基于河南省精品在線開放課程《金屬材料成形基礎》混合式教學模式的探索與實踐

張萬紅 梁新合 劉 建 賀甜甜 郭俊卿 徐曉峰 陳拂曉

（河南科技大學材料科學與工程學院 河南·洛陽 471023）

0 引言

金屬材料成形基礎是研究金屬材料加工成形工藝的基礎課程，其內容涉及金屬材料的性能與應用、金屬材料成形工藝方法、零件的結構工藝性、材料成形的新工藝和新技術，涵蓋了從材料的選擇、結構設計到工藝方法的確定等多個方面的內容。該課程內容多、知識結構復雜、實踐性強，初學者很難全面掌握，如何改進教學模式和教學方法，提高學習效果，是亟待解決的問題。本文從河南科技大學《金屬材料成形基礎》的教學實際出發，將基于在線課程的混合教學方式引入到教學中，以提高學生的學習積極性和學習效果。

1 基于在線開放課程的混合式教學特點

在線開放課程（Massive Open Online Course，又稱MOOC）是一種借助互聯網資源的教學模式，具有開放性、低成本、個性化學習和協同評價的顯著特點。與傳統課堂相比，基于在線課程平臺的混合式教學形式、教學方法和教學手段均不同，知識傳遞過程在課前完成，而知識內化過程在課堂完成。課前教師將教學視頻、教學課件、教案、習題等教學資源發布在在線課程平臺上，學生自由地利用課余時間學習這些教學資源，自主完成知識點的學習任務，課堂上教師和學生進行交流溝通，解決學生的學習問題和困難，學生之間分小組進行討論，探討學習效果和分享學習心得。基于在線課程的混合式教學是一種新的教學模式，學生能隨時隨地在線學習，突破了時間與空間的限制，有利于提高學生的學習積極性和學習效果。

2 混合式教學總體思路

2.1 混合模式

在在線課程平臺資源的基礎上，結合傳統課堂教學的經驗，設計了本課程的教學模式，包括線上教學與學習和線下教學與學習模塊，如圖1所示。

圖1：在線開放課程的混合式教學模式

2.1.1 線上教學與學習

線上教學與學習是教師把課件、教學視頻、習題等資源發布在在線課程平臺上，讓學生自主地有計劃完成學習的過程。首先，教師要根據教學內容確定教學目標、布置學習任務，然后將教學內容劃分為幾個知識點、并制作相關課件、教案、視頻和練習題等資源，教學內容知識點要包括重點和難點，具備承上啟下的關系，錄制視頻時，講解語速不能過快，遇到包含較多理論分析內容時，配以實際課堂教學錄像方式講解。教學資源制作好后，教師將資源發布在在線課程平臺上，并實時查看學生的學習情況，包括學生視頻觀看時間、練習題完成情況、參與討論的情況等，在在線課程平臺討論區，教師在線實時回答學生的疑難問題、點評學生線上學習情況等。學生明確學習任務后，先查閱相關資料，了解和掌握一些基礎知識，然后在在線課程平臺上隨時觀看視頻，查看課件，完成練習題等任務。

2.1.2 線下教學與學習

線下教學與學習是教師回到課堂上簡要講解知識點、布置課堂練習題，學生課堂完成并分組討論的過程。首先，教師簡要地講解教學內容知識點，對重點和難點著重講解，并對學生線上學習的疑難問題進行詳細講解，使學生更好地掌握未能完全理解的知識點。然后，教師布置一些課堂測試題，以考查學生線上學習效果，同時按教學內容布置幾個討論主題，測試學生團隊協作、分析問題和解決問題的能力。學生在課堂上按時完成練習題，并就預設主題進行分組討論，各組內成員積極協作，努力完成討論任務，組與組之間可進行交流、互評討論結果等。最后，教師對本次教學內容進行總結，并對學生練習題完成情況、各小組主題討論情況進行點評。線下教學與學習實質上是知識內化的過程，由于學生在線上已經完成了學習任務，在課堂上教師就有充足的時間開展重點難點講解、答疑、課堂練習、小組討論、小組交流互評等多種教學活動，使學生所學知識得到進一步鞏固和提高。

3 在線教學環節設計

3.1 課程結構設計

線上教學采用超星的泛雅在線課程平臺，教師登錄PC端平臺進行課程的建立和管理，學生登錄PC端平臺進行學習和交流互動，教師和學生也可以使用手機等移動電子設備下載“超星學習通”進行課程的同步管理、學習、互動交流。根據《金屬材料成形基礎》的課程教學大綱，按照章節內容設計在線課程的總體結構，每一章節選擇適合采用線上教學的知識點錄制視頻，制作微課，對于理論性強、原理抽象的課程內容仍需要教師面對面與學生詳細講解，學生才能吸收和消化。而對于原理簡單、應用性強的教學內容適合制作短視頻。

