《材料工程基础》课程信息化和“小班授课”教学模式探索与实践

冯 锐，张爱娟，杜庆洋，焦万丽，乐红志

(山东理工大学 材料科学与工程学院，山东 淄博 255000)

《材料工程基础》是教育部21世纪初高等教育教学改革项目“材料科学与工程专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究”中的主干专业基础课程，也是我校材料科学与工程专业的核心课程[1]。本课程的教学目的和任务是讲授金属、无机非金属、高分子和复合材料等各种类型材料制备与加工方面的基本理论、技术方法和生产工艺过程，培养学生分析和解决材料工程技术问题的能力，为后续专业方向课程的学习和今后工作打下良好的基础。在课堂和实践教学过程中，既要突出材料生产工艺过程的共性规律，又要注重讲授不同材料各自生产工艺的特性；既要介绍生产工艺过程，又要讲授制备和加工原理；既要反映当前材料行业发展现状，又要注重讲授新技术、新工艺、新设备和新成果。对于没有生产实际经验的学生而言，课程内容枯燥乏味，普遍反映难以理解、学习难度大；对于任课教师而言，要求具有一定的生产实践经验，另外有限的学时与繁杂的授课内容之间的矛盾对任课教师提出了较高的要求。

随着互联网技术的日趋完善，信息技术不断发展，并在大学教学中获得越来越广泛的应用。学生信息获取的渠道也不仅仅局限于书本，互联网的广泛应用为学生及时获取大量书本外的相关知识创造了条件。对于教育信息化，教育部在2012年就提出了《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》，明确提出高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径，是教育信息化发展的创新前沿。进一步加强基础设施和信息资源建设，重点推进信息技术与高等教育的深度融合，促进教育内容、教学手段和方法现代化，创新人才培养、科研组织和社会服务模式，推动文化传承创新，促进高等教育质量全面提高[2]。

17世纪，捷克教育学家夸美纽斯出版了著作《大教学论》，并在书中首次提出了“班级授课制”的理论，提出了班级组织的概念。此后，班级组织在欧美高等教学中被普遍采用，随后逐渐延伸到亚洲、非洲的学校。目前，班级教学仍然是学校的主要教学形式[3]。自1997年我国高校扩招以来，高校学生人数急剧增加，生师比不断提高。1997年，我国高校的生师比是9.81∶1，2014年我国高校的生师比已经达到了17∶68∶1。在这种情况下，我国的大多数高校都不可避免的要采用大班授课的教学组织形式[4]。

1 信息化和“小班授课”教学模式探讨

信息化教学模式中，网络教学平台发挥了至关重要的作用。以课程中“浮法生产平板玻璃”为例，玻璃的“摊平”和“厚度控制”是难点内容，为了加深学生对该知识点的理解，课程组制作了Flash动画。另外，将与课程内容相关的大量PPT、视频上传到网络教学平台上进行共享，使学生方便快捷的找到自己所需要的知识。同时，利用网络教学平台，可以实现课下与学生的互动，包括答疑讨论、课程作业、在线测试等。为了扩充学生的知识面，提高对新材料的认知程度和学习兴趣，补充了新材料加工制备的最新进展，比如金属零件的3D打印、特种陶瓷的应用与研究现状等。这部门内容采用翻转课堂的模式，学生利用课余时间查阅文献资料，制作PPT汇报最新研究进展，通过师生间相互讨论加深理解。

信息化教学模式注重师生课堂上和课余时间的互动交流，不仅仅是知识的简单传授，而是通过师生间的互动交流共同学习的过程。因此，课堂学生人数对信息化教学模式作用的发挥起着关键的作用。以我校的《材料工程基础》课程为例，以往是2个班合堂上课，人数80人左右。由于学生人数较多，往往无法在课上进行师共同参与的有效讨论，课堂上参与师生互动的学生比率不足25%，导致课堂气氛沉闷，学生积极性不高。

小班授课，由于学生人数减少，拉近了师生的距离，能够进行充分的师生互动，包括师生互相问答、共同参与讨论，学生能够获得更多的发言机会等。例如上课时个别学生对某个知识点没听懂或是有不同的见解，学生可以主动提出，教师再次讲解该知识点以帮助其理解或在深层次上探讨以增进其他同学的理解。但是如果学生人数过多，肯定是无法做到这一点的。小班授课，对教师科研能力也有推动作用，小班授课过程中，教师不再是简单的知识传授者，通过与学生之间的讨论，极有可能给教师带来启发，从而促进其科研工作，实现教研相长。小班授课，可以使教师更好的掌控课堂，能够观察到每位学生的表情，进而了解学生的理解和掌握情况，另外可以及时有效的发现并制止一些不规范课堂行为，比如玩手机或是交头接耳。

