基于MOOC+雨課堂的《材料科學基礎》混合式課程探索與建設

張 進 張春梅 李松霞 黃本生 張德芬

（西南石油大學新能源與材料學院 四川·成都 610500）

0 引言

教育部關于一流本科課程建設的實施意見中指出：課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量。為貫徹落實習總書記關于教育的重要論述和講話精神，必須深化教育教學改革，并把改革成果落實到課程建設中，全面開展一流本科課程建設，并通過三年左右時間，建設萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程（雙萬計劃）。

在“雙萬計劃”中，有關一流本科課程界定為5種，其中線上線下混合式一流課程主要指基于慕課，專屬在線課程（SPOC）或其他在線課程，運用適當?shù)臄?shù)字化教學工具，結(jié)合本校實際對校內(nèi)課程進行改造，安排20%-50%的教學時間實施學生線上自主學習，與線下面授有機結(jié)合開展翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學，打造在線課程與本地課堂教學相融合的混合式“金課”。在具體指導意見中還特別倡導基于國家精品在線開放課程應用的線上線下混合式優(yōu)質(zhì)課程建設。

1 《材料科學基礎》教學面臨的主要問題

西南石油大學是國家“雙一流”世界一流學科建設高校，新能源與材料學院是一流學科建設的重要支撐力量。《材料科學基礎》是材料類專業(yè)的專業(yè)核心課程，對學生的知識結(jié)構(gòu)搭建起著承上啟下的作用，也是培養(yǎng)一流材料類人才的重要基礎課程。《材料科學基礎》的授課對象為整個新能源與材料學院的所有二、三年級階段本科生，本課程對學生的知識結(jié)構(gòu)搭建發(fā)揮著關鍵作用。當前，我院《材料科學基礎》的課程與教學改革主要存在以下問題：

（1）基于OBE教育理念建立以“學習成果產(chǎn)出”為導向的新型教學模式在高校教師中雖已形成了共識，但并沒有很好的落實在具體的教學行動中；

（2）國家層面上已經(jīng)對“課程思政”做了頂層設計，但基層教師對“課程思政”的教育理念和重要作用認識不夠；

（3）《材料科學基礎》的基礎理論難度大，內(nèi)容較多，而現(xiàn)有課堂學時安排存在不足，學生有畏難情緒，難于實現(xiàn)“兩性一度”的課程內(nèi)容要求；

（4）教學方式及方法較為單一，線上平臺和線下智慧教學工具的配合應用不夠嫻熟，學生的課堂參與度不夠，學習積極性、效率不高，師生課堂互動及教學反饋流于形式，缺乏教學環(huán)節(jié)的全過程性考核，導致學生的自我學習的驅(qū)動力不夠。

2 課程建設與實施

2.1 建設理念

首先是基于OBE理念加強學生學習及思維能力培養(yǎng)，針對學生學習基礎、能力的不同，始終堅持以學生為中心，從教學內(nèi)容重構(gòu)、教學方式創(chuàng)新、學習的過程性評價等方面，重視學生學習過程的成就感；在基本知識講授的基礎上，將科學成果、工程案例的材料學問題融入教學內(nèi)容，開展基于問題、項目的學習策略，促進學生學習和思維能力的提升。其次，將課程思政的育人理念融入課程教學全過程，“教育者先受教育”。作為授課教師，首先必須認真學習教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設指導綱要》的文件精神，并積極探索將“課程思政”理念融入課程內(nèi)容設置、教學方法設計、考核評估等課程管理和教學各環(huán)節(jié)，如將馬克思主義哲學觀和教學內(nèi)容相結(jié)合；圍繞社會主義核心價值觀給課程樹魂。通過充分挖掘《材料科學基礎》課程蘊含的思政元素，運用“潤物細無聲”的方法體現(xiàn)情感和價值引領，引導學生用正確的立場觀點和方法看待事物，分析問題，認識社會，不斷推進《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》和《普通高等學校專業(yè)認證標準》的全面落實，讓學生學好專業(yè)知識的同時，加強對學科、專業(yè)的理解，增強對材料學科的熱愛，努力實現(xiàn)思想、價值引領。

2.2 建立線上平臺+線下智慧教學工具+微視頻的教學模式

2017年11月，本課程基于校級課程中心+學習通嘗試進行課內(nèi)外的混合式教學，在前期反饋的基礎上，經(jīng)過教務處領導的大力支持，2020年開始嘗試采用大連理工大學趙杰教授的《材科科學基礎》國家級精品在線開放課程進行SPOC混合式教學，增加了每周2學時的線上學習要求，搭建了線上慕課平臺+線下智慧教學工具+微視頻的學習平臺和情境。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智慧教學理念，充分利用慕課平臺視頻、電子課件、單元測試、討論區(qū)等線上模塊和學習通、雨課堂和QQ課程群線下教學工具進行教學互動；并結(jié)合自身課程特點分層次、分模塊錄制微課視頻（包括基本概念，重難點內(nèi)容，拓展學習等），充分發(fā)揮微課視頻在新課導入、知識理解、提高和銜接中的作用，有效激發(fā)了學生學習興趣，提高學習主動性。

