材料專業在線課程建設與思考

秦巖+彭進波+梅啟林

【摘要】本文以當下在教育領域大規模開放式在線課程的蓬勃發展為背景，闡述了在線課程改革的必要性和可行性。并以材料科學專業課程為例，針對當前此類課程的教學現狀，闡明在線課程改革給此類課程所帶來的挑戰和機遇，并結合具體教學過程給出了教學改革的一系列的具體性措施。

【關鍵詞】教學改革；在線課程；MOOC；材料學科

【中圖分類號】TH140-4；G434 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）09-0016-02

在當今數字化時代，網絡技術與信息和通訊交流技術（ICT）的爆炸式發展，對人們的生活及社會的各行各業的業態產生了深遠的影響，導致了在全世界范圍內各個行業的技術革新與體制改革，推動了行業的進步與時代的發展[1-2]。在教育行業，慕課（MOOC）與翻轉課堂的出現，改變了傳統的教育模式，引發了全世界范圍內的教學體制改革。

MOOC是一種大規模在線開放課程，相比于傳統的教學模式，它具有大規模性[3]，開放性，自主性等特征。它的出現和發展對傳統教育模式進行了優化，使得優質教學資源全民共享，推動了教育公平性，推進的學習型社會的發展，同時也給高職教育帶來了新的機遇。在美國，實踐證明：在慕課和翻轉課堂的教育模式下，學生的學業質量得以提升，學習動機得以增強，師生關系更為密切，同學之間相互幫助，合作學習，同時教師工作滿意度有效提升，家校關系更為密切[4]?；谠诰€課程改革對教育行業帶來的深遠影響及機遇，本文以材料科學專業課程為例，分析了當前此類課程在教學管理上的現狀，闡明在線課程改革給此類課程所帶來的挑戰和機遇，并結合具體教學過程給出教學改革的一系列的具體性措施。

一、目前材料科學專業課程的教學現狀

1.教學形式單一

目前材料科學專業課程大體還是以“人-人”教學形式為主，即教師在教室與學生面與面教學。教師從緒論開始，到課程最后一章結束，采用灌輸形式向學生傳授知識。這種教學形式不僅枯燥乏味，同時還忽略了學生是否聽懂，能否及時消化吸收所掌握的知識，甚至忽略了課堂應有的提問與討論[5]。這種填鴨式的教學方式，造成學生對教師所講專業知識難以理解、不知所云，從而產生厭學情緒，導致學生接收專業知識能力提高受限，進而使教學效率降低。當然，也有一些課程老師選擇使用多媒體教學形式，使用PPT教學，在其中添加一些生動的圖片或動畫，雖然仍未擺脫“人-人”教學的形式，但是提高了教學吸引力，在一定程度上激發了學生的學習興趣。

2.部分課程理論性強

材料學科專業課程注重邏輯嚴謹，科學系統，部分課程的內容大多是一些新概念、新理論，其中涉及一些定義和公式等偏重于理論的知識，需要學生花時間去理解和掌握。而當代大學生普遍存在自控能力差，學習不刻苦，吃苦精神不強等問題，對于這些理論課程容易產生抵觸情緒，學習積極性不高。這無疑加大了教師的教學難度，直接影響教師的課堂效率和教學效果。

3.課程內容多，學時數不足

材料學科是一門多屬性交叉學科，涉及物理、化學、生物、機電等其它學科知識。因此，學生在學習材料科學專業課程之前，需要學習諸如《大學物理》、《高等數學》、《無機化學》、《工程制圖》等其它大類學科的課程。而且對這些先修課的掌握程度要求比較高，占據了學習培養計劃中的大量課時，導致材料科學專業課程的學時數不足，教學難度加大。而教師往往為了完成教學任務，加快講課進度，讓學生們感覺材料學科課程學習難度大，影響了學生的學習效率和學習效果。

