基于慕课平台的线上线下混合式教学模式探究

王香 周惠敏 刘二宝 代晓宇

摘  要：将慕课、雨课堂和传统课堂教学相结合，构建线上与线下混合式教学模式。以材料科学基础课程为例，通过慕课建设、网络与课堂相结合的教学模式设计、课程考核与评价体系的建立等方面开展课程的建设与实施，提高学生的学习主动性和自主学习能力，教学效果得到明显改善。

关键词：混合式教学;慕课建设;教学模式设计;考核与评价体系

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）04-0120-04

Abstract： An online and offline mixed teaching model was constructed by combining MOOC courses with rain class and traditional classroom teaching. Taking the course of fundamentals of materials science as an example， the course construction and implementation， including MOOC construction， teaching model design for the combination of network and classroom， course assessment and evaluation system， etc. are carried out. The teaching model stimulates students' learning initiative and their independent learning ability， and the teaching effect is improved obviously.

Keywords： mixed teaching; MOOC construction; teaching model design; assessment and evaluation system

网络辅助课程如慕课、专属在线课程（SPOC）或微课等教学平台的出现，打破了传统课堂教与学的主动与被动局面以及地域和时间的限制。因此，将网络课程与课堂教学相结合，开展线上线下混合式课程建设是今后的必然趋势[1]。它把传统的课堂教学和互联网学习的优势结合起来，使学生能在课堂之外随时随地复习课堂内容、实时与教师进行在线交流与讨论，拓展了教和学的时间和空间。这种教学方法既能够充分发挥教师的引导、启发、监测教学过程的主导作用，又能够充分体现学生的主体地位[2-3]。

材料科学基础课程是材料類专业的核心课程，它将金属材料、高分子材料和无机非金属材料的基本理论融合在一起，主要研究材料的成分与组织结构、加工制备工艺、性能与服役行为之间的关系及其作用规律，培养学生初步具备解决材料工程复杂问题的能力。它是学生接触的第一门专业基础课，对后续专业课程的学习起到关键性的铺垫作用。这门课程涉及的专业知识面宽，具有理论性强、内容庞杂、有些概念和知识点抽象的特点，学生在短时间内理解和记忆相对困难，传统的教学方法已难以满足需要。另外，学生普遍缺乏工程实践经验，对材料的制备、加工过程没有感性认识，很难将理论知识与实际工程问题直接联系起来[3]。针对存在的这些问题，李佳艳等[4]开展了材料科学基础MOOC平台课程建设及学习效果探讨，认为MOOC的建设对于提高学生终身学习的能力具有重要的作用和意义。翟亭亭等[2，5]基于混合式课堂教学模式，将传统教学方式和网络化学习相结合应用于材料科学基础课程，提升了学生学习的兴趣，提高了教学质量。本教学课程组也从2019年开始，依托智慧树网络教学平台建设了材料科学基础慕课，开展了线上线下混合式教学方法在材料科学基础课程中的应用实践，以期激发学生学习的主动性和积极性，提高该课程的教学质量。

一、提炼知识点，建设慕课资源

哈尔滨工程大学的材料科学基础慕课于2019年初开始筹备建设，2020年6月份录制微视频，2021年3月份开始在智慧树平台上开课。课程团队共录制了82个微视频，知识点遍布各个章节，包括：材料的结构（10个），晶体缺陷（13个），纯金属的凝固（6个），二元相图（14个），固体材料的塑性变形（7个），回复与再结晶（11个），扩散（8个），固态相变（13个）。慕课学习平台的结构框图如图1所示。

建设材料科学基础课程慕课时，按照材料科学基础课程教学大纲的要求，梳理授课内容，围绕章节重点、难点，对章节内容进行汇总整理，将课程内容进行模块化设计，设计出一级主题，并细化为二级、三级层次，根据每一个层次的重要知识点和相关内容录制教学微视频。慕课中的有些教学内容，可以通过一般PPT的讲解就能达到教学目标，而有些内容，需要用二维或三维动画进行演示。例如，晶体缺陷中位错的形成和滑移过程、相变过程中的形核及生长过程、金属的塑性变形等都是教学中的重点和难点内容，比较抽象，PPT讲授学生理解有困难。录制视频时，采用二维和三维动画对这些内容进行演示，这样更加形象和生动，便于加深学生的理解，提高教学效果。每个微视频设计成10～15分钟，微视频的中间穿插1到2个视频弹题，视频弹题的题目主要以刚讲过的知识点为依据，形式有单选题、多选题和判断题。每章后设有10道左右的章测试题、3～4道章讨论题，在全部内容设计完成后，建立了约200道题的期末测试题库。

