“線上+線下”混合教學背景下課程教改的探索與思考

［摘 要］ 在網絡及現代技術的橋梁作用下，“線上+線下”混合教學勢在必行。“材料分析方法”作為一門重要的實踐性強的材料類專業基礎課，具有教學計劃學時少、課程內容難而多的特點。混合教學模式下如何開展“材料分析方法”課程教學是教育工作者亟待思考的問題。基于此，首先分析了“材料分析方法”的教學改革現狀；其次從課程思政、課堂教學及課程考核等方面給出了相關建議，以提升“材料分析方法”教學質量，為“材料分析方法”及類似的其他專業基礎課和工程類學科的課程提供一些教學改革思路。

［關鍵詞］ “線上+線下”混合教學；材料分析方法；教學改革

［基金項目］ 2019年度安徽工程大學材料科學與工程學院教學質量項目（JG12019003）

［作者簡介］ 利助民（1993—），男，江西九江人，博士，安徽工程大學材料科學與工程學院講師，主要從事有色金屬材料成分設計及制備研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）10-0137-04 ［收稿日期］ 2022-12-30

引言

隨著時間的深入，各大高校結合自身的辦學特色、區域特色，開展了一系列“線上+線下”混合教學模式，取得了較好的教學效果。比如，張清枝等［1］針對“電工實訓”課程教學，采用了“平臺架構+資源建設+教學應用”的形式，充分發揮網絡課程資源豐富及互聯網便捷、高效及實時的優勢，提升了該課程的教學質量。在新形式、新模式的沖擊下，教師和學生之間的互動應該在網絡及現代技術的橋梁作用下而增加，觸發學生的學習熱情和動力，使其更加主動地學習相關知識［2］。

“材料分析方法”作為一門重要的材料類專業基礎課，是學生今后從事材料科學方面的左膀右臂，為他們以后開展生產實踐、畢業設計、科學研究和就業等方面打下良好的基礎。通過這門課程的學習，學生要熟悉現有的材料科學分析測試儀器的原理與使用，學會數據處理與分析。課堂教學是將知識系統在一定邏輯條件下進行分割，分模塊傳授給學生。而學生再將分模塊學習到的知識進行整合，從而形成這門課程的學習框架。在“線上+線下”教學模式不斷切換的狀態下，課程持續性受到干擾，對學生構建學習框架非常不利。另外，作為一門理論與實踐相結合的課程，線上教學下如何保證學生高質量地完成本課程的學習，進行材料分析測試手段的實操，從而加深對測試手段的理解，是一個重要的難點。基于此，本文首先詳述了“材料分析方法”的教學現狀，隨后從課程思政、教學內容及形式、課后資源數據庫的建立及課程考核形式及內容等方面出發，提出新時代背景下“材料分析方法”教學改革的思考、建議及措施，以期為“材料分析方法”及類似的其他專業基礎課和工程類學科課程提供一些教學改革思路。

一、“材料分析方法”教學改革現狀

材料分析方法是一門原理與實踐共存的學科，包含了大量的分析測試手段的原理與手段的敘述［3］。隨著科學技術的飛速發展，新型測試技術不斷涌現，新的分析方法不斷涌現，使得教學計劃學時少與課程內容難而多的矛盾日益突出［4］。為了能夠更好地完成教學，各大高校主要從以下幾個方面著手。

1.教材是教學的基礎，一本好的教材對于完成教學具有事半功倍的效果。“材料分析方法”課程教材既要注重傳統分析方法和現代分析方法的融合，又要在講清楚分析方法原理的同時緊跟現代分析方法前沿，與科研前沿接軌，提升學生的個人素質。另外，融入材料分析案例教學是必須的。目前，哈爾濱工業大學周玉主編的《材料分析方法》第2版是多數高校選用的主講教材，該教材教學重點突出，原理與實操取舍得當，同時注意了學生分析問題、解決問題的能力培養。

