材料科学基础课程线上线下混合式教学研究

孙学勤(烟台大学/环境与材料工程学院，山东 烟台 264005)

0 引言

新冠肺炎疫情的暴发，彻底改变了原有线下教学的传统教学模式，如何更好地做好本科生的教学工作，根据国家、山东省及学校的“停课不停学，停课不停教”的工作部署，自2020年3月开始，各级各类学校开展了大规模的线上教学活动，这既是对线上教学的检验与挑战，更是全面推进信息化教学的一次重要契机[1]。疫情防控期间，烟台大学2018 级材料科学与工程专业材料科学基础课程实施了线上教学，基于授课对象(材料科学与工程专业)、课程知识的特点进行了系统部署与安排，结合传统的线下教学，通过对线上教学实践的不断探索，如何更好地对该课程进行线上线下混合式教学进行了探索。此外，为了更好地适应时代发展需求，在传统教学模式下，如何构建一套较为现代的、顺应时代发展的线上线下混合式教学体系是每一位高校教师义不容辞的责任和义务[2]。

1 材料科学基础课程特点及教学中存在的问题

材料科学基础课程是材料科学与工程专业的一门专业基础必修课，是该专业的主要核心基础课，也是大多数学校考研的核心课程。该课程以介绍工程材料的基础理论为目的，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密地联系。该课程学习内容主要包括固体结构、晶体缺陷、扩散、相图。通过对该课程的学习，能够让学生掌握材料科学方面的基础知识和基础理论，掌握材料的组织结构、成分、制备工艺与性能之间的相互关系，从而能够在材料相关领域具备一定的分析问题和解决问题的能力[3]。

在传统教学模式下的材料科学基础教学中存在许多的问题和不足。一是课程的概念术语多、死记硬背的知识多、相关学科多。在培养方案的修订过程中，课程的总学时不断削减的情况下，我们既要保证课堂教学的顺利进行，又要充分调动学生学习的主观能动性。如果仅仅依靠传统的线下教学模式，很难保证在教学过程中涉猎到所有的教学内容，为了完成教学任务，大多数老师在授课过程中的讲课速度较快，导致学生在学习过程中的主动性和积极性受挫。二是教学方式单一。目前的教学过程中，教师主要借助于多媒体，辅以黑板板书的方法。大多数老师在讲课过程中，过多地依赖于PPT讲解来强调学生对基本理论的记忆。这种情况下，容易导致学生处于被动接受知识的状态，缺乏独立思考问题和解决问题的能力，从而导致学生的学习效果不佳。三是教学过程中师生缺乏交流互动。目前，材料科学基础大多采用大班授课的形式，人数较多，由于线下教学学时时间有限，导致教师在教学过程中一味地讲，而缺乏与学生的互动、讨论和交流，这种教学模式会阻碍学生创造性思维的培养[4]。四是考核过程不够科学。传统教学模式下的应试考试，大多数学生在平时的学习中未能掌握基本知识体系，学生为了突击考试，只关注重点内容，缺乏对知识点的前后衔接，纯属应对考试，无法达到课程设置的目标和任务。此外，考核结果的应用范围相对有限，只能用来评价是否通过本门课程，对学生的督促作用发挥不明显，无法起到以考促学的效果[5]。

2 线上线下教学方案设计

2.1 学习学时的改变

我们对人才培养方案中规定的课时作了适当调整。由线下课堂96课时调整为线上32 课时+线下96课时，其中线上课时为学生利用在线学习平台资源进行自主学习。

2.2 教学内容不断创新

材料科学基础多以概念为主，知识点过于抽象，部分学生在学习过程中，以死记硬背为主而导致对概念无法理解。根据这些问题，在本课程的教学内容上做了两点调整：第一，把传统教学中内容相对简单的部分知识点做了调整，学生容易理解的，调整到以线上让学生自主学习为主。第二，在现有教材教学内容的基础上，根据学科发展方向更新教学内容，并结合教学团队老师的研究成果，及时引进前沿技术和理论。第三，把思政教学融入到课堂教学中。为了不断的把课程思政元素融入日常的课堂教学中，我们在日常备课过程中，充分利用现代化的教学信息技术，积极开展课程思政建设[6-7]。

