《材料工程基礎》課程信息化和“小班授課”教學模式探索與實踐

馮 銳，張愛娟，杜慶洋，焦萬麗，樂紅志

(山東理工大學 材料科學與工程學院，山東 淄博 255000)

《材料工程基礎》是教育部21世紀初高等教育教學改革項目“材料科學與工程專業人才培養方案及教學內容體系改革的研究”中的主干專業基礎課程，也是我校材料科學與工程專業的核心課程[1]。本課程的教學目的和任務是講授金屬、無機非金屬、高分子和復合材料等各種類型材料制備與加工方面的基本理論、技術方法和生產工藝過程，培養學生分析和解決材料工程技術問題的能力，為后續專業方向課程的學習和今后工作打下良好的基礎。在課堂和實踐教學過程中，既要突出材料生產工藝過程的共性規律，又要注重講授不同材料各自生產工藝的特性；既要介紹生產工藝過程，又要講授制備和加工原理；既要反映當前材料行業發展現狀，又要注重講授新技術、新工藝、新設備和新成果。對于沒有生產實際經驗的學生而言，課程內容枯燥乏味，普遍反映難以理解、學習難度大；對于任課教師而言，要求具有一定的生產實踐經驗，另外有限的學時與繁雜的授課內容之間的矛盾對任課教師提出了較高的要求。

隨著互聯網技術的日趨完善，信息技術不斷發展，并在大學教學中獲得越來越廣泛的應用。學生信息獲取的渠道也不僅僅局限于書本，互聯網的廣泛應用為學生及時獲取大量書本外的相關知識創造了條件。對于教育信息化，教育部在2012年就提出了《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》，明確提出高等教育信息化是促進高等教育改革創新和提高質量的有效途徑，是教育信息化發展的創新前沿。進一步加強基礎設施和信息資源建設，重點推進信息技術與高等教育的深度融合，促進教育內容、教學手段和方法現代化，創新人才培養、科研組織和社會服務模式，推動文化傳承創新，促進高等教育質量全面提高[2]。

17世紀，捷克教育學家夸美紐斯出版了著作《大教學論》，并在書中首次提出了“班級授課制”的理論，提出了班級組織的概念。此后，班級組織在歐美高等教學中被普遍采用，隨后逐漸延伸到亞洲、非洲的學校。目前，班級教學仍然是學校的主要教學形式[3]。自1997年我國高校擴招以來，高校學生人數急劇增加，生師比不斷提高。1997年，我國高校的生師比是9.81∶1，2014年我國高校的生師比已經達到了17∶68∶1。在這種情況下，我國的大多數高校都不可避免的要采用大班授課的教學組織形式[4]。

1 信息化和“小班授課”教學模式探討

信息化教學模式中，網絡教學平臺發揮了至關重要的作用。以課程中“浮法生產平板玻璃”為例，玻璃的“攤平”和“厚度控制”是難點內容，為了加深學生對該知識點的理解，課程組制作了Flash動畫。另外，將與課程內容相關的大量PPT、視頻上傳到網絡教學平臺上進行共享，使學生方便快捷的找到自己所需要的知識。同時，利用網絡教學平臺，可以實現課下與學生的互動，包括答疑討論、課程作業、在線測試等。為了擴充學生的知識面，提高對新材料的認知程度和學習興趣，補充了新材料加工制備的最新進展，比如金屬零件的3D打印、特種陶瓷的應用與研究現狀等。這部門內容采用翻轉課堂的模式，學生利用課余時間查閱文獻資料，制作PPT匯報最新研究進展，通過師生間相互討論加深理解。

信息化教學模式注重師生課堂上和課余時間的互動交流，不僅僅是知識的簡單傳授，而是通過師生間的互動交流共同學習的過程。因此，課堂學生人數對信息化教學模式作用的發揮起著關鍵的作用。以我校的《材料工程基礎》課程為例，以往是2個班合堂上課，人數80人左右。由于學生人數較多，往往無法在課上進行師共同參與的有效討論，課堂上參與師生互動的學生比率不足25%，導致課堂氣氛沉悶，學生積極性不高。

小班授課，由于學生人數減少，拉近了師生的距離，能夠進行充分的師生互動，包括師生互相問答、共同參與討論，學生能夠獲得更多的發言機會等。例如上課時個別學生對某個知識點沒聽懂或是有不同的見解，學生可以主動提出，教師再次講解該知識點以幫助其理解或在深層次上探討以增進其他同學的理解。但是如果學生人數過多，肯定是無法做到這一點的。小班授課，對教師科研能力也有推動作用，小班授課過程中，教師不再是簡單的知識傳授者，通過與學生之間的討論，極有可能給教師帶來啟發，從而促進其科研工作，實現教研相長。小班授課，可以使教師更好的掌控課堂，能夠觀察到每位學生的表情，進而了解學生的理解和掌握情況，另外可以及時有效的發現并制止一些不規范課堂行為，比如玩手機或是交頭接耳。

