新工科背景下专业课程混合式教学改革创新研究

饶美娟 穆朝 刘云鹏 谢峻林 何峰

摘  要  随着国家海洋大开发战略的逐步推进，引导学生认识海洋，了解海洋，培养学生利用海洋、开发海洋的技术能力迫在眉睫。海洋与材料课程秉持学生为中心的教学理念，结合MOOC在线辅导，从思政教育、教学理念、教学整体以及考核方式四个方面进行创新改革，主要目的在于传授前沿科学知识，使学生了解国家海洋战略的进展，培养学生的家国情怀和爱国意识，提高学生自主学习、团队协作、动手操作等方面的能力，继而投身海洋开发建设中。

关键词  混合式教学；课程思政；翻转课堂；海洋与材料

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）13-0067-03

0  引言

2016年新工科概念被正式提出，其目的是培养未来的创新型卓越工程人才，为社会发展和国家富强提供智力支撑和人才保障[1]。其中材料在科技创新中发挥着不可替代的作用，新工科对材料专业人才提出了更高的要求，因此，培养具有创新、解决问题等多方面能力的新型材料专业人才尤为重要[2]。

海洋与材料课程是高等学校材料专业学生的一门重要的专业选修课程，是高质量的材料专业人才所应掌握的知识。课程围绕材料在海洋环境的应用，主要目的是提高海洋材料的耐久性能，满足我国海洋战略发展的需求。经过前期总结与探索发现，目前在授课程在教学方面存在以下问题。

1）教学目标不明确，未形成明确的教学体系。 目前课程授课形式以教师授课、学生考试为目标导向，学生考试通过，完成教学目标。未能实现课程教学以人为本，在教学过程中没有给予学生积极导向与课程要求。

2）学生课堂学习动力不足。在传统教学中，课堂是以教师主动授课、学生被动听讲，或以教师授课为主、学生进行指定主题的翻转课堂讲述为辅的课程模式。传统课程模式，学生课前不预习，课中听不懂，课堂互动难进行；翻转课堂学生参与度不高，最终仍会演变为教师授课为主导。这导致课改效果不明显，教学效果不理想。

3）学生解决问题的能力训练少，团队协作意识不足。学生学习的基础知识较多，实践时间少，缺乏团队合作的机会，导致遇到问题难解决，学生基本素养难以形成。

4）现有的单一考核方式难以适应学生非技术能力的培养要求。考核方式、评价标准缺乏内涵解释和针对性，考核多被虚化，评价依据与所评价的能力关联性不强，导致非技术能力的培养出现漏洞。

针对提升新型材料专业人才的培养模式的改革要求，以及海洋与材料课程教学存在的问题，前期进行总结和探索，以立德树人、提高学生专业知识水平和技能，培养学生专业认同感和爱国情怀为目标，对专业课程混合式教学进行改革创新，成效显著。

1  课程建设创新

1.1  课程思政建设

教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》，强调了立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准[3]。为推进材料专业的课程思政建设，要寓价值观引导于专业知识传授和学生能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。海洋与材料课程思政建设，需要解决好专业教育和思政教育“两张皮”的问题，在重点教授学生海洋工程材料相关知识的同时，注重学生的思政教育，完善课程思政工作体系、教学体系和内容体系。

1.1.1  转变思想，切实担当

教育的根本任务是立德树人，立德，就是坚持德育为先，通过正面教育来引导人、感化人、激励人；树人，就是坚持以人为本。在立德树人的同时，任课教师要明确“培养什么人”“为谁培养人”以及“怎样培养人”的问题，要教育引导学生树立共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想，增强“四个自信”，培养一代又一代拥护中国共产党领导和我国社会主义制度、立志为中国特色社会主义奋斗终身的有用人才。针对传统教学只注重传授专业知识的不足，课程教学团队成员需要转变传统授课思想，切实担当，要将价值塑造、知识传授和能力培养融为一体，将思政教育融入专业课程培养，在知识传授的过程中引领学生成长。

1.1.2  兴趣为师，知识通达

通过启发式教学，将课程内容和建设海洋强国、“一带一路”倡议等相结合，激发学生对海洋开发和海洋材料的学习兴趣。良好的学习目的和学习动机，能激发学生积极的学习态度和强烈的责任感。在教学过程中突出海工建筑耐久性存在的问题及解決方案的专业性，让学生意识到提高自身的专业知识和实践能力的重要性和必要性，加强学生对所学课程和专业知识的重视。