3.2 教學資源建設

泛雅在線課程平臺通過教學互動平臺、學校管理平臺實現教學互動功能、資源共享功能、移動學習功能、教學門戶的建設，達到教師能夠進行課程建設、教學監控、資源共享、學生能夠自主學習的目的，并實現所有數據的整合。根據本課程的教學實際，建成的主要功能模塊有首頁（課程單元發放及學習）、統計（學情及成績統計、督學等）、資料（學習資料、工程案例等）、通知（發布課程通知）、作業（作業庫、發放作業）、考試（考題庫、發布課程考試）、討論（互動交流討論區）、管理（課程管理）等模塊。

根據教學內容，將選取的各單元知識點制作5-20分鐘的短視頻。對于概念性或分析簡單的知識采取錄屏軟件錄制PPT視頻，而對于需要重點講解的原理性及理論較強的部分采用課堂現場錄像的方式講解。為幫助學生更好地理解知識，在每個視頻講解后配置易、中、難程度的單元測試題，每個章節后配置章節測試題，測試題包括判斷、選擇、填空等題型，主要用于了解學生掌握概念和基本原理的情況。

4 線下教學環節設計

4.1 總體設計

線下教學采用課堂講授和互動討論方式進行，對于理論性、原理性較強的部分章節重點講解，同時在互動討論中鼓勵學生組內自問自答，組間互問互答，疑難部分教師課堂解答講解，增強學生提出問題和解決問題的能力，使學生在討論中加深對知識的理解，鞏固所學知識。

4.2 課前任務單設計

課前學習任務單是學生完成階段性自主學習的指導，一般可分為課程信息、學習指南、課前學習任務、困惑與建議、課堂活動預告五個部分。

課程信息部分主要向學生提供本課程相關的基礎信息，包括教材、授課對象、已修課程基礎等。本課程面向機械類、材料類、近機類各專業本科生開設，先修課程：材料科學基礎，工程圖學，工程實訓，大學物理。

學習指南部分主要向學習者提供課程與教學的相關信息，如課前自主學習擬達成目標、本章節知識重點和學習方法建議。以《金屬的液態成形》一章為例，學生課前學習擬完成的目標為掌握金屬液態成形工藝原理，常用液態成形（鑄造）合金，特種鑄造，鑄件的結構工藝性，具有設計鑄造工藝方案及合理設計鑄件的結構的能力。知識重點：液態合金的充型能力、鑄造內應力與鑄件的變形；鑄造工藝圖的繪制；鑄件結構設計。難點：鑄造缺陷的形成機理；鑄造工藝圖的繪制等。建議的學習方法為自主學習和小組合作討論。

課前自主學習任務是在學生完成觀看微視頻和其他資源的基礎上，通過小組討論完成的學習任務，《金屬的液態成形》一章的課前任務包括以下幾方面內容：（1）根據自主學習任務單中本章知識重點的提示，結合課前資源的學習，初步掌握本章主要知識內容。（2）鑄造過程中各種鑄造缺陷的形成機理如何？生產中如何防止？（3）鑄造工藝設計包括哪些內容？（4）鑄件的結構工藝性設計是基于何種考慮？

困惑建議部分是指學生通過此部分將課前學習中存在的問題反饋給教師，教師可以把握學生課前自主學習狀況，便于在課堂教學過程中進行解答與學習指導。此部分功能也可利用教學平臺上的互助討論區實現。

課堂活動預告功能是讓學生對課堂授課形式有所了解，便于有針對性地開展準備。本章課堂活動采取教師精講答疑與學生學習任務匯報相結合的方式進行。

4.3 課上教學設計

混合式教學過程中將知識傳遞過程前置，學生對淺層知識的學習通過課前學習完成，而課上學習階段的主要任務是完成知識的內化與綜合應用的深度學習。課上學習階段可以分為解答疑惑、課前學習成果匯報兩部分內容。

教師綜合學生反饋到平臺上的課前學習中存在的問題與疑惑，梳理歸納出學生在課前自主學習中主要存在的問題。簡單的知識學習方面的問題可以通過小組互助解答的方式完成；疑難型問題可由教師采用集中講解完成答疑；有探究價值的問題可以通過發起課堂討論活動進行深入交流。課上學習階段學生需進行課前自主學習任務的交流展示，學習任務的成果展示可以提升學生對知識的綜合能力、運用能力和表達交流能力。

5 結語

本文借助在線開放課程平臺，構建了一種網上線上教學與課堂線下教學的混合式教學模式，并將其引入到我校金屬材料成形基礎課程教學中。課堂上，教師通過知識點簡要講解、重點內容精講、答疑、課堂練習、案例分析、小組討論等活動，鞏固學生在線上所學知識。基于在線開放課程的混合式教學可以使學生利用大量的業余時間，自主地完成線上教學任務，而不受傳統課堂理論學時不足的限制，并且混合式教學方式的教學環節有利于提高學生鉆研問題和探索問題的能力，學生變被動接受知識為主動接受，從而提高學習效率和學習效果，學習成績有了明顯提升。