基于慕课资源的混合式教学改革与实践

孙俊哲 王志新 樊平

摘要：材料科学基础是一门重要的专业技术基础课，知识点较多，综合性强，理论与实践并重。为了提升材料科学基础的教学效果，本研究在教学过程中探索了基于慕课资源的混合式教学模式，在分析现有的教学情况基础上，进行混合式教学的课程设计，采用多元化的评价体系，建立了反馈机制。通过对慕课教学和传统教学进行有机结合，以学生为中心，提高了学生学习的积极性，培养了学生主动学习、理论联系实践的能力，取得了较好的教学效果。

关键词：慕课;混合式教学;材料科学基础;教学改革

中图分类号：G4 文献标识码：A

随着现代信息技术与教育教学的深度融合，传统的教学方式已经不能满足现代“教”与“学”的需求。探究以慕课资源为基础的混合式教学模式，解决高校传统课堂教学存在的主要问题，应对信息社会所提出的挑战迫在眉睫。比尔和梅林达·盖茨基金会的项目研究发现：混合式教学对于提高学业成就要比单独的面授或者在线课程更有效。本研究以材料科学基础为研究对象，基于已有超星网络教学平台的慕课资源，进行混合式教学设计，建立了以教师引导督促、学生自主学习为主的混合式教学模式。

一、材料科学基础的教学现状

中原工学院材料科学基础课程历史悠久，是材料科学与工程专业、材料成型及控制工程专业的主干课，也是一门重要的专业技术基础课。目前该课程的教学主要采用传统的教学手段和方式。但是传统教学以教师教为主，忽略了学生的主体地位，教学效果不明显，主要存在以下问题：课堂上主要以教师教为主，学生在课堂上缺乏深度的思考，对所学的知识仅限于被动的接受，不利于培养学生独立思考和批判性思维的能力。例如在教授相图的知识点时，学生仅仅通过课堂上有限时间内的讲解，很难理解并运用相图的知识点分析一些复杂和实际的问题。随着信息时代的发展，智能设备在学生中的普及，学生获得信息和知识的途径日益增多，学生在课堂上集中精力听讲的比例下降，课堂效率较低。此外，课程考核方式较为单一，不能全面衡量学生掌握以及运用知识点的情况，学生与老师交流的时间有限，评价和反馈机制不够完善。

二、基于慕课资源的混合式教学优点

基于慕课平台的混合式教学，就是对慕课教学和传统教学进行有机结合，将传统面授式课堂与网络课堂进行优势互补。本研究前期在超星网络教学平台进行了慕课资源的建设，利用開放、互动的慕课平台，构建多元、动态的在线学习资源库，学生可以自主选择时间、地点和自控进度完成这部分知识的学习，满足学生个性化学习的需求。同时在课上就学生自主学习过程中遇到的问题展开集中讲解，引导学生进行小组讨论和合作探究，提高学生的批判性思维能力，促进学生的知识应用与创新。而在课下可利用慕课平台布置作业，为学生答疑解惑，实现传统课堂的拓展延伸。

1.组成教师团队，发挥了教师的引导和督促作用

传统的面授课堂由单一教师完成，而慕课资源则由多名一线教师组成教师团队共同完成，每名老师各有所长，从前期的综合设计、知识点拆分到慕课视频的录制，都凝聚着团队每一名教师的心血。在线上自主学习、课中面对面课堂和课后拓展延伸三个环节中，教师需要起到很好的引导和督导的作用。课前，教师将学习的相关资料和任务提前发给学生，引导学生进行预习;课中，教师根据学生网上学习的情况，有侧重点地进行讲解，指导学生进行小组讨论和答疑;课后，教师督导学生完成相关作业和测验，并参与网上的讨论等。