为了保证学生能够在规定的时间完成学习任务，材料科学基础课程慕课平台还为学生制定了学习进度计划和每天的建议学习时长，学习进度体现学生学习慕课的全过程。当学生的学习进度低于计划进度时，教师可以利用慕课平台上的督促功能，督促学生尽快完成相应的学习任务。

慕课平台上设有资料区，教师可在上面发布为学生提供的参考资料。参考资料可以是音频、视频、图片、word、Excel、PPT、PDF等形式。慕课平台上还设有问答区，教师设计的章讨论题在问答区发布，同时学生也可以将在学习过程中不理解或发现的问题在问答区发布，同学相互之间可以作答或讨论，教师也可以随时查看动态，对学生回答不了的问题及时给予解答。

二、混合式教学模式设计

我校基于慕课平台，并利用雨课堂与课堂教学相结合的方法讲授材料科学基础课程，通过网络教学和课堂授课与互动，使学生全程积极参与到教学活动中，学习形式的多样性，能更有效促进教学目标的达成。如图2所示为设计的混合式教学模式。

（一）慕课学习

慕课学习主要是基于前期我校在智慧树平台建设的材料科学基础慕课。要求学生在每次课堂授课之前完成规定时间段内的慕课学习任务。学生在学习每一个慕课视频过程中，必须完成中间穿插的规定的视频弹题，只有完成作答才可观看后面的内容，这样便于学生适时了解自己对学过知识点的掌握程度。教师通过后台数据分析随时可以查看学生的学习进度，对低于学习计划进度的学生，可以单个或批量地发送督促提醒。学生可以利用慕课平台上的问答区，对教师设计的章讨论题开展讨论，章讨论题是结合工程实际设计的，既有巩固所学内容的题目，也有需要学生查阅资料，可从不同角度去发挥创新思维的题目，有利于启发学生进行创新性思考。同时，学生可将在学习过程中遇到的问题在问答区发布，同学相互之间作答或讨论，教师也可随时查看动态，对学生回答不出的或还存在疑惑的问题及时给予解答，引导学生消化吸收相应的知识点。在每章课程内容结束之后，要求学生在设置的时间段内对章后测试题进行作答。章测试题为客观题，系统自动评分。在完成所有章节内容的学习后，要求学生在规定的时间段内完成慕课上的期末测试题。学生作答结束后，章测试和期末测试的成绩及参考答案都会反馈给学生，这样一方面帮助学生检验学习成效，另一方面是对学生的学习情况进行检测，并给出结果，在一定程度上提高学生学习的积极性和主动性。

（二）课堂授课

课堂授课不仅可以对慕课学习部分进行巩固和拓展，更重要的是可以通过师生面对面的交流和互动，在充分发挥教师主导作用的同时，又有助于营造民主的教学氛围，激发学生学习的兴趣和主动性，让教师能够依据学生的反馈适当地调整教学进度，提高课堂教学效果[6]。