1.1.3  家国情怀，使命担当

在授课过程中，通过介绍国家重点开发战略与重大基础建设项目建设的科技创新与突破，激发学生的专业认同感与责任感。此外，分别从安全层面、资源层面、环保层面、战略层面以及治理层面深入剖析我国海洋发展战略，并运用MOT（Moment of truth，关键时刻）法[4]导入思政元素，潜移默化中影响学生，激发学生的爱国意识，培养学生科技报国的家国情怀和使命担当。

1.2  教学理念改革

“师者，所以传道受业解惑也”，教师不光是知识传授者，也是学生人生道路的指引者，更应该是学生思想建设的影响者。

1.2.1  思想理念教育

在新时代下，教师应该积极应对国家对于人才需求的挑战，革新传统教学思维，教师不仅要为学生传授知识，更要在教学过程中通过以身作则、身体力行来以德育人、以文化人，从而培养学生形成良好的道德品质和健全的人格素养。在海洋与材料课程教学过程中，教师要时刻坚持立德树人根本任务，时刻秉持培养社会主义建设者和接班人的历史使命，教育引导学生树立共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想，培养一代又一代拥护中国共产党领导和我国社会主义制度、立志为中国特色社会主义奋斗终身的有用人才。

1.2.2  理性精神教育

科学是严谨的，需要时刻保持好奇，敢于探究，同样要敢于批判，敢于提出“为什么”。在海洋与材料课程教学过程中，注重时刻培养学生理智的好奇心，强烈的求知欲，寻根究底的探索精神，好奇是成才的催化剂；要培养学生的批判精神，怀疑精神，不轻信、不盲从、不唯书、不唯上的实事求是的科学态度。

1.2.3  专门技能培训

海洋与材料课程教学过程中，穿插科学研究的相关测试方法、分析软件、资料查询、PPT制作等内容的分析与讲解，课程交叉、知识点的交叉，为学生未来的科研与工作打下基础，培养学生专业技能，形成一张巨大的知识网络体系。

1.3  教学体系改革

海洋与材料课程设置应注重学生的参与度和学生在课程的主体地位，发挥学生的主观能动性，提升学生学习内动力。同时，保障教师教学引导的主导地位，对学生加以适当引导与辅助。在教学过程中，构建“3+3”创新人才培养体系，即批判性思维、成长性思维、创新性思维、动手实践能力、团队协作能力以及可迁移的技能与能力培养。为达到“知识得以夯实、方法得以掌握、思维得以训练、高阶能力得以培养”这一目标，海洋与材料对传统的教学模式、教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行变革。

1.3.1  教学模式创新

教学过程中重点发挥学生主观能动性，将课堂交给学生，由学生授课、学生提问，学生讨论。加强课堂信息化建设，通过在线课程平台，将实际工程现场与工程专家引进课堂参与课堂教学，为学生的理论课堂学习提供实践指导。教师作为课程引导者，参与学生备课、授课、讨论全过程，把握课堂节奏，及时纠正课堂内容，并在关键时刻渗透思政内容，做到思政教育潜移默化。

1.3.2  教学内容创新

海洋与材料课程是通过系统性实践教学案例为主讲，通过国家重大工程案例引出相关知识点，以在线教育平台为辅助，做到理论与实际紧密结合，培养学生系统思维，让学生全程参与实际工程建设设计与讨论。课程教学不再是单纯理论知识的讲述与学习，而是通过理论与实际相结合的方式，巩固学生理论知识学习，丰富学生工程实践经验。国家大开发工程项目的建设，足以激发学生认真学习的热情，坚定学生科技报国的信心，明确学生投身科学研究的方向。

1.3.3  教学方法创新

1）创新教学思路。任课教师摆脱课堂主体身份，由主讲人变为引导者与总结者，全程参与学生的课堂讲义与PPT制作，及时纠正学生思路，指导学生团队合作；全程参与学生的互动，从实验角度、理论角度与工程实践角度进行归纳总结，巩固知识理论体系。此外，教师需在关键时刻导入相关思政元素，以思想武装学生头脑，让学生产生专业认同感与自豪感，鼓励学生投身科研，为国家富强、民族复兴贡献力量。

