索与实践

张英 徐冬梅 王伟群 何金林

摘要：《材料科学与工程基础》课程作为高校理工科学生的一门大类基础课程，存在知识点多、内容抽象、学生学习难度大等问题，而微课作为一种新型的教学模式，可以同时满足学生按需学习、个性化学习和移动学习等特点，若与传统课堂相结合，可以有效地解决《材料科学与工程基础》课程学习中的各类问题。

关键词：微课；翻转课堂；材料科学与工程基础

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）17-0158-02

一、前言

材料被认为是高新技术发展及现代文明的物质基础，材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能以及它们之间的相互关系，集物理学、化学、冶金学等于一体的科学，与能源科学、信息科学并称为21世纪现代科学技术的三大支柱。材料科学与工程则是研究有关材料的成分、结构和制造工艺与其性能和使用性能间相互关系的知识及其应用的一门基础科学。材料的成分、结构、工艺、性能及其使用性能被认为是材料科学与工程的基本要素。可见《材料科学与工程基础》课程是一门集理论与实践相结合的大类基础课程，其主要内容涉及材料的结构（晶体结构、非晶体结构、材料的表面与界面结构）、相图分析、材料中质点的扩散、固态反应、相变过程及烧结等。该门课程属于苏州大学材化学部材料学院的一门大类基础课程，共36学时，学生涵盖材料科学与工程、高分子材料与工程、无机非金属材料与工程、材料化学、功能材料5个专业。因学生涉及专业面广，且各专业基础略有差异，加之学时数有限，在学习过程中，学生普遍反映内容多而抽象，课堂上往往来不及消化，课后复习不得要领，极大地影响了学生的学习积极性。

二、微课与翻转课堂模式

记忆中的传统课堂基本上是由“粉笔、课本、黑板”组成，慢慢地被多媒体课堂“声频、视频、动画”取代，而如今，随着计算机和网络技术的发展，微课和翻转课堂作为一种革新的教学模式，越来越多地引起了高校教师的注意。微课可以理解为微型课程，即集中针对某一主题设计与实施的小规模短时课程，也称之为微型视频网络课程[1，2]。其最主要的载体即微视频，微视频是围绕某个教学主题（如知识点、例题等）录制的教学视频，除此之外，微课还应包含与该主题相关的一系列的教学设计，如微课件、微习题和微反馈等辅助性教学资源。

三、微课模式的《材料科学与工程基础》

（一）微课模式的《材料科学与工程基础》课程设计

1.教学设计是灵魂。微课重在一个“微”字，因为短小，所以更具灵活性和可扩充性。但是，也正是因为“微”字，以知识点为单元的微课并不能涵盖所学内容的全部，必然导致知识点之间的联系松散，难免会给多数学生的学习带来困扰。故微课教学设计的建设十分重要，可以说是整个微课的灵魂所在。教学的设计应与教学目标相一致，其原则是要让全体或者大多数学生参与进来。以《材料科学与工程基础》课程中“晶體结构中球体的密堆积原理”知识点的学习为例，课前教师需给出相应的课程资源，学生根据课程资源完成自主学习；课中教师先介绍该知识点的主要内容，并提出相关问题，如“晶体结构看起来很复杂，但却遵循简单的球体密堆积原理，这个原理是什么？”、“何为配位多面体？最紧密堆积结构中的配位多面体只能是四面体和八面体吗？”及“请根据密堆积原理分析NaCl等晶体的结构”等。

2.课程资源是基础。课程资源是微课学习的基础，主要包括微视频、微课件、微习题及微测试等。以微视频为例，微视频是以课程的知识点为单元录制，视频时长5—10分钟。也可以选择国内外网络学习平台上的优质课程视频资源作为补充，同时根据《材料科学与工程基础》课程自身的特点，微视频的制作可选用教师出镜讲解、PPT讲解、手写讲解或动画演示等形式。

3.在线学习平台是依托。在线学习平台是微课学习的依托，将课程资源上传至在线学习平台，并按照教学进度按时发布学习内容。授课过程中充分利用在线学习平台的功能开展教学互动，如微习题、微测试等。利用学习平台上的学习进度记录和数据统计功能，督促学生按时完成课前学习任务，及时发现学生的学习难点，为翻转课堂教学活动的开展提供支持。

（二）微课模式的《材料科学与工程基础》课程中教师和学生的作用

微课教学的理论基础之一是建构主义，即强调以学生为中心和协作学习的关键作用，在学习过程中学生从被动的内容接受者转变为学习活动的主体，而教师的角色从知识的传授者转变为学习过程的指导者与促进者，故因材施教和个性化教学将得到最大的实施[2，3]。教师与学生的关系不仅仅是“教”与“学”的关系，更多的是“教”“学”相长、互为补充、互为动力的关系，在这样的新模式下，教师要及时地掌握信息化带来的各种便利条件，并把这些便利条件及时应用到课程设计上，与时俱进地学习并掌握新的教学方式方法；而学生则应主动自主地参与到整个教学环节中，课堂不再仅由教师主导，更多的是以学生为主导、为中心，而教师更倾向于协助、监控的作用。这样地学习模式转换不仅考验了教师的组织能力也锻炼了学生学习的主观能动性。

（三）微课模式的《材料科学与工程基础》课程评价

《材料科学与工程基础》课程的一个重要特点是内容广、知识面宽、重点难点多，为了避免出现“一张期末试卷定成绩”的弊端。课程考核可以采用过程性或综合性评价的方式，以学生的学习投入度和能力提升度为主要评价标准，综合学生的自主学习表现、课堂表现以及学习效果等评定成绩，包括但不限于课前测验、课堂讨论表现、小组学习成果、阶段测验、课程小论文等。课前学习任务中除视频学习外，还应包含适当针对学习重点和难点的微习题等。课中学习安排可以根据班级规模做适当调整，如，当教学班级规模较小时（<30人），可安排课堂测验、合作学习、课堂汇报、师生讨论等；当教学班级规模较大时（>30人），可采取课堂做习题等方式，通过做题解决学生差异性的问题，或者点名回答课前学习思考题等，而这些都可以计入总评成绩。课后巩固练习，一般翻转课堂的课后是不布置作业，但课程可以设有阶段测验，以检验学生的阶段学习成果，阶段测验成绩也可以计入总评成绩。以《材料科学与工程基础》课程为例，为了验证微课模式下翻转课堂的效果，在2014级材料类学生中选取了两个平行班级做了一个试验（表1），一班为采取了微课模式下翻转课堂的授课班级，二班为常规课堂的授课班级，可见，在微课模式下的翻转课堂对于优化和提高教学质量有一定的帮助。

四、总结

综上所述，现代科学技术的进步促进了各学科间的协同发展，信息时代，微课作为一种新型的教学模式，与传统课堂互为补充，不仅能够促进《材料科学与工程基础》课程的教学改革，还能够满足高等教育对学生全面发展的要求，值得高校教师认真研究，合理开发利用，使其更好地服务于课堂教学，切实有效地提高课堂教学质量。

参考文献：

[1]黄建军，郭绍青.论微课程的设计与开发[J].现代教育技术，2013，（5）：31-35.

[2]董巍.基于微课的“翻转课堂”教学模式设计和实践[J].教育现代化，2017，（3）：179-180.

[3]邵颖.“微课”与“翻转课堂”在生物化学教学中的应用初探[J].教育教学论坛，2016，（39）：200-202.