以學生為中心的“材料科學基礎”混合模式教學研究

何杰軍，周 念，朱阮利

（貴州理工學院材料與能源工程學院 貴州 貴陽 550003）

黨中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》明確將“更加注重終身學習”作為推進我國教育現代化的八大理念之一，因此，培養學生的學習能力成為比傳授學生知識更加緊迫的任務。我國傳統課堂教學模式主要是灌輸式教學，學生在課堂上被動接受教師的知識灌輸，學生通過學習資料，自我獲取知識、自我分析、自我總結的能力相對較弱，難以形成較強的自我學習能力，對實現終身學習構成了障礙。因此，培養學生的學習能力正逐步被廣大高校接受。要培養學生的學習能力，改變傳統教學中以教師為中心的理念，學生應該成為課堂上的主角，而不是被動參與者。

1 材料科學基礎課程的特點

材料科學基礎是材料類專業的專業基礎課，是所有材料專業課的先導，在材料類專業的專業課學習中有著舉足輕重的作用，決定著學生能否順利地學習后續課程。通過該課程的學習，學生將形成材料的微觀組織決定材料的宏觀性能的基本觀念，建立材料的成分、微觀結構、加工工藝、組織與性能之間關系體系，學生將掌握各種材料的微觀粒子排列規律、實際晶體中粒子排列的缺陷、晶體中粒子的運動、物質體系中相與組織的關系、材料受力塑性變形原子的運動等基本知識，會對典型的材料進行相與組織分析，了解亞穩態材料的結構與性能。該課程是材料大類所屬本科專業的專業基礎課，是學生進入專業課學習的第一課。課程概念多，內容抽象，需要記憶的知識點多。各章節之間知識點的層次性、邏輯性不夠強，不利于學生掌握和理解。因此，傳統的課堂教學方式大多以教師的講授、學生聽課和練習為主，學生注意力集中的有效時間較短，上課易走神，對知識點的理解和掌握較差，往往很難達成預期的教學效果。而近年來的研究發現，如果在課堂上改變傳統的以教師為中心的教學模式，變為以學生為中心，教師通過特定的課程教學設置引導學生課前自學，課中討論和答疑，學生在學習過程中主動查詢資料，主動解決問題，盡管不能像傳統的教師講授為主那樣做到面面俱到，但是學生對知識點的理解深刻，掌握較好，不易忘記，且以學生為中心的課堂教學模式學生不易走神。但是采用這一教學模式的前提是要有足夠豐富的網絡教學資源，當下流行的網絡在線慕課為實施以學生為中心的混合教學模式教學提供了可能。

2 新時代授課對象的特征分析

我國進入新的發展階段，高等教育在校生與以往有明顯的不同。現在的高等學校在校生相對以前生活上要富足得多，有較強的獨立意識和自我意識。

當下，我國經濟社會高速發展，電子產品如手機等已成為眾多在校大學生必備的基本工具，大多數學生已具備購買電腦輔助學習的條件。目前我國城鄉各地通信網絡發達，學生獲取網絡資源的途徑多樣化。但是，手機等電子產品給當代大學生的學習和生活帶來便捷的同時也給他們帶來了很多負面的影響。學生普遍容易受手機影響，生活和學習中處處離不開手機，上課過程普遍存在瀏覽新聞，刷朋友圈，網絡聊天等行為，精力無法完全集中，嚴重地影響了傳統教學的教學效果。由于傳統的課堂教學主要是老師在講授，老師成了課堂上唯一的主角，因此會導致學生玩手機、走神等現象。盡管近年來某些學校采取了在教室內設置手機袋，上課過程全員上繳手機等措施，但是仍然避免不了部分學生在課堂上“人在曹營心在漢”的窘境，因為學生在課堂上只是充當聽眾的角色，他們在授課過程中沒有戲碼，思想很容易脫離課堂。因此，以學生為中心，讓學生在課堂上擔當主角，讓他們有戲，成為目前高校教學改革的趨勢。混合模式教學便是解決這一問題的有效手段之一。

3 “材料科學基礎”混合教學模式的探索

3.1 任務單式課前自學

為充分地激發學生的學習積極性，同時給學生施加學習壓力，每次課課前兩天左右以任務單的形式給學生下發課前自學任務清單。自學任務清單充分地考慮本課程教學大綱所涵蓋的知識體系，以填空、選擇、判斷、簡答等形式加以體現。學生領到任務清單之后，通過在線慕課對本節課所涉及的知識進行自學，按照自學清單要求逐項掌握本節課所涉及的知識點。

課前自學清單要根據課程預期的學習成果進行合理設計。按照學習知識點之后學生應具有的能力，分為認知、理解、應用、分析、綜合和判斷等六種不同程度的要求。在設計題目的過程中，對同一個知識點，要按照從易到難的順序安排自學清單。首先安排讓學生通過簡單學習就能找到答案的概念型題目，在此基礎上，安排可以通過簡單邏輯推理得出答案的題目。最后再安排較難的題目。這一方面可以讓學生建立信心，另一方面可以讓學生按照知識的邏輯性層層遞進進行學習。在撰寫課前自學任務清單的時候，教師要根據知識點要求充分考慮題目的數量，一般每次課的自學任務清單題目數量控制在30 以內，不宜過多，否則在有限的課堂討論教學時間內無法完成。一般地，題目形式盡量以填空、選擇和判斷的形式加以體現，少量知識點可以以計算、討論等形式出現。通過在線開放網絡課程的管理，可以監控學生的網絡學習進程，對學生的自學狀況進行管理，督促學生在課前進行自學。