2 信息化和“小班授課”教學模式實踐

對我校材料科學與工程專業2013級學生開展信息化教學模式試點，課堂人數在80人左右，采用課堂講授、翻轉課堂、網絡學習和實驗教學相結合的方式。課前，學生通過教師上傳至網絡教學平臺的自主學習任務單，結合PPT和視頻資料，明確學習目標，了解重點和難點內容，完成自主學習報告單并提交至網絡教學平臺；教師根據學生的預習和自學情況調整授課內容，著重講解重點和難點內容，將一部分課堂時間留給同學們翻轉課堂，開展研討式及探究式教學；下課前十分鐘，通過網絡教學平臺的在線測試功能掌握學生的學習情況，并布置作業；課后，學生撰寫學習筆記，包括課堂反思、疑問、總結和心得體會等，并提交至網絡教學平臺，教師針對學生學習筆記撰寫教學筆記，包括心得體會和教學反思等，進一步改進教學方法；課余時間，學生可以將疑問提交至網絡教學平臺，教師或學生可以在平臺上展開充分的交流。

信息化教學模式試行一個學期后，發現學生參與課堂教學的程度明顯提高，在課堂滿意度調查中，95%以上的同學對授課方式表示滿意。但是也有部分同學提出試行過程中遇到的問題，由于課堂人數較多，翻轉課堂討論環節和探究式教學環節時間有限，師生互動不充分等。鑒于此，在學校和學院的積極支持下，本門課程申請開展“小班授課”試點。

對材料科學與工程專業2014級和2015級學生開展信息化+“小班授課”教學模式試點，控制課堂人數40人以下。總結信息化教學試行過程中的經驗，優化信息化教學模式，加強對學生學習過程的監督和考核，深入挖掘課程通知、答疑討論、在線測試、作業提交等版塊功能，使學生逐漸由“要求使用網絡教學平臺”轉變為“習慣使用網絡教學平臺”。由于課堂人數明顯減少，每個學習討論小組的人數控制在3人，針對課堂上提出的問題，每位學生能夠在小組內充分發表個人意見，由小組長匯總后在課堂上發表并由老師一并解答。這樣，課堂討論更加充分、學生參與度和學習積極性明顯提升。

圖1 實施信息化+“小班授課”教學模式前后學生成績分布對比圖

伴隨著QQ、微信等網絡交流技術的飛速發展，作為網絡教學平臺的有益補充，小班授課第一節課時會和同學建立QQ或微信交流群，每位學生可以針對預習和復習中遇到的問題通過群聊與老師交流和咨詢，同時全班同學也能夠知道自己是否也遇到了同樣的問題并得到解答。

為了對信息化和“小班授課”教學模式的學習效果進行檢驗，我們選取2012級、2013級和2014級學生，即未實施信息化、實施信息化和實施信息化+“小班授課”教學模式的兩個班，共80位學生的期末考試成績進行對比，如圖1所示。結果表明，實施信息化教學模式后，學生總體成績明顯提升，而實施信息化+“小班授課”教學模式后，成績達到良好及以上的學生人數顯著增多，學生平均成績提高到83.7分，并且未出現成績不合格的學生。

3 結論

我校《材料工程基礎》課程經過連續三年的信息化+“小班授課”教學模式探索與實踐，已經形成了一套完整的教學模式，建立了資源豐富并且不斷更新的網絡教學平臺資源庫，學生課前通過自主任務單進行預習、開展研討式及探究式教學、在線測試、線上線下答疑討論、作業提交，結合教師教學反思和學生學習筆記，不斷優化教學設計，改變教學方法和手段，充分調動學生學習本課程的積極性和主動性，獲得了良好的教學效果。

參考文獻

[1] 胡 標,徐子芳.《材料工程基礎》課程理論與實踐教學探討[J].教育教學論壇,2015(52):171-172.

[2] 余勝泉.推進技術與教育的雙向融合-《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)解讀》[J].中國電化教育,2012(5):5-14.

[3] 望 軍,賈 碧,邸永江.高校小班授課與大班授課的利弊分析[J].教育教學論壇,2016(19): 223-224.

[4] 孟慶俊,朱雪強,李向東,等.《環境化學》課程“小班授課”模式探討與實踐[J]. 教育教學論壇,2017(13):118-119.