2.3 教学方式不断改变

在“材料科学基础”课程中进行线上、线下深度融合的混合式教学模式改革，不仅仅是面对面教学与在线教学的混合，更是在“以学生为中心”的学习环境下教学与辅导方式的混合。整个教学过程不仅关注如何教，更关注如何学以及学习的效果，由“教师为中心”转向“以学生为中心”，关注学生发展、学生学习和学习成效。创建“以学生为中心”的学习环境，给学生学习提供了更大的学习自主性；同时实现了学生线上的交互式练习、作业互评以及在学习平台的交流讨论，增强了学生与学生、学生与教师之间的互动交流，弥补了传统线下教学的不足[4]。

3 线上线下混合式教学实践

3.1 教学资源及教学平台的准备

线上资源是能够顺利开展混合式教学的前提条件。在2018年，材料科学基础教研室根据烟台大学在线平台建设的要求，搭建了材料科学基础在线学习平台，为学生线上自主学习提供教学资源，其中包括视频、随堂测验、话题讨论等多个模块。同时，根据教材章节内容发布课前预习内容提示、单元测验，课后巩固作业等，引导学生有计划、有目标地自主学习、检验学习成效及展开深入探究学习；还收集整理了填空、选择、判断、名词解释等不同类型的题目，建设线上测试题库，供学生自我检测。丰富的教学资源为学生创造自主学习的良好条件。

3.2 课前线上自主学习

教师根据教学进度安排，每节课提前通过QQ群发布课前预习内容提示，要求学生提前完成教学内容预习。学生在观看优慕课平台发布的在线视频后，完成该章节的单元测验，包含选择、填空、判断等类型的问题，用以检测自主学习的效果。最后以调查问卷的形式收集学生对本节内容学习的体会，了解学生预习中的收获和重难点。通过对学生线上学习行为所产生的数据和问题进行梳理分析，教师能更准确地确定讲授的重点，合理地进行线下课堂的教学设计，使课堂更具个性化、更吸引学生的课堂注意力，调动学生的课堂积极性。

3.3 线下教学模式改革

材料科学基础课程的线下教学由传统的大班教学转变为小班教学模式。通过小班讲授进行线上教学内容回顾、课程内容重难点剖析、典型例题讲解等几个部分，以检查学生的线上学习效果，并有效加强绝大部分学生的学习深度。此外，改革传统的“满堂灌”模式，在线下教学过程中教师应着以“学”为主、以“教”为辅的教学理念，在教学中借助现代多媒体技术，发挥其形象逼真、图文清晰、知识面宽等优势，将难以表达和阐述的重点和难点通过图像、示意图、视频动画等简单化、形象化、直观化的方式进行教授，达到提高教学效率和增强教学效果的目的。

3.4 教学评价考核方式应当采用多元化的考核模式

基于上述的线上线下混合式教学活动，材料科学基础最终的学习考核由传统的以期末试卷为主的考核方式，转变为关注学生学习过程的多维度考核评价体系。课程成绩根据线上线下学习数据、期末卷面理论考核成绩和实践考核成绩对学生进行评价，更全面反映学生的学习状态和知识、技能掌握情况。总成绩包括了课堂学习考核、平台学习考核和期末考试3个组成部分，权重分别为15%、25%和60%[4]。

(1)课堂考核为线下考核，包括课堂出勤情况、随堂测试、课后作业等3个部分；(2)平台学习考核为线上考核，包括观看在线教学视频、线上单元测试、在线讨论等3个部分；(3)期末考试为线下考核，采用闭卷笔试的方法对学生进行终结性考核评价。试卷内容注重学生基本知识点的掌握和能力的考查。

这种多维度的考核方式，涵盖了学生线上、线下学习的各个环节，能够通过考核引导学生更加主动学习，激发学生自主学习的积极性。

4 结语

线上线下混合式教学不仅弥补了传统教学模式的缺点，打破了时间和空间的界限，而且在一定程度上推动了创新教学方法、共享优质教学资源、教学内容与时俱进高等教育教学改革[1]。如何更好地促进材料科学基础等专业课程改革和进行线上线下混合式教学的深度融合，是目前材料科学与工程专业教学环节的一个重点和难点。以材料科学基础课程作为对象，以学生为中心，将网络在线教学与传统课堂教学的混合，贯穿课程教学的全过程，不断推进教学方法改革，才能真正实现课程教学质量的提高和本科生培养质量的提升。