课堂授课前，要求学生通过雨课堂扫码签到，以便及时了解上课人数、迟到人数、缺勤学生名字和数量等情况，加强课堂管理。课堂上，由于学生先期已经进行了慕课学习，所以只需要简单介绍一般知识点，而主要针对重难点内容进行详细地讲解。授课过程中，学生有不理解的内容，可以通过雨课堂的弹幕功能发布，教师可以选择有针对性的问题及时为学生解答，或者针对某些典型的问题在课堂上开展讨论、互动交流，将问题在课堂上内化。知识点讲解完成后，也可通过雨课堂的限时答题功能推送一些测验题，让学生作答，在此过程中关注学生的答题情况，然后对出现问题较多的知识点进行定点精确讲解，或者换种思路去引导、启发学生，也可以利用雨课堂随机抽取学生提问，这样不仅使每名学生都专注到课堂中来，调动了积极性，还能根据答题的正确率或讨论情况发现学生对某个知识点的理解不到位，及时调整教学进度，做进一步讲解。比如，晶体缺陷中位错的运动、位错的弹性应力场、位错之间的交互作用、三元共晶相图、单晶体的塑性变形部分内容比较抽象，在讲解的时候要根据学生的接受情况适当放慢速度。而对于如合金相结构、结晶理论的应用、多晶体的塑性变形等较易理解的内容，可以适当地加快讲解速度。课程结束后，课堂上讲解的课件自动保存至雨课堂，学生对于课堂上没有理解透的内容，还可以课后到雨课堂平台收看回放，巩固所学内容。

三、考核方式与评价体系的建立

（一）考核方式

基于本課程所应用的基于慕课的线上线下混合式教学模式和特点，建立了多元化的考核机制，最终考核成绩由慕课学习成绩、平时成绩和期末考试成绩三部分结合来评定，这就促使学生注重过程考核，循序渐进地积累课程知识。

慕课学习成绩，占比30%，包括慕课学习进度、学习习惯、互动情况、章测试和期末测试等。

学生在结束每章内容的慕课学习后，要完成一个包含10道左右的章测试题。这个环节可以帮助学生对学习内容的掌握情况进行自评。自评结果将有利于学生找到差距，并可有针对性地进行强化学习，从而提高学习效果。此外，在慕课讨论区，每章会有3～4道基于本章知识点的讨论题， 考核学生对课程的参与度，加强互动。在完成所有章节内容的学习后，有一套围绕各章知识点的大约200道的期末测试题， 学生在作答这部分试题的时候，是由系统随机抽取20道题，限时完成。最后，根据慕课学习情况，包括视频学习进度、学习习惯、讨论参与度、章测试和期末测试的分数等进行综合评分。

平时成绩，占比20%。在课堂授课过程中，教师针对重要知识点或难点进行讲授，并开展课堂提问、讨论或随堂测验，适当地布置课后作业，最后根据学生的出勤率和课堂表现、随堂测验成绩、课后作业成绩等进行综合评分。

期末考试成绩，占比50%。教师根据课程培养目标和要求，对重要的知识点采取闭卷考试形式进行测验。闭卷考试可以督促学生进行集中性地巩固、强化复习，保证教学质量，同时也有利于教师评估学生对课程知识的整体理解、掌握和运用情况，并对学生的自主学习效果进行综合评价。

（二）评价体系

教学效果的评价体系不仅仅体现在对学生学习过程、学习效果评价，即“评学”;同时也要反映出学生对整个教学过程、教学环节的评价，即“评教”[7]。我校材料科学基础课程主要通过以下三种方式进行教学效果的评价：

1. 在课程结束后以线上评价、问卷调查和开放式主观题等方式，了解学生对教学内容、教学方式方法和学习效果的满意度，征求他们的意见和建议，这对提升教学质量很有意义。

2. 通过专业教师的反馈了解材料科学基础课程对学生后续专业课学习的作用，根据需要，适当地调整教学内容和教学方法。

3. 校、院两级的教学督导对教学团队的教案、PPT、慕课资源等进行审核，随堂听课，随机调查学生对教学内容和方式、方法等的满意程度，通过这些方面的反馈，分析在教学过程中可能存在的不足，进一步寻求改进方案。

四、教学实施效果

我校经过近一年在材料科学基础课程中实施基于慕课的线上线下混合式教学方法，取得了较明显的教学效果，主要体现在以下两个方面。

（一）调节了课堂氛围，学生自主学习能力增强

如图3所示，统计我校2021年材料科学与工程和材料物理专业共计192名学生各项慕课学习情况的得分率。可以看出，在慕课的学习进度、学习习惯、章测试以及期末测试的习题作答等4个方面，学生的完成情况都比较好，得分率均在95%以上。但是讨论参与度的得分率相对较低，为58.5%，这也是后续要进一步引导学生改进的地方。另外，通过线下过程考核，发现绝大多数学生都能高质量地完成教师布置的课后作业，并且随堂测验的成绩也比较理想。