2）创新改革翻转课堂。摆脱传统翻转课堂模式[5]，将翻转课堂内容与范围拓展，让学生成为讲课主体。学生依照教师授课流程，依托网络教学资源，准备课程讲义、课程PPT。创新的要求促进学生课前预习，促进学生搜集、总结资料，将知识点内化于心。通过课堂讨论等形式对学生讲述知识点进行查漏补缺，拓展延伸，并用实时的课堂测验方式检验学生的学习效果，让“授课成就感”为学习动力赋能。

3）创新信息化教学模式。信息化教学[6]是当前教学的新模式，采用线下教师授课和线上学生自学相结合的混合式教学（Blended Learning）模式已成为教学主流[7-9]。海洋与材料课程通过线下授课和线上MOOC课程学习的混合式教学，实现课堂学习的多样化，提高学生自主学习意识；促进课堂交流的多样化，通过线上慕课讨论或建立聊天群进行线上答疑解惑，增强师生互动与沟通。混合式教学充分调动了学生的积极性、创造性和学习兴趣，促进学生深度学习[10-11]。

在混合式教学模式基础上，创新信息化教学模式。本课程依托武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院和硅酸盐建筑材料国家重点实验室，利用多媒体教学和多种信息化途径向学生展示海洋前沿材料的应用。引入专家进课堂，在课堂中连线正在参与或参与过的实际工程专家，对学生所学知识点、讨论的问题以及提出的设想从专业角度、实践角度进行分析与回答，帮助学生做到理论联系实际，提高学生参与度与成就感。发挥学生的主观能动性，通过引导学生利用学校图书馆等资源查阅海洋材料相关资料进行课程学习，锻炼学生检索文献、分析文献和表达的能力，加深知识点理解与应用创新。此外，鼓励学生进实验室参与科研，理论结合实际，培养学生的科研思维，提升解决实际问题的能力。

1.3.4  考核方式创新

在学生考核方式上，加重翻转课堂讲述、课堂讨论评分比重，重点在于学生数据搜集、数据分析、归纳总结以及表达能力等方面的考核。引入学生自评、互评以及教师评分体系，通过学生自评与互评，让学生深刻反思课程学习过程中的优势与不足，提升学生课堂积极性。引用网络教学平台等技术手段，分析、总结学生考核数据，为课程调整与更新提供技术保障。

2  课程评价及推广应用价值

本课程是学校大力支持的教学改革课程，同行与学生给予海洋与材料课程高度评价，学生普遍反映课堂效果好，知识点能够及时温故知新，理论紧密联系实际，了解和学习了海洋材料相关的各种应用，进一步巩固了相应的基础理论知识。同时学生的英文水平、PPT制作水平与做报告能力得到极大的提高。通过本课程的学习，学生更加清晰地认识国家的海洋大开发战略，树立了材料人光荣的使命感和祖国建设主人翁意识，有利于培养海洋工程建设的接班人，具有较强的推广应用价值。

3  参考文献

[1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 李祎.新工科建设思路下的材料专业创新人才培养模式探索：以吉林建筑大学为例[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2021（1）：9-11.

[3] 教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[A/OL].（2020-06-21）[2020-06-09].https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[4] 刘涛.基于“关键时刻”理论的学习体验优化研究[J].现代教育科学，2016（7）：53-56.

[5] 龙晶晶.翻转课堂研究综述[J].北京科技大学学报（社会科学版），2016，32（6）：113-118.

[6] 宋南，张昊.融入教育信息化实现高校教学改革新发展[J].中国教育技术装备，2017（22）：130-131.

[7] 邓攀，魏玮，何啸峰.以学生为中心的信息化教学创新与实践[J].中国教育技术装备，2016（16）：127-128.

[8] 唐雪莹.信息化教學背景下的课程考核改革研究[J].中国教育技术装备，2020（22）：111-113.

[9] 杨娟，王利群.关于提升大学教师现代信息化教学能力的几点建议[J].中国教育技术装备，2015（22）：38-39.

[10] 金贵朝.MOOC支撑下的混合式教学模式研究[J].中国 教育技术装备，2015（2）：8-10.

[11] 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.