基于點數-徽章-排行榜機制的《材料腐蝕與防護》線上+線下混合教學模式初探

陳肯 祝聞 李康 金碩勛 易愛華

摘 要：《材料腐蝕與防護》課程因專業名詞數量眾多，知識點邏輯聯系緊密，抽象公式與計算多，專用符號和圖表繁雜，傳統的線下課堂講授過程中學生存在明顯的畏難情緒，學習態度消極。基于點數-徽章-排行榜機制，構建了完備的激勵系統，加上線上線下混合教學模式的應用，極大地提高了學生的學習積極性和學習效果。

關鍵詞：點數-徽章-排行榜;混合教學;腐蝕與防護

1 課堂特點及調查結果

《材料腐蝕與防護》課程作為材料學科重要的專業課之一，主要教授腐蝕與防護的基本原理，對腐蝕過程的熱力學和動力學進行系統闡述。課程的教學目的和任務是使學生能夠掌握腐蝕與防護基本原理，并為學生在一定層次上從事腐蝕與防護相關工作儲備必要的基礎知識和奠定相應能力。

學生在本課程中進入心流的狀態較難。所謂心流指的就是人將注意力完全投注入到某種實踐中，會感到高度的興奮感與充實感的心理狀態[1]。造成這種現象的原因一方面在于前期的專業基礎課，如材料科學基礎、材料熱力學等，很少涉及該部分內容。在課程開始前對學生的調查顯示，對于腐蝕與防護課程中的一些基本專業名詞，如極化、電極電位等，學生從未聽過的名詞占到了90%。另一方面，該課程邏輯聯系多，抽象公式多，計算多，專用符號多，圖表多，學生天然地存在著畏難情緒。這種特殊的情況導致以往傳統的線下課堂講授中學生的積極性不高：在調查以往上過該課程的學生中，65%的學生反映，課程太難，公式太多。42%的學生反映，老師授課過程新的專有名詞出現頻率高，很難跟上節奏。10%的學生反映，稍不注意錯過知識點后，后面的課程很難跟上。

隨著信息技術的不斷發展，線上教育已經成功應用于高等教育教學中。同時，線上+線下混合式教學模式既具備線下教學的實時反饋，便于統一推進教學進度等優點，又具有線上學習的個性化，可重播，拓展性強等優點，從而被廣泛應用在教學實踐中。

2 基于點數-徽章-排行榜機制的教學設計

2.1 學習者類型與團隊的建立

基于八角行為機制[2]，即使命、成就、授權、擁有、社交、稀缺、未知、虧損八種核心驅動力，設計調查問卷判斷學生四大學習者類型（成就型、目標型、互動性、探索型），并根據類型的不同合理搭配組建團隊。將全班分為10個小組，以互動型學習者擔任小組長，保證每個小組各型學習者都有一人的條件下，再隨機分配剩余學生。以此機制建立的學習小組，保證了每個團隊內都有各型學習者，從而可以在教學實踐過程中，各小組內的成員都會積極參與，同步競爭。運用點數（point）、徽章（badge）、排行榜（leaderboards）的PBLs機制[3]持續刺激學生獲得心流體驗。

2.2 點數機制的建立

點數的設置不但包括最終的課程分數，也包括獨立于課程分數之外的評價點數，例如對課堂上某個環節的評分，以此激勵學生完成特定任務，或與團隊內的學生協作換取點數。其作用可以具體細分為以下6種：（1）有效記分：以此讓學生了解他們做得有多好。點數也可以以進度條的形式反映從課程開始到完成最終課程目標任務的進程。（2）確定獲勝狀態：在有輸贏機制的課堂團隊搶答環節中，點數可確定教學過程中“獲勝與否”的狀態。（3）在課程進程和外在獎勵間構建聯系：課程系統為達到一定程度的學生提供了實體的獎品，或是可用虛擬點數換取，例如：團隊獲得了100點，就可以獲得一次免除寫作業而直接得優秀的機會;如果你獲得了1500點，就可以獲得老師的實體獎勵等。（4）提供即時反饋：點數可快速、簡單地實現明確而頻繁的反饋。例如，簽到獲得點數獎勵，而每次點數的變化都能給學生提供反饋，提醒學生可以學得更好。（5）彰顯成就的方式：在課堂上，能看到其他學生團隊得分的環境中，點數可向他人展示自身團隊做得怎樣，也是作為學生地位的標志。（6）為教師提供分析數據，便于改進課程：教師可追蹤學生獲得點數的情況，進而通過各項指標準確分析課程的相關信息。

