基于MOOC 平台的材料科学基础课程混合式教学研究

苑青，黄金斗，李萍，于乃森

（大连民族大学 物理与材料工程学院，辽宁大连 116600）

MOOC (Massive Open Online Courses)，中文音译为慕课，指大型开放式网络课程。2012 年，美国的顶尖大学陆续设立网络学习平台，在网上提供免费课程，Coursera、Udacity、edX 三大课程提供商的兴起，为更多学生提供了系统学习的可能[1-4]。这三大平台的课程全部针对高等教育，像真正的大学一样，有一套自己的学习和管理系统，且它们的课程都是免费的。由于MOOC 是线上多种社交网络工具和形式的教育资源整合，因此，课程易于使用，突破了传统课程时间、空间的限制，依托互联网，世界各地的学习者在家即可学到国内外著名高校的课程，而且受众面广，突破传统课程人数限制，能够满足大规模课程学习者的学习需求。其还提高了课程参与的自主性，学习者可以随时随地自主学习[5-6]。MOOC自开发应用后，受到众多学习者的青睐，清华大学、复旦大学、上海交通大学等相继签约MOOC 平台。2019 年12 月，教育部公布首批教育移动互联网应用程序（教育App）备案名单，高等教育出版社有限公司旗下“中国大学MOOC”应用获得通过。2022年8 月，网易有道与高等教育出版社携手推出的中国大学生MOOC 承载了1 万多门开放课、1 400多门国家级精品课，与803 所高校开展合作，已经成为最大的中文MOOC 平台[7-8]。目前，中国大学MOOC 已成为国内各高校大学生普遍使用的线上学习资源，万余门优质课程任学习者选择，共享优质教育资源，大大推动了教育模式的变革。

1 功能材料专业材料科学基础课程的历史和特点

大连民族大学功能材料专业于2012 年成立，材料科学基础是功能材料专业人才培养体系重要的专业基础课之一，立足国家战略性新兴产业发展需要和学科发展趋势，培养学生掌握功能材料及相关器件基本理论和知识，使学生接受严格的科学实验和科学研究的初步训练，成为能够从事相关新材料、新产品、新技术、新工艺的设计与开发、教学和科研、管理和经营工作的应用型、创新型人才。为此，对于材料科学基础这门功能材料专业的核心基础课程，学生应从金属材料的晶体结构、结晶规律、塑性变形规律、合金相图、热处理技术、材料应用等方面全面掌握金属材料的成分、组织结构与性能之间的基本规律以及提高材料性能和充分发挥材料性能潜力的途径。从功能材料2012 到2022 级，材料科学基础课程已经有10 年的历史。

材料科学基础课程在大二上学期开设，64 学时，4 学分，共10 个章节。课程特点为：（1）专有名词较多，概念比较抽象，比如第一章在讲述空间点阵时，布拉菲点阵有14 种，教材未能清楚解释这14 种点阵存在的原因，导致学生无法理解，只能记忆；（2）画图的知识点较多，比如第四章铁碳相图部分，整张图需要学生默背着画出来，任务量比较大；（3） 公式计算部分较多，在第二、三及五章中，有大量的公式需要学生记忆；（4）金属材料的加工工艺部分，如退火、淬火、正火等技术文字表述较多，学生难以准确理解和掌握其区别。另外，在每个章节的重点和难点方面，存在着承上启下的逻辑关系，教师需要帮助学生梳理，以便学生理解和记忆[9-12]。

2 基于MOOC平台的材料科学基础课程教学改革与实践

2.1 教学模式方面

以往的授课模式大多以理论授课为主，目前，材料科学基础课程基于中国大学MOOC 平台（材料科学基础大连理工大学国家精品课），配合雨课堂PPT和传统板书，展开线上线下混合式教学，具体实施细节如下。

2.1.1 课前线上学习

在上课的前一周，中国大学MOOC 会发布每周的学习公告，介绍本周的学习要点及难点。教师会将中国大学MOOC 本节课的课程视频分享到学生群中，学生可以登录并查看上课的内容进行预习，在讨论区中学生可以发布不懂的问题，教师根据学生提出的问题准备课上的内容及侧重点。

2.1.2 课上线下学习

教师将需预习的中国大学MOOC 内容进行分解，针对学生提出的疑问配合板书和PPT 讲解本堂课的重点和难点，在课堂上通过雨课堂发布关于重要知识点的小测试和小动画，积极和学生互动讨论。由于材料科学基础课程内容庞杂，知识点多，对于教材中很多部分并没有时间进行深入细致地讲解，教师只能按照知识点的重要性总结重点及难点，形成知识脉络，学生在课堂中要做课堂笔记，以便于更快速、准确地理解知识点。

