“材料工程傳遞現象”課程應用翻轉課堂教學模式后的思考

[摘 要] “材料工程傳遞現象”課程是該文作者所在學校材料科學專業本科生的專業基礎課。該專業學生通過本課程的學習，掌握有關傳遞現象的基礎知識，熟悉動量、熱量、質量傳遞三種傳遞的基本原理，并能對一些材料相關傳遞問題進行分析，培養學生獨立思考、分析及簡化問題的能力。傳遞現象理論知識具有理論性強、公式紛繁復雜、內容涉及面廣的特點，而傳遞現象知識在材料領域的實踐應用具有前沿性和針對性強的特點。基于翻轉課堂的理念，該文對優化與更新教學內容、融合多元化教學模式、建立多元化教學評價體系等幾方面進行探索，并對翻轉課堂教學模式應用于材料工程傳遞現象課程教學后予以思考。

[關鍵詞] 材料工程傳遞現象;翻轉課堂;本科生

[基金項目] 上海市教委本科重點建設課程項目“材料工程傳遞現象”;上海理工大學優質在線課程建設項目“材料工程傳遞現象”

[作者簡介] 沈淑玲，上海理工大學材料科學與工程學院教師。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0210-02? ? [收稿日期] 2019-12-02

一、材料工程傳遞現象課程對材料科學專業本科生的重要性

材料是發展現代工業的基石，是現代高新技術發展的基礎和先導，推動著人類文明的進步。材料涉及國民經濟和社會發展的方方面面，有力支撐著創新型國家的建設。材料工業的發展，在很大程度上將影響到整個工業部門，特別是先進制造業的發展。

二、傳統模式下材料工程傳遞現象課程教學存在的問題及翻轉課堂的優勢

（一）材料工程傳遞現象課程的特點

材料工程傳遞現象主要涉及動量、熱量、質量傳遞三種傳遞的理論知識和在材料領域實踐應用兩方面。動量、熱量、質量傳遞三種傳遞的理論知識具有理論性強、公式紛繁復雜、內容涉及面廣的特點，而傳遞現象知識在材料領域的實踐應用具有前沿性和針對性強的特點。要想學好材料工程傳遞現象這門課還要具有較強的物理和高等數學知識基礎。

（二）被動學習環境下，學生創造力和自學能力欠缺

關于如何提高學生對理論性比較強的課程的學習效果，一直是教育工作者思考和討論的問題。可以肯定的是，傳統的材料工程傳遞現象課程教學方法和技巧具有負面影響。在傳統的材料工程傳遞現象課程教學方法中，教師很積極，學生卻只是傾聽并做筆記，學生對自己的學習沒有責任感。以這種方式接受教育的學生他們獲得的是基于記憶的信息，而不是能夠通過解決問題來質疑和提出解決方案的創造性。這也會影響學生的積極性和自學能力。然而，只有具有高度自學能力的學生，才能真正獨立解決難題，取得更大的成就。這就是為什么在規范教育活動中除了使學生在材料工程傳遞現象課程中獲得更高成績的同時考慮如何提高學生自學能力的問題。

（三）翻轉課堂的特點及優勢

翻轉課堂是一種教學策略，是一種混合式學習，通過在教室外提供教學內容（通常是在線）來顛覆傳統的學習環境[1-3]。翻轉課堂的教學形式由來已久，但真正普及要從2007年開始。最初是由于美國科羅拉多州一所高中的Jonathan Bergmann和Aaron Sams兩位老師為了補救學生缺課問題而將教學內容上傳至Youtube，讓缺課學生自己學習[4]。在這種教育模式中，學生課下觀看教學講座的視頻，而課堂時間則用來討論和解決在傳統課堂中可能被指定為作業的問題（如圖所示）。上課時間由傳統教學模式下的老師為主體變為更高級的學生提問、實驗和解決問題。學生的參與度、積極性和創造性得到充分提高。

三、將翻轉課堂應用于材料工程傳遞現象課程教學遇到的問題與思考

不同于高度重視個人主義和獨立學習的西方學生，由于我們國家長久以來的教學模式都是教師為主體的傳統教學法，學生從小學到高中都是在傳統教學模式下學習，學生被認為是被動學習者，他們自己也傾向于作為一個群體學習，并依靠老師作為主要的知識信息來源。因此，在材料工程傳遞現象課實施翻轉課堂教學的過程中，我們發現，學生會感到某種程度的迷失，對如何在翻轉課堂中扮演學生角色不知所措。所以，在目前的課堂教學中，不適合完全放棄傳統教學模式而全部采用翻轉課堂方式，應該是翻轉課堂和傳統教學方法相結合的混合式教學模式[5-6]。

翻轉課堂教學模式雖然有利于提高學生的學習興趣和課堂參與度以及培養學生的自學能力和解決問題的能力，但是針對我們國家學生的特點、以往的教學模式以及材料工程傳遞現象課程的特點，可以借鑒翻轉課堂教學方法，在材料工程傳遞現象課堂不適于完全采用翻轉課堂的教學模式而徹底摒棄傳統教學模式，應該是采用兩種教學模式相互融合的混合教學模式。

參考文獻

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[2]Foertsch J，Moses G，Strikwerda J，Litzkow M.Reversing the Lecture/Homework Paradigm Using eTEACH（r） Web-based Streaming Video Software[J].Journal of Engineering Education，2002，91（3）：267-274.

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Reflection on the Application of Flipped Classroom Teaching Model

in the Course in Material Engineering Transfer Phenomena

SHEN Shu-ling

（School of Materials Science and Engineering，Shanghai University of Technology，Shanghai，200093，China）

Abstract：Material Engineering Transfer Phenomena is a basic course for undergraduate students majoring in material science.Through the study of this course，students of this major can master the basic knowledge of transfer phenomena，get familiar with three basic transfer principles of momentum，heat，and mass，and analyze some materials related transfer problems，so as to cultivate their ability to think independently，analyze and simplify problems.The transfer phenomenon knowledge is theoretical with complicated formulas and extensive contents，while the application of transfer phenomenon knowledge in the material field is leading-edge and targeted.Based on the concept of flipped classroom，this paper explores ways of optimizing and updating the teaching content，integrating diversified teaching models，establishing diversified teaching evaluation systems and other aspects，and reflects on the application of the flipped classroom teaching model in the course on Material Engineering Transfer Phenomena.

Key words：Material Engineering Transfer Phenomena;flipped classroom;undergraduates