二、在線課程改革的可行性

在線課程自從出現以來經歷了從開放式課程（OCW）、開放教育資源（OER）到大型開放式網絡課程（MOOC）的發展歷程。相比當前教學背景下的“人-人”教育形式，在線課程則是采用“人-網絡-人”的教學模式，其理念更加新穎，思維更加寬泛、方式更加便捷。在線課程不僅繼承了傳統課程中的教學內容、課后習題和思考題等，而且以在線的形式為老師和學生提供了一個互動平臺。學生和教師通過互動式平臺的交流學習，不再局限于時間和空間的限制，學生可以隨時隨地的學習與討論，同樣教師也能及時的解答學生提出的疑問。在線課程創造了一種新的學習生態系統，誕生了一種全新的教育理念[6]。

1.在線課程具有開放性

開放性是在線課程的首要特點，在線平臺通過互聯網的形式將學習資源公開化，面向全世界范圍內的學習者開放。最新形式的在線課程-MOOC將全世界一切有用的、優質的學習資源收集在一起，然后低價的甚至免費的提供給需要學習的學習者，并賦予了學習者重復和循環利用、修改及傳播資源的權利。這種開放式的教育模式最大限度地突破了學習條件的制約，有效的利用了教育資源，使其價值最大化。

2.在線課程具有大規模性

當下，在線課程已經發展至大規模開放在線課程（MOOC）的形式，其相比于傳統的教學形式具有大規模性。具體表現為以下幾個層次：（1）學習群體的大規模。MOOC面向全世界范圍內的個體免費注冊，且對注冊人數沒有限制。因此一門課程的學習者可能有成百上千甚至上萬人同時學習。這種學習群體的大規模避免了傳統教育形式下的空間限制，即節約了教學資源又提高了教學效率。（2）課程體系的大規模。MOOC面向所有專業課程開放，任何專業課程都可以借助相應的技術手段，在MOOC平臺上創建自己的專業課。然后通過互聯網的形式提供給任何有需要的學習者學習，實現了在線專業課程體系的多樣化、大規?；叭婊＃?）內容形式的大規模。MOOC不僅包含了傳統教學的教材內容、課后習題等，還包括各種音頻，視頻以及電子相冊等多媒體教學，同時還提供了交互性的論壇和討論區，搭建了一種形式多樣化的學習平臺，實現了學習者的自主學習、互動學習和合作學習。（4）數據的大規模。MOOC平臺上所記錄的數據具有大數據的特點，即大容量（Volume）、高速度（Velocity）、多樣化（Variety）、真實性（Veracity）、高價值（Value）、可視化（Visualization）[7]。這種大數據特征，實現了教學內容的全面性，同時也避免了傳統教學中出現的學時數不足的問題。

3.在線課程具有實時性

不同于傳統的教學形式，在線教學存在了一定的自由性，學生可以隨時進行課程學習，同時還能夠隨時和老師進行交流溝通。這打破了時間的限制，使學習者可以充分合理的利用學習時間。同樣，這也要求老師和學生雙方經常在線，以便隨時進行疑問解答，或者是雙方進行在線的課程討論。當然，有些老師可能承擔了許多教學任務或科研任務，不能及時與學生進行溝通學習，也可以通過指定專業的課程助教，實時的解答學生提出的問題。同時，由于在線課程大規模性，有許多學習相同課程，興趣相投的學習者也可以實時進行在線交流互動，互助幫助，合作學習。

由此可見，在線課程是一種開放的、互動的、便捷的教育新模式。它創造了一種全新的教學理念和教育形式，促進了全球優質教學資源的共享和開放，推動了全球教育事業的發展。因此，在線課程教學改革是可行的，也是十分必要的。

三、材料科學專業在線課程改革具體性措施

材料科學專業課程是材料類專業的核心課程，其涉及的專業知識是材料科學專業學生必須學習和掌握的專業能力和技能。因此，必須選擇合理地教學模式，使用科學的教育方法?？紤]到材料科學專業的目前現有的教學情況，開放式在線課程具有開放性，大規?；?，實時便捷等優勢的條件，因此引入這種新型的教學形式，對材料科學專業課程進行在線課程改革進行探索可以提高材料科學專業課程的教學質量。