2.1.3 课下线上线下学习

中国大学MOOC 每节课都有测试与作业，课后，教师将测试和作业分享到学生群，让学生复习和巩固，配合教材内容和课堂笔记，全面理解和掌握本节课的重点及难点。教师在线上批改作业，及时掌握学生的学习动态及对知识点的消化情况。

另外，中国大学MOOC 中设置有考试选项，可以作为课程期中或期末的复习测试，以检查学生对知识点的掌握情况；在讨论区，学生可以将不懂的问题分享，整个班级群形成讨论群，有助于学生针对疑惑和不解开展探讨和学习，教师也能及时得到反馈，在以后的习题课中着重讲解；中国大学MOOC还设置有学习数据统计、学生成绩管理和课程数据统计等功能，教师可通过这些统计结果及时掌握学生的学习情况，按照学生完成的进度给出平时成绩并对学生的学习情况进行监管。

2.2 成绩评定方面

在传统的教学模式中，材料科学基础的评分成绩为百分制，分为两部分：线下的纸质版作业（占比为30%）+期末考试成绩（占比为70%）。线上线下混合式教学方式改革后，期末考试成绩占比下降到60%，平时成绩占比提升至40%，其中平时成绩（过程性考核）包括：（1） 中国大学MOOC 课前的预习视频学习，占比为10%；（2） 中国大学慕课测验与作业部分学习，占比为10% ；（3） 课堂随机提问及小测试环节，占比为10%；（4）课堂笔记记录及整理，占比为10%。增加过程性考核占比，充分利用中国大学MOOC 线上资源，考核方式体现OBE（成果导向教育）理念的过程性评价目标。

3 基于MOOC平台的材料科学基础课程教学改革成效

线上线下混合式教学模式实施以来，随着中国大学MOOC 平台的应用，学生的学习资源得到了极大的扩充，学生在MOOC 平台上不仅可以看到授课教师推送的大连理工大学国家精品课，还能看到其他名校的优质课程，从不同的角度对同一个知识点进行讲解，更有利于学生对该知识点的理解和掌握。而且，学生可以利用自己的碎片时间随时随地学习，自主性极大提高，讨论区内的热门帖子也便于学生之间的交流互动。MOOC 平台的回放功能可以确保学生的复习，学生如果因故请假也能在课下及时补上进度，避免出现章节学习的空缺。然而，慕课也有其不足，比如缺乏思想和情感的互动，这就需要教师和学生在线下课堂加强交流互动来弥补，教师配合课堂线下板书PPT，为学生梳理知识脉络，帮助学生整理课堂笔记，以提高教学质量。改革后，多样化的教学模式极大地提高了学生对材料科学基础课程的学习兴趣，使得原本枯燥乏味的课程变得有趣，也使学生能够快速、有效地掌握课程的知识点，提升课堂教学效率。

4 基于MOOC平台的材料科学基础课程今后的改革方向和措施

以 OBE 理念为指导，根据大连民族大学功能材料专业学生的情况，录制符合本校学情的材料科学基础慕课视频，建立材料科学基础试题库和专题库；教师在备课过程中，在课件中多加入生动有趣的动画及模型，能够形象地解释专有名词；在课程内容讲授过程中有效融入多种思政元素，比如材料领域中伟人事迹、材料科学家的精神、材料前沿研究、材料重大成就、材料重大工程案例等，培养学生的大国工匠精神和爱国主义；充分利用现代化教学方法，以中国大学MOOC 为平台，优化课件内容，实施线上及线下的学习进度监管，健全评价机制，实行教考分离，提升课堂效率，切实做到以学生为中心。

5 结束语

材料科学基础是大连民族大学功能材料专业的一门核心专业必修课。通过线上线下教学模式的改革，以中国大学MOOC 为平台，课堂上配合板书及雨课堂，充分发挥现代化教学模式的优势，丰富课堂的教学模式，提高学生的学习兴趣，使繁杂枯燥的知识点变得有趣且易懂。另外，中国大学MOOC 的应用调动了学生的积极性，增加了师生之间的互动，使学生能够掌握金属材料科学的基础理论，掌握材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能和应用之间的相互关系，学生能够做到通过理论知识指导材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作奠定坚实的理论基础。