2 信息化和“小班授课”教学模式实践

对我校材料科学与工程专业2013级学生开展信息化教学模式试点，课堂人数在80人左右，采用课堂讲授、翻转课堂、网络学习和实验教学相结合的方式。课前，学生通过教师上传至网络教学平台的自主学习任务单，结合PPT和视频资料，明确学习目标，了解重点和难点内容，完成自主学习报告单并提交至网络教学平台；教师根据学生的预习和自学情况调整授课内容，着重讲解重点和难点内容，将一部分课堂时间留给同学们翻转课堂，开展研讨式及探究式教学；下课前十分钟，通过网络教学平台的在线测试功能掌握学生的学习情况，并布置作业；课后，学生撰写学习笔记，包括课堂反思、疑问、总结和心得体会等，并提交至网络教学平台，教师针对学生学习笔记撰写教学笔记，包括心得体会和教学反思等，进一步改进教学方法；课余时间，学生可以将疑问提交至网络教学平台，教师或学生可以在平台上展开充分的交流。

信息化教学模式试行一个学期后，发现学生参与课堂教学的程度明显提高，在课堂满意度调查中，95%以上的同学对授课方式表示满意。但是也有部分同学提出试行过程中遇到的问题，由于课堂人数较多，翻转课堂讨论环节和探究式教学环节时间有限，师生互动不充分等。鉴于此，在学校和学院的积极支持下，本门课程申请开展“小班授课”试点。

对材料科学与工程专业2014级和2015级学生开展信息化+“小班授课”教学模式试点，控制课堂人数40人以下。总结信息化教学试行过程中的经验，优化信息化教学模式，加强对学生学习过程的监督和考核，深入挖掘课程通知、答疑讨论、在线测试、作业提交等版块功能，使学生逐渐由“要求使用网络教学平台”转变为“习惯使用网络教学平台”。由于课堂人数明显减少，每个学习讨论小组的人数控制在3人，针对课堂上提出的问题，每位学生能够在小组内充分发表个人意见，由小组长汇总后在课堂上发表并由老师一并解答。这样，课堂讨论更加充分、学生参与度和学习积极性明显提升。

图1 实施信息化+“小班授课”教学模式前后学生成绩分布对比图

伴随着QQ、微信等网络交流技术的飞速发展，作为网络教学平台的有益补充，小班授课第一节课时会和同学建立QQ或微信交流群，每位学生可以针对预习和复习中遇到的问题通过群聊与老师交流和咨询，同时全班同学也能够知道自己是否也遇到了同样的问题并得到解答。

为了对信息化和“小班授课”教学模式的学习效果进行检验，我们选取2012级、2013级和2014级学生，即未实施信息化、实施信息化和实施信息化+“小班授课”教学模式的两个班，共80位学生的期末考试成绩进行对比，如图1所示。结果表明，实施信息化教学模式后，学生总体成绩明显提升，而实施信息化+“小班授课”教学模式后，成绩达到良好及以上的学生人数显著增多，学生平均成绩提高到83.7分，并且未出现成绩不合格的学生。

3 结论

我校《材料工程基础》课程经过连续三年的信息化+“小班授课”教学模式探索与实践，已经形成了一套完整的教学模式，建立了资源丰富并且不断更新的网络教学平台资源库，学生课前通过自主任务单进行预习、开展研讨式及探究式教学、在线测试、线上线下答疑讨论、作业提交，结合教师教学反思和学生学习笔记，不断优化教学设计，改变教学方法和手段，充分调动学生学习本课程的积极性和主动性，获得了良好的教学效果。

参考文献

[1] 胡 标,徐子芳.《材料工程基础》课程理论与实践教学探讨[J].教育教学论坛,2015(52):171-172.

[2] 余胜泉.推进技术与教育的双向融合-《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)解读》[J].中国电化教育,2012(5):5-14.

[3] 望 军,贾 碧,邸永江.高校小班授课与大班授课的利弊分析[J].教育教学论坛,2016(19): 223-224.

[4] 孟庆俊,朱雪强,李向东,等.《环境化学》课程“小班授课”模式探讨与实践[J]. 教育教学论坛,2017(13):118-119.