1.課程資源的整編優化

課程資源的優化主要是對教學內容的規范化和標準化。MOOC是大型開放的共享平臺，其具有大規模性，收集了全球海量的教學資源，內容豐富駁雜，因此需要對創建的課程進行嚴格的管理。教學內容的規范化和標準化，便于課程資源的檢索和運用，同時也可以增加相似甚至相同資源之間關鍵信息的描述，并應用智能關聯推薦技術幫助用戶快速查找自己所需的教學資源。目前現行課程資源建設的代表性產業標準分別有ULF（Universal Learning Format）、SCORM（Sharable Content Object Reference Model）以及IMS（Instructional Management Systems）等[8]。在實際改革過程中，需研究各類專業教學內容的標準，對教學資源中涉及的專業性概念和理論進行規范化，并結合各類高校在線課程建設的實際應用需求以及各專業課程的實際特點，對課程知識點進行層次分明有條理的梳理整合，形成科學合理的、便于理解的、規范的以及可操作的在線課程教學資源。同時，對于相似或相同課程，研究課程間的關聯信息描述方案，增強課程資源之間的緊密聯系，形成課程資源的有序組織。

2.教學方法的革新優化

考慮到傳統填鴨式的教育形式太過單調，學生很難提高學習興趣，導致教學吸引力底下。在線課程需要在教學方法上進行革新優化，即使用多元化的教學手段，提高教學吸引力。MOOC 是大型開放的教學資源共享平臺，其是由教師、學習者、學習資源和共享平臺 4 個元素組成。與傳統的授課形式相比，MOOC 這一開放性的平臺式在線教學極其重視老師和學生在學習過程中的體驗和感受，采用多元化的教學手段，可以讓學生在在線課程的學習中體驗到新鮮感，提高學生對課程的學習興趣。比如，在 MOOC平臺的課程學習過程中，可以添加一些具有吸引力的課程背景知識和拓展知識，使學生能夠更加深入的了解這門課程，培養學生的學習興趣。再如，充分利用多媒體教學的優勢，在在線課堂中添加一些模擬實驗，影視拓展等相關資源，可使學生更加直觀深刻的掌握所學知識。又如，在MOOC平臺中設置開放討論區，老師和學生可以在討論去自由探討課程相關內容，在能夠很好的及時的解答提問者所提問題的同時，也帶動了學習效率。而這在傳統的教育模式下是難以實現的，因為傳統課程內容和進度需要受到該課程的教學大綱的約束。

3.學習評價和認證機制的建設

學生的課程成績是反應學生的課程學習是否達標的重要指標，同時也是考核學生掌握專業技能的重要依據。由于在線課程的多元化教學模式，現有的學習評價和認證機制已經不能夠完全符合教學要求。因此，需要建立和完善在線課程學習質量評價及認證機制，科學和嚴謹的來評定并認證學生的在線課程學習成績。目前，大多數在線課程還是通過在線測試來作為成績考核的主要依據，但這種方式太過簡單化，學生可以通過互聯網查詢試題答案，導致不能夠真實的反映學生的學習成績。為了能夠真實、客觀、公平的反應學生學習在線課程的情況，我們可以考慮將學生的在線學習過程情況與線下試題考核結合起來進行科學評價。而對于學生的在線學習過程情況的考察，我們可以通過監測和采集學生的在線學習過程數據，看學生學習課時和學習時長是否達標。為避免學生出現掛機現象，還可以考察學生在討論區的活躍度以及回答討論區問題的質量等情況。從而，制定出一種多元的在線課程學習質量評價及認證機制的解決方案。

四、結束語

通過對在線課程的可行性的分析，結合目前材料科學專業教學現狀，分析了材料學科在線課程改革的必要性，并提出了幾點關于材料科學專業在線課程改革的具體性措施，科學的為材料學科在線課程建設提供了參考。

參考文獻

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[5]趙紅，張洪信，王玉林，陳煥明.慕課時代《汽車設計》教學改革與對策研究[J].教育教學論壇，2016，27：106-107.

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[7]秦學明，孟紅娟.大規模開放在線課程的特征分析及其發展反思[J].軟件導刊（教育技術），2015，03：27-29.

[8]趙厚福，于連民，洪智鳳.國際數字化學習標準縱覽[J].電化教育研究，2009，（1）：29 -35，45.

作者簡介： 秦巖（1967-），男，安徽蕪湖人，武漢理工大學教授，從事研究聚合物基復合材料。