2.材料分析方法中的內容多而廣，但是也要有側重。比如，X射線衍射和透射電子顯微鏡是傳統微結構分析的基礎，應該花費大量的篇幅進行講解，多數高校也確實將這兩塊內容作為重點。同時，為了減少課本知識的枯燥，使其有趣且容易理解，在現有的教學中加入了大量的多媒體教學，利用Flash動畫將儀器原理的示意圖、儀器內部的結構更好地展示出來，讓課堂上難以理解的教學難點變得通俗易懂［5］。當然，多媒體教學存在優勢也存在弊端，其播放速度快，導致學生的思維往往不能及時跟上教師的上課頻率，很大程度上影響了教學質量。另外，教師往往會加入一部分研究內容到教學中，這是很好的措施。但是在講解這些知識的過程中，教師往往強調專業知識及專業技能傳授，而忽略了授課對象。由于授課對象往往是大二、大三的本科生，他們并沒有接受過真正意義上的科研鍛煉，大多時候是無法理解教師講解的科研內容的。因此，教師在增加自身科研內容講解的過程中，需要注意講解的深度，重點在如何利用材料分析手段揭示材料本質的過程及邏輯思維。

3.材料分析方法需要為解決實際生產問題或者科研問題服務，一味地課堂教學會削弱這門課程的教學意義。為了讓學生快速了解這些測試方法的應用，鼓勵學生以小組的形式加入教師科研團隊以開展科學研究，從而加深學生對測試方法的了解，這是現有高校經常采用的一種方案。在帶領學生開展研究的過程中，首先，從搜集文獻、閱讀文獻開始，進行選題；其次，引導學生根據自己的需求，選擇恰當合適的測試手段獲得結果；最后，讓學生獨立地進行數據分析，了解測試過程中需要注意的問題，同時了解本領域的研究進展。這是一種非常好的教學模式，能夠讓學生將自身學習的知識用于實際問題的解決。但需要注意的是，如何對科研知識進行合理分配是高校需要考慮的問題。在普通高校中，學生的科研資源往往是有限的，如何最大限度發揮現有科研資源的作用，是一個值得思考的問題。

二、“線上+線下”混合教學模式下的“材料分析方法”教學改革探索

（一）課程思政元素融入教學內容

立德樹人是高等學校的根本任務，而更關鍵的是要解決“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”的問題。高校關系到整個國家的科技創新能力，負有歷史使命感和社會責任感，為黨育人、為國育才，是一定要堅守的原則。高校培養學生，首先強調的是愛國主義情懷、正確的價值觀和信念［6］。回歸到“材料分析方法”這門課程上，我國有大量的愛國學者為微結構分析事業做出了貢獻，比如，郭可信先生始終以國家利益為本，在晶體結構、晶體缺陷及準晶方面的研究有著極高的造詣，至死不渝地推動我國電子顯微學事業的發展。在課堂教學上，我們一定要將這些具有愛國主義情懷的事跡融入進來，讓學生能夠感受到前輩們的奮斗與汗水，同時更加激勵自己前進。另外，近年來，國外對我國科學技術的發展設置了重重障礙，持續不斷的技術封鎖帶給我們多重壓力，材料領域也存在許多“卡脖子”問題。比如，用于制備液晶顯示器、平板顯示器及等離子顯示器的ITO靶材。我國在ITO靶材方面尚未突破。隨著國家凝聚力逐漸增強，廣大青年學生的使命感及責任感油然而生，這種情況下，我們更應該將這些材料分析領域存在的問題告知學生，激發其不斷向困難挑戰的能動力。比如，在X射線衍射圖譜的標定及選區電子衍射圖譜的標定過程中，學生要學會嚴謹，同時應該結合知識基礎，去偽存真，對結果進行確認。這些過程可以培養學生一絲不茍的職業精神，無論是從事微結構表征抑或是其他工作，這些意識都是非常重要的。