點數機制的設計，可以分成線上和線下兩部分。線下部分，包括每次課堂上的考勤，上課的狀態，回答問題的質量，團隊討論的成果等由教師實時地給出。線上部分則可以根據學生觀看課程視頻、話題討論、小節測試，以及課后作業由優學院系統統計分數點。

2.3 徽章機制的建立

徽章可以看成點數的綜合體，通過頒發徽章可以簡單地劃定學生團隊或個人的點數級別，同時，不同的徽章也代表著不同種類的活動。

一種行之有效的徽章系統具有以下4種特征：（1）徽章使學生有一個努力向前的目標，而這將會對學生的學習動機產生積極影響。（2）徽章會為學生提供一種指示，使其了解課程的核心機制如何實現的，以及課程系統是用來做什么的。（3）徽章是一種信號，通過獲得徽章可以向其他小組展示自身及團隊的能力。（4）徽章是一種虛擬身份的象征，是對學生在課程系統中個人學習過程的一種肯定。

此外，徽章具有很大的靈活性。教師可以為多種的教學過程頒發相應的徽章，沒有局限，進而使課程能夠滿足更加多元化的學習類型者，如此可以通過點數系統無法實現的另一種方式激發學生的學習興趣。

在材料腐蝕與防護課程中，為以下行為設立了徽章：其中線下部分包括：簽到次數，回答問題次數，搶答成功次數，團隊展示優勝次數，作業滿分次數，線上部分包括：預習學案優秀次數，討論中精彩發言次數，課后復習學習課程視頻時長，完成課程小結進度等。

2.4 排行榜機制的建立

排行榜是PBLs三要素中最難應用的要素。當學生想知道相比于其他學生自己達到了什么水平時，排行榜便能發揮它的作用。如果在課堂上取得的成績很重要，排行榜可以公開這一成績讓大家都看到。如果運用得好，排行榜能夠發揮非常有效的激勵作用。但排行榜也會造成嚴重的消極影響。如果學生看到自己與他人的巨大差距，可能會望而卻步，不再去做任何嘗試。為此，不必把排行榜當成是一種最終成績的靜態的記分牌，也不必只追蹤一種特征。

在材料腐蝕與防護課程中，線上部分的排行榜由優學院直接給出，在設置好各部分的所占比例后，學生通過學習行為積累學習點數，從而實時地刷新自己的排名。在線下部分，教師以團隊為對象，在每次上課之前會將上次課的團隊排名展示于黑板，并在下課前統計本次課各團隊的分數并更新排名榜。

PBLs系統結構如下圖所示。

3 PBLs系統線上+線下混合課堂教學探索

3.1 課前預熱

在優學院上提前公布課程的預習學案，目的是使學生對下節課要講授的內容有一個大致的了解，有利于課堂教學的順利開展。學案內容的設置應該由易到難，且容易的部分應該居多，例如大量設置專業名詞的定義、選擇題及判斷題，而設置少量的啟發性問答題。各同學通過預習教材和在網絡查找資料完成學案。預習學案應在上課之前線上提交。教師通過查看學生學案的完成程度，可了解學生對知識點的熟悉程度，進而對課程內容時長安排作出相應的調整。同時，學生完成預習學案的情況也將加入到課程考核中，由教師評分記錄到優學院系統中，實時顯示分數及排名。對預習學案完成較好的學生，當評分優秀次數達到某一閾值時獲得“有備無患”徽章，且可通過獲得優秀次數的增加來提高徽章等級。

