一流课程背景下的材料科学基础课程建设探索

2021-12-08江伟辉包镇红王少华

科技视界 2021年32期

胡庆江伟辉江峰包镇红王少华

（景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西景德镇333403）

0 引言

2019年，教育部发布的《关于一流本科课程建设的实施意见》明确提出：建设适应新时代要求的一流本科课程要落实立德树人根本任务，深入挖掘课程中蕴含的思想政治教育元素，以高阶性、创新性、挑战度“两性一度”为标准[1]。在此背景下，本团队合理运用大学MOOC在线教学平台和与之关联的智慧教学工具，开展基于“异步SPOC+慕课堂”的线上线下混合式教学，同时深挖课程蕴含的思政教育元素，实现在线课程与传统线下课堂、材料专业教育与思想政治教育的有机融合，逐步打造一流课程。

1 课程在人才培养中的地位和作用

材料科学基础课程为材料类相关专业的核心专业基础课，主要讲授无机材料的组成、结构、性能之间的关系的理论，材料制备中涉及的相变、固相反应和烧结过程的基本规律和相关动力学模型、相平衡等热力学知识以及相图的分析方法；同时课程中还蕴含着“科学精神、工匠精神、爱国情怀等”丰富的思政元素[2]。因此，课程要使学生掌握材料领域共性规律的理论知识（知识目标），培养学生运用知识解决实际生产和复杂工程问题的能力（能力目标），此外还承担着培养学生“科学精神”“工匠精神”，激发学生作为“材料人”的社会责任感和爱国情怀（育人目标）任务。然而，我校材料科学基础课程教学普遍采用传统线下课堂教学，教学过程中还存在教师“填鸭式”输出，教学内容长年不更新，考核评价单一等问题，与当前倡导的“以学生为中心”“形成性评价”等理念不符，与一流课程有一定差距。因此，本团队依托大学MOOC平台结合慕课堂，以“两性一度”标准进行贯穿课前、课中、课后的课程设计，开展线上线下混合式教学，同时深挖课程所蕴藏的思政教育元素，完善课程考核评价体系，打造一流课程。

2 “两性一度”标准下的课程设计

2.1 教学目标的高阶性

首先，确定“高阶性”的教学目标，分成知识传授、能力培养和素质拓展3个层次。第一层次的内容主要涵盖课程概念性和原理性的知识点，通过课堂讲授配合线上学习完成；第二层次以第一层次的内容为基础，侧重培养学生对知识点的运用能力以及分析实际材料制备、生产等问题的能力，同时培养学生团队协作以及沟通表达的能力，主要通过课堂讲授、专题调研及“翻转课堂”实现，教学过程中侧重理论知识在实际问题中应用的案例的介绍，引导学生以小组为单位进行专题调研，再由学生制作PPT汇报交流，教师进一步讲解总结，过程中充分体现“以学生为中心”；第三层次深挖教学内容中所蕴含的思政元素，穿插我国材料辉煌历史和先进技术、著名科学家的生平事迹等的讲解，将专业教学有机地融合思政教育，引导学生形成正确的三观，培养学生作为“材料人”的责任感和使命感[3]。

2.2 教学内容和教学形式的创新性

团队将最新的前沿研究进展和成果引入到课堂中，如讲到石墨的结构时，延伸介绍石墨烯在材料学领域的研究进展和应用前景；讲授钙钛矿型结构时，引申出钙钛矿材料在太阳能电池、量子点等方面的应用前景以及存在的问题。通过上述方式将课程基本知识框架与最新的前沿研究进展相衔接，使教学内容具有前沿性和时代性，同时能够增加学生对材料科学的热爱，提升学习兴趣。另外，团队在教学形式上注重以学生为中心，利用大学MOOC平台，搭建本地SPOC平台，采用智慧教学工具慕课堂进行备课、小组讨论、翻转课堂、数据分析，开展基于“异步SPOC+慕课堂”的线上线下混合教学，学生由被动接受者变为学习中心，极大地激发了学生的学习潜能，培养了其创新精神和实践能力。

2.3 考核评价的挑战度

传统的考核评价方法大多为单一闭卷考试，学生大多在考前突击便能通过，而且只能考核学生对基本知识点的掌握，对能力和素养的评价不够全面。因此，本课程考核更加注重过程性考核和结果性考核的有机结合，总评成绩除了课堂表现、平时作业和期末考试以外，还加入了线上学习、线上小组讨论、翻转课堂项目汇报、团队协作、沟通交流等内容的考核，提高对学生的挑战度。相应的，对教师的挑战度也自然提高，教学内容和教学形式要创新，就需要教师投入更多的精力和热情对教学内容更新再造，对教学形式和考核评价进行多样化设计，对教学数据进行充分的分析，以持续改进教学效果。

3 线上线下混合教学模式

3.1 整合线上教学资源

建设丰富的线上教学资源是混合式教学顺利开展的前提和保障，团队选择大学MOOC平台上与我校材料科学基础课程有较高契合度的精品在线开放课程，在此基础上建设我校的异步SPOC平台，结合我校实际和教学需要，对原有MOOC平台中的PPT课件、教学视频以及单元测验和测试题进行了适当的补充和删减，同时增加思政相关案例和上传视频，进行本地化改造，从而整合出一套可以支撑我校材料科学基础课程混合式教学的在线资源。

3.2 “异步SPOC+慕课堂”的混合教学

采用基于“异步SPOC+慕课堂”的线上线下混合教学模式，SPOC主要用于学生的线上学习，慕课堂主要用于线下的教学活动[4]。课前，教师通过异步SPOC平台发布教学通知、PPT以及教学视频等资源，学生通过平台进行线上的课前预习，完成练习和相关讨论；课中，进行传统的线下课堂教学，同时教师通过慕课堂发布课堂练习、弹屏和交互式讨论等进行翻转课堂教学；课后，学生在SPOC平台完成教师布置的章节测验，讨论交流，教师则可以通过SPOC平台收集学生观看视频、完成章节测试等的情况，通过慕课堂及时掌握学生的学习进度和学习状况，对较为突出的问题进行持续改进，提高教学效果。

3.3 优化评价体系

为了更加充分地调动学生线上学习的积极性，同时更加公正地评价学生的知识、能力、素养情况，团队对传统“重结果，轻过程”的考核评价体系进行改革，设计了多维度、多样式的考核体系，大幅提高了平时成绩的比例和线上学习在平时成绩中的比重，过程学习的比例由原来的20%增加至50%，包括课堂表现10%，在线学习20%（作业、讨论、测验、考试），翻转课堂20%（教师评分、班级评分、小组评分），考核形式更加合理，更能够评价学生对知识的理解和掌握，促进运用知识分析问题的能力以及团队协作、沟通交流等素养的养成。