2.3 課程資源應用及組織實施情況

《材料科學基礎》課程內(nèi)容抽象、概念性強，為提高學生學習效果，課程資源的應用需要體現(xiàn)在課前預習，課中學習和課后復習三個環(huán)節(jié)。

課前，教師下發(fā)教學公告，包括學習資源和任務要求，讓學生明確該次課程的學習內(nèi)容、學習目標以及教學內(nèi)容的重點和難點。上課過程中，對于基礎理論教學內(nèi)容，在課堂上常采用啟發(fā)式、互動式等教學方法，力求講授生動活潑，以調(diào)動學生積極思維能力，加深學生對課程內(nèi)容的理解；對于重難點內(nèi)容，可以積極采用現(xiàn)代教育技術(shù)輔助教學，用圖像、動畫等演示給學生，提高學習興趣；授課過程中通過學習通、雨課堂等工具實現(xiàn)教師與學生之間、學生與學生之間的互動。此外，依托課程網(wǎng)站，精選部分內(nèi)容，建成功能明確的微課視頻，探索和發(fā)揮其在新課導入、知識銜接、強化理解和提高等環(huán)節(jié)中的作用，提高授課效率和效果，彌補學時不足。課后，充分利用教學資源進行復習、完成思考題和習題等作業(yè)，并針對部分教學內(nèi)容進行一定的文獻調(diào)研分析等拓展活動。

此外，對于特別重要而又比較難掌握的位錯的基本理論以及塑性變形等部分除了在課堂上重點講解外，還為學生指定需要閱讀的擴充文獻資料和圖書，組織學生進行課堂討論，討論時由學生各抒己見，經(jīng)過充分辯論將問題徹底搞清，有效地調(diào)動學習積極性，激發(fā)學生的學習潛能。

2.4 將實驗教學和大學生學科競賽結(jié)合，實現(xiàn)“以賽促教，以賽促改，以賽促學”

材料學是一門應用科學，除了理論知識，還必須注重培養(yǎng)學生用實驗檢驗理論和總結(jié)實驗規(guī)律的能力以及發(fā)展理論的素質(zhì)。本課程的實驗項目包括驗證性和綜合型兩類。在常規(guī)教學實踐的基礎上，積極探索高校學科競賽對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、競爭意識、動手操作及團隊合作方面的作用。目前，在材料學科領域的全國性大賽項目內(nèi)容豐富，除了挑戰(zhàn)杯，互聯(lián)網(wǎng)+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，還包括金相技能大賽、材料熱處理系列競賽、焊接、無損檢測技能大賽和材料設計大賽等。因此，以學科競賽為載體，通過“以賽促教，以賽促改，以賽促學”，可以激發(fā)學生學習興趣、主動性和競爭意識，豐富實驗教學內(nèi)容。此外，在學生制樣過程、組織評價、顯微鏡操作等細節(jié)方面的評分參照國賽標準，提高了實驗項目過程考核的規(guī)范性和合理性。建立實驗室開放使用系統(tǒng)，滿足學生課余實驗操作練習的要求，鍛煉學生的動手能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生一絲不茍、精益求精的工匠精神。

2.5 課程成績評定方式

基于OBE理念，圍繞課程目標，加強對課前預習、課堂學習和課后復習的全過程考察，將學的態(tài)度、習的投入納入全過程考核，注重形成性評價的數(shù)據(jù)積累和分析。具體的課程成績評價內(nèi)容及考核方式如下所示：

成績構(gòu)成=期末成績63%+平時成績（線上學習數(shù)據(jù)、討論、測試、作業(yè)）27%+實驗成績（操作、報告）10%

3 課程評價及改革成效

通過一系列的課程改革探索，課堂教學環(huán)境產(chǎn)生變化，初步實現(xiàn)以教師為中心到以學生為中心的轉(zhuǎn)變，教學互動明顯加強，教師在教學過程更多發(fā)揮了引導者、合作者和促進者的作用。從學生層面來看，學習積極性有了大幅提高，加深了對專業(yè)的興趣和對學科發(fā)展的熱愛，學生二次轉(zhuǎn)專業(yè)率明顯降低。同時，從考試成績來看，見圖1,2，運用線上線下混合式教學的試點班的平均成績比常規(guī)班高5-8分。從教師角度來說，更新了教育教學理念，在教學組織設計和交叉運用資源的能力上也得到了一定的提高，大家一致表示要加強新時代教育教學理論的學習，不斷提高自身的教育教學水平。

圖1：材料科學與工程專業(yè)兩學期數(shù)據(jù)

圖2：材料成型與控制專業(yè)兩學期數(shù)據(jù)

近三年來，本課程的校內(nèi)專家、學生的評教效果均在學院前20%，教師團隊已建成中國高等教育博覽會“校企合作雙百計劃”典型案例1項，主持及主研省級教改項目2項，校級教改項目5項，獲得校級優(yōu)秀教案獎1次、課堂教學質(zhì)量獎3次、發(fā)表教改文章10余篇。