3.2 課堂競爭

上課前，使用優學院簽到功能，可限定200m范圍內簽到有效，免去點名占據課堂時間。簽到與出勤分數掛鉤，由優學院統計排名，簽到達到一定次數可獲得“鍥而不舍”徽章。

授課時，令同一組的學生坐在相鄰的位置上，方便組內交流討論，桌面上放置團隊銘牌，各組之間有一定的分隔。采用對半課堂的方式進行授課，即教師用一半時間講授相關知識點，另一半時間給學生討論總結。根據講授、討論時學生的學習態度，如是否有低頭玩手機、睡覺，是否有效開展討論等，為各組評分，計入線下課堂表現分數并在下課前公布更新最新排名，對課堂表現分數奪冠次數達到一定次數的給予“專心致志”徽章。每次課程中將會設置一些涉及本次課程知識的較容易的選擇題和判斷題以及較難的計算題或問答題用于搶答。學生在討論環節中重點就這些問題進行討論，討論結束后使用優學院APP以小組為單位進行搶答活動。教師根據搶答情況與回答情況實時反饋并在黑板記錄得分情況及搶答排名。搶答成功次數達到指定次數后給予“眼疾手快”徽章，搶答成功但回答失敗次數達到指定次數給予“心急吃不了熱豆腐”徽章，搶答成功且回答正確次數達到指定次數后給予“心明眼亮”徽章。

除常規上課環節，應該設置一定比例的團隊展示課時。在這一部分，學生通過查找與課程相關的文獻與資料，經團隊協作匯總成一個小型報告，在課堂上進行展示。由教師根據報告PPT內容與形式的質量以及匯報人的現場表現等綜合評分，并計入課程最終分數。優勝的團隊獲得“同力協契”徽章。

3.3 課后鞏固

線上課程應該同步更新課程的講課視頻及PPT以便學生進行復習，學生可自由拖動、快進慢放講課視頻從而實現高度個性化地復習。通過優學院統計學生課后觀看學習課程視頻時長給出分數，并實時公布排名統計，對復習時長達到指定時間的給予“溫故知新”徽章。課后習題在優學院上公布，學生通過線上提交完成。教師及時評閱課后作業，并給予分數，由優學院統計分數更新排名。對課后作業獲得優秀次數達到指定次數后，給予“力學篤行”徽章。

教師在優學院上發布討論，學生根據討論話題發貼，即可以是對所學知識點的困惑，也可對習題答案的疑問。討論由教師和學生線上點贊獲得分數，由優學院統計最終排行。對討論獲得優秀次數達到一定次數的，給予“出口成章”徽章。

4 結語

基于PBLs開展《材料腐蝕與防護》的課程教學，經過多學期的線上+線下混合教學實踐，學生的積極性明顯優于單純線下課堂講授，巧妙運用點數-徽章-排行榜能有效地激勵學生進行學習活動。然而，基于PBLs的線上線下混合教學過程中還是遇到諸多難題，如教師評分的公正性、成績區分度等，如果有效解決這些問題，可以讓這種教學模式的質量更上一層樓，仍需要進一步的探索。

參考文獻：

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[2]韋艷麗，周璇，劉煜煒.基于八角行為分析法的學習類APP游戲化驅動設計研究[J/OL].包裝工程，1-9.

[3]周麗云.疫情背景下游戲化在《金融計量學實驗課》在線教學的應用研究[J].高教學刊，2020（17）：64-66.

基金項目：廣東省高性能輕合金及其成型工程技術中心，東莞市新型輕合金及其加工技術重點實驗室，廣東省基礎與應用基礎研究基金項目（2019A1515110913;2019A1515110408及2019A1515110466）東莞理工學院博士啟動（GC300502-45及GC300501-087），廣東省高等教育教學改革（綜合類）項目（面向東莞地區材料創新高地需求的地方高校新工科材料類專業創新人才培養模式的改革研究與實踐）

作者簡介：陳肯（1991—），男，漢族，湖南人，博士研究生，講師，研究方向：高溫腐蝕與防護。