通过线上与线下教学相结合，实现了优势互补。由于学生在慕课平台进行了先期学习，对一般的知识点都有了理解，所以对课堂上讲解的重点和难点内容也更容易接受，这就促使学生更愿意主动融入到课堂教学活动中。慕课上的讨论区、课堂上通过雨課堂发布的习题或讨论题，一方面调动了学生的积极性，活跃了课堂气氛，提高了学生的学习兴趣和学习效率。另一方面能够及时掌握学生对知识点的掌握情况，调整课堂进度，把学生理解不透的内容及时内化。加强平台监测功能及学生交互活动的设计，促使学生提高自我学习能力。

（二）多元化的考核评价体系，使学生主动学习并转化为成绩的提升

传统的期末考试模式，学生往往是通过考前突击的方式获得期末成绩，不能激发学生平时学习的动力。而多元化考核评价体系的建立，体现了线上和线下的并重性，以及学习过程的重要性。将参与慕课平台的学习活动作为考核学习过程的一部分，有利于督促学生主动使用网络平台，培养自主学习能力。同时，通过对学生进行多元化的考核评价，还可更好地激励学生主动参与到课程学习中，提高学习效果[8]。表1为近3年我校材料科学与工程专业学生材料科学基础课程期末总成绩平均分的对比。2019和2020年采用传统的线下授课方式，期末总成绩根据课后作业、随堂测验和期末考试三部分的成绩进行评定。2021年采用线上线下混合式教学模式和考核机制评定期末总成绩。可以看出，2021年增加了线上的成绩评定，促进了学生主动学习并转化为成绩的提升，与前两年的传统教学模式相比较，平均分分别提高了7.9分和6.6分，这也进一步说明了加强过程考核的必要性和紧迫性。

相关问卷调查结果表明绝大部分学生都能积极参与调查，并对课程的教学方法、存在的问题及后续建设提出很好的意见和建议，这对后续调整教学内容和教学方法，提高教学质量具有很重要的借鉴意义。

五、结束语

依托智慧树网络教学平台建设了材料科学基础课程的慕课，将慕课平台、雨课堂和传统课堂相结合开展了材料科学基础课程的线上线下混合式教学。该授课模式将传统的以教师“教”为主转变为以学生“学”为主，充分调动了学生学习的主动性和积极性，加强了教师和学生之间的交流互动。多元化的考核评价机制，体现了过程学习的重要性，有利于促使学生主动使用慕课等网络平台，增强了自主学习能力，使教学质量得到明显提高。

参考文献：

[1]张进，张春梅，李松霞，等.基于MOOC+雨课堂的《材料科学基础》混合式课程探索与建设[J].科教导刊，2021（8）：192-193.

[2]刘瑞平，许晨阳，黄啸，等.基于SPOC的材料科学基础线上线下混合式教学模式的改革与实践[J].高教学刊，2021（12）：145-148.

[3]李艳霞，范涛，王倩，等.“互联网+”下《材料科学基础》教学模式改革的研究与实践[J].北华航天工业学院学报，2021（1）：42-44.

[4]李佳艳，赵杰，叶飞，等.材料科学基础MOOC平台课程建设及学习效果探讨[J].中国现代教育装备，2018（5）：71-73.

[5]翟亭亭，计云萍，张慧敏.基于混合式课堂教学模式的材料科学基础课程教学设计[J].中国冶金教育，2018（2）：21-24.

[6]高江勇.高质量本科教学的发生——为何需要及何以实现互动式教学[J].高等教育研究，2020（1）：84-90.

[7]南雪丽，卢学峰，郭铁明.《无机非金属材料工学》课程混合式教学的改革与实践[J].教育教学论坛，2020（19）：151-153.

[8]张欣，马静，苏孺，等.MOOC背景下混合式教学在工科专业课中的应用[J].中国教育技术装备，2018（18）：97-99.