2.学生自主探究式学习，提高了学生学习的积极性和主动性

混合式教学强调学生的自主探究学习，学生由传统的被动接受知识变为主动学习。开放、互动的慕课平台为学生提供了多元、动态的在线学习资源库，丰富的知识体系代替了单一的学习资源。超星慕课网站上的基本教学资源供学生自学、讨论、复习，拓展教学资源丰富、提高学生的专业知识，特别是网站上重点高校的考研真题汇编及考研经验交流为考研同学提供了很大的方便，近几年的考研录取率明显提高。此外，网站上材料艺术中的图片欣赏展现了材料内部丰富多彩、妙趣横生的微观组织结构，使学生在了解专业知识的同时，也享受着材料的内在美。丰富的学习资源使得学生的学习兴趣大大提高，同时可以根据自己的时间安排进行慕课知识的学习，满足了个性化的需求，因此大大提高了学生学习的积极性和主动性。

3.增加了教师与学生互动交流的机会

在传统课堂上，教师和学生的交流仅限于课上的讲授和课下答疑，很多同学可能由于种种原因无法和教师进行及时的沟通的交流。而慕课平台则为教师和学生提供了一个很好的交流平台，学生既可以通过app进行课程内容的学习，也可以利用app的互动功能对教师提出问题，等待教师解答。通过学习通可以实现多种功能，包括课前签到，课中互动和课后实时交流等，经过调研发现，学生学习的时长和频率有明显的改善。教师也可以通过慕课平台的统计数据掌握学生的学习情况，并及时调整教学进度，同时可以根据学生的作业和测验进行个性化的指导，真正地做到因材施教，提升了教学效果。

4.建立多元的评价与反馈机制

传统的教学采用平时成绩和期末综合考核的方式来评价学生的学习情况，在平时讨论的过程中，由于班级人数较多，通常话题讨论只能有少部分同学参与进来，而且由于时间的限制学生很难把观点全面展示出来，阶段性测验也要花费大量的时间和精力，而慕课平台则很好地解决了这些问题。通过在超星慕课平台讨论区发布话题讨论，所有的学生都可以参与进来，学生发言的积极性大大提高，通过互评和老师评价，可以对问题有更深层次的理解，提高批判性思维的能力和综合运用知识的能力。例如学生在讨论区交流这门课程学习的方法，考研的经验等，在讨论中共同进步。通过线上测验，大大节省时间的同时可以及时并充分掌握学生学习的情况，在加强过程性考核的同时，可以全方位多元化评价学生的学习情况，对学生的学习情况进行综合考评。经过不断的实践与探索，材料科学基础的考核成绩由平时的线上、线下学习和期末综合测试共同构成，学生在线观看视频，完成线上作业和测试等，占比30%，线下学习包括考勤、课堂讨论、小组展示等，占比10%，期末综合测评占比60%，从多方面对学生进行考核评价。

三、基于慕课资源的混合式教学的实施

1.教学分析

在开展混合式教学之前，对学生的线上学习条件和能力进行分析，包括学生的学习主动性、自控力、管理能力等，并根据总体的评估数据来设计慕课的教学内容以及学时数。根据课程的特点以及前期的评估，我们教师团队将材料科学基础的课程体系重新梳理，课程内容进一步整合，最终把其中重要的40个知识点制作成慕课视频。经调研发现学生均具备线上学习的条件，但是学生学习的积极性和主动性存在着一定的差异。这就对教师提出了更高的要求，如何设计更吸引学生的课堂，让学生更多的实时参与进来，在课堂上启发学生进行深入思考，提高学生的学习兴趣和参与程度。在教学中，我们更多的从学生身边的案例引导学生进行思考，例如生活中衣食住行用到的不同材料，“白雪纷纷何所似？未若柳絮因风起，撒盐空中差可拟”南北方雪花差异的内在原因等，在自学一定的知识点之后，通过小组话题讨论等方式，对所学的知识进行综合的分析和应用，让学生感受材料的内在美和科学之美。