3.2 對分式課堂設計

對于應用型本科院校的學生，如果采用全翻轉，學生掌握知識較難，因此，選擇對分式課堂教學更加符合學生的實際情況。對分課堂是復旦大學心理系張學新老師提出的一種教學新模式，其特點是把一半課堂時間分配給教師進行講授，另一半時間分配給學生，以討論的方式進行交互式學習。相對于全翻轉課堂，對分課堂教師需要用一定的時間對本次課的重點和難點知識進行講解，比完全翻轉對學生的要求稍低一些，更加適合于應用型本科高校的學生。傳統的對分課堂上的前一半時間是教師和學生的交互式討論，后一半時間用于教師對下一次課知識點的講解，學生在課后進行理解和消化，下一次課一開始即進行交互式討論。跟傳統的對分課堂不同的是，“材料科學基礎”課堂的對分模式順序做了適當的調換，即學生按照課前自學任務清單要求通過慕課資源進行課前學習，課堂上前一半時間教師對本節重點和難點知識進行講解，后一半時間根據課前自學任務清單進行交互式討論學習。具體實踐操作中，將一個班的學生按照每組4-6 人進行分組，每一組的學生在課堂上坐在一起，便于討論。有條件的學校可以采用圓桌式課桌，每一組學生課堂上圍在一起，教室內可以多角度擺放顯示器，便于學生觀看教師授課PPT。沒有專用翻轉課堂教室也可以進行，每一組成員在傳統教室中前后坐在一起即可，需要討論的時候可以轉身與同小組成員進行討論。教師在分配給自己的一半時間內不再像傳統課堂那樣面面俱到，只講與本節課相關的重點和難點知識，對知識脈絡進行梳理和總結。

在交互式討論教學中，以課前自學任務清單為基礎，在授課過程中隨機抽取學生對任務清單中的問題進行回答，回答得分情況作為本小組所有成員的課堂得分依據。也可適當地在各小組中進行搶答，搶答得分情況作為各小組過程評分的重要依據之一。除課前自學任務清單上的題目之外，還可以適當增加類似的知識點測試題目，便于對學生的學習情況進行測試。在小組討論以及隨機抽取學生答題的基礎上，對學生答題過程中存在的問題進行總結，突出知識點要領。對于部分要求學生達到應用、分析以及更高要求的知識點，可按照循序漸進的方式組織課堂測試和討論，在充分討論的基礎上由各組對討論結果進行匯報，最后教師總結知識點。

課后鞏固和深化是混合教學模式的必要步驟之一。在經過課前學習、課堂授課、課堂交互式討論、課堂匯報和總結等階段之后，教師要以適當的課后拓展等形式促使學生對所學內容進行鞏固和深化。課后拓展大多應為高階性的任務，結合課程特點和知識點應用場景，分析所學知識在實際生產和生活中的應用，實現學生對所學知識認知的升華。課后拓展可以是作業，也可以是課后專題調研、文獻閱讀以及課后實驗等形式。

3.3 基于過程的課程評價

嚴格的過程評價機制是保證混合模式教學順利推進的重要保障。在課程學習評價權重設置中，應盡量降低期末考試的權重，突出課程學習過程評價的重要性。具體操作中可將過程評價權重設置為60%-70%，期末考試權重設置為30%-40%，過程評價權重甚至可以更高。

過程評價內容主要包括特定的慕課在線學習進度和在線知識點測試、課堂交互式討論答題得分以及課后拓展情況得分，對各環節設置一定的比例，強化課堂交互式討論答題得分的權重。由于在有限的交互式討論時間里不可能對學生個體進行大量的課堂檢測，因此各小組被隨機抽中答題的成員所得分數即代表本小組所有成員交互式答題所得分數。如有搶答得分，也歸于小組所有成員。這一方面強化了小組成員之間一榮俱榮一損俱損的協作關系，另一方面也促進了小組成員之間的合作。需要指出的是，在交互式討論之后，各小組答題或者匯報討論結果的人員必須是任課教師隨機指定，而不能由小組推選，否則會造成部分成員濫竽充數的現象。要充分壓實學生的學習擔子，讓學生在承受一定壓力的條件下不斷地挑戰自我，實現自我學習能力的提升。教師在交互式討論學習過程中，要詳細地記錄各小組學生的答題或匯報得分情況，作為學生學習過程考核的重要依據。

通過課前在線慕課學習和測試、課中交互式討論答題和匯報、課后拓展等環節，嚴格而詳實地對學生的學習過程進行量化評分，得分作為學生過程評價的重要依據。

4 結語

混合模式教學對于教學過程強化以學生為中心無疑起著重要的作用，是培養學生學習能力的重要方法。學生通過混合模式教學的磨合與適應過程，挑戰自我，強化了獲取知識的能力的培養。實踐表明，線上線下結合的混合模式教學對培養學生的學習能力起到較好的促進作用。但是在混合模式教學的實施過程中也發現了一系列的問題，包括基礎較差的學生在混合模式教學中在團隊中處于拖曳的狀態，學習困難，部分學生在團隊中濫竽充數，學習不主動，對評分無所謂等，使得混合模式教學在少數學生身上不僅沒有起到促進能力培養的作用，反而把學生當成了課堂的局外人。在以后的混合模式教學探索中，可嘗試對不同基礎的學生進行分類教學，如對于基礎較好、積極主動的學生，可進行全翻轉的課堂教學；對于基礎中等、學習態度一般的學生可進行對分式混合教學；而對于基礎差、學習態度不積極的學生，教師需強化對一般知識的講解，使他們筑牢基礎，才能為下一步的學習打好基礎。