2.教学设计

基于慕课平台的混合式教学，要想取得预期良好的效果，就必须遵循一定的原则进行设计与实施，在整体性、综合性、开放性和互补性的原则上进行教学设计。课前预习环节教师通过慕课平台推送相关资源，学生利用碎片化的时间进行预习，掌握学习的重点难点，在规定的时间内完成习题的测评，通过平台的数据统计，教师掌握学生预习的情况并及时进行交流和讨论。课中教学环节教师根据知识点的性质及学生预习的情况，可以采用重点讲授、小组讨论、实时测验等方式，教师可以充分利用现代信息工具，让学生利用手机客户端实时参与课堂，提高课堂效率，减少学生注意力的分散。例如在讲述相图知识点的时候，学生通过预习可以掌握相率、杠杆定律等基础知识，而在课中教学环节，教师则可以重点讲授的方式讲述具体二元相图和三元相图的分析过程，然后采用小组讨论的方式，让每个小组学生针对一个相图问题进行具体的讨论和阐释，这样既锻炼了学生的自学能力、综合运用知识的能力，又锻炼了学生的沟通能力、团队合作和口头表达的能力。课后教学环节的设计包括课后作业、课后总结和知识点测评等，学生在线完成课后作业或拍照上传，教师采用学生互评和教师评价的方式对学生进行考核。学生根据自学情况和教师讲授情况进行知识点总结，通过知识点测评、网上交流讨论和调查问卷等形式，教师及时进行教学进度的调整和教学方法的改进，帮助学生更好地进行知识点的学习和掌握。

3.教学实施

在每次上课前，我们都按照课前准备、课中教学和课后总结三个环节实施教学。以材料的结构知识点为例，课前会给学生推送原子结构、原子结合键、原子排列方式三个知识点的相关视频和课件，让学生通过预习后完成慕课平台的知识点测评。并布置思考与讨论：以可口可乐的三种包装材料为例，它们分别有什么特点，为什么会呈现出不同的特点？在课中讲授的过程中，重点讲解原子结合键中一次键的类型和特点、原子排列中晶体与非晶体的区别。在分组讨论的环节，4-6人为一组，每组选出一名小组长，负责小组的分工与协作。讨论内容为三大类材料呈现不同性能特点的内在原因。在小组讨论的过程中，每组有专门负责记录的人员，讨论结束后，挑选小组任意一名人员来进行阐述，这样每名同学都有展示自我的机会，并以书面的形式完成小组总结。课后在教师的引导下，学生进行知识点的梳理，材料的结构从一个原子内部的结构、两个原子之间的结合再到多个原子的排列方式，从微观到宏观，理解并掌握相关知识点的内在联系，学会运用所学知识解释一些实际问题：例如为什么金刚石和石墨都是碳元素组成，但是却存在如此大的差异？其中的奥秘就在于碳原子之间的结合方式，通过知识点的梳理和一些实际问题让学生将所学的知识点运用到实际中。

材料科学基础是一门理论联系实践的课程，采用基于慕课资源的混合式教学模式，打破了传统的教学模式，实现了课内与课外、线上与线下教学的完美结合，教师引导督促学生主动进行探究式学习，提高了学生学习的积极性。当然，在这种混合式教学的探索阶段，课前准备、课中教学和课后总结仍有很多细节需进一步优化，在今后的教学中，我们材料科学基础教学团队将会继续探索和完善这种教学模式，持续改进，以便更好提高课堂教学质量，培养具有综合素质的应用型人才。

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基金项目：中原工学院2019年度教学改革研究课题“基于慕课资源的混合式教学改革实践——以《材料科学基础》为例”（编号：67）

作者简介：孙俊哲（1988- ）女，中原工学院材料与化工学院副教授，博士，研究方向为纳米材料;王志新（1972- ）男，中原工学院材料与化工学院教授，博士，研究方向为金属材料;樊平（1965- ）男，中原工学院材料与化工学院副教授，博士，研究方向为金属材料。