（二）新形式融入教學內容

在線上教學模式下，教師和學生之間很難互動，無法較好地進行教學反饋。這種情形下，學生容易產生厭學、不學的心理，教師也難以改善教學質量，從而造成惡性循環。互聯網時代促進了多元化發展，教師也應該與時俱進，將這些新媒體形式融入教學中，從以下幾個方面進行思考。

1.“材料分析方法”課程涉及大量的晶體學內容，而這部分內容對學生而言是抽象的、不立體的，往往使學生難以理解。事實上，晶體學軟件眾多，比如diamond、crystalmaker及PTC-LAB等。在教授晶體學內容時，可以將這些軟件融入進來，和學生一起繪制晶體學結構，在掌握軟件操作的同時加深對課程內容的理解。圖1顯示的是利用VESTA軟件繪制的Cu晶格。可以看出，這種利用晶體學軟件的方式，可以清晰地顯示出各種相的晶體結構。極圖和選區電子衍射分析是“材料分析方法”教學中的難點，學生往往無法對其準確理解。圖2為利用PTC-LAB軟件繪制的Cu的極圖（a）及選區電子衍射圖譜（b）。在PTC-LAB軟件中，任一相的各種類型極圖及選區電子衍射圖譜均可以獲得，可以在指導學生相關知識方面發揮重要作用。

2.在新媒體時代，短視頻的應用日益增多。目前短視頻開始顯示出科普化及知識化的趨勢。在線上教學過程中，短視頻的合理融入對課堂教學質量的提升非常有幫助。比如，在講解掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡及X射線衍射分析儀等設備構造時，可以發現這些設備的構成非常復雜，學生往往很難從書本中或者教師機械化的講解中真正了解這些設備的構造，同時這部分知識復雜抽象，一些學生難以接受。在互聯網上存在大量的材料測試設備介紹短視頻，若能充分利用這些網絡資源，利用學習通等學習平臺，建立材料分析案例庫、習題庫等，可以讓學生在枯燥的課堂教學中得到舒緩，拓寬學生的視野。豐富的網絡資源讓學生的學習更加飽滿充實，但是在線上教學過程中，學生的自覺性不強、交流不足，容易出現不認真聽講的現象，這些現象非常影響學生的學習效果。因此，加強線上教學監督機制尤為重要，多數網絡平臺都有點名簽到機制，可以保證到課率。同時，以考核的形式保證學生充足的學習時間也十分有必要。

3.“材料分析方法”的教學目標是使學生對常用的各種材料現代分析方法有一個整體的了解認識；材料現代分析方法的基本原理、過程、設備、應用，是學生學習的重點［7］；掌握基本知識、基本技能及必要的理論基礎，使學生具備從事材料分析測試工作的初步基礎，換言之，能正確選擇材料分析、測試方法，能看懂、會分析一般測試結果。同時，應該具備通過繼續學習掌握材料分析新方法、新技術的自學能力。因此，傳統的考核形式須要重新設定，不能再是一張答卷代表一切的思想，多樣化考核勢在必行。設備實際操作以及材料分析手段的應用應該加入考試范圍中，并重新設置權重。考慮到線上教學模式下學生實操的困難性，可以考慮引入VR虛擬技術對學生的實操能力進行培訓及考核［8］。

在“線上+線下”混合教學背景下，教育部采取政府主導、高校主體、社會參與的方式，有力地保障了線上教學的質量。“材料分析方法”作為一門重要的專業基礎課，應該得到更多的重視，線上教學或許是推動“材料分析方法”教學改革的催化劑，合理利用網絡資源，匹配完備的考核制度將會進一步促使“材料分析方法”改革，進而推動材料學科的發展。

結語

本文從“線上+線下”混合教學模式的實際現狀出發，詳述了“材料分析方法”的教學現狀，探討了混合教學模式給課程教學帶來的挑戰。同時，提出了在“線上+線下”混合教學背景下，教育工作者更應該將思政元素融入“材料分析方法”教學中，同時積極利用網絡資源，將課堂教學和互聯網技術結合起來，最后，提出了創建多元化考核方式的重要性。“線上+線下”混合教學模式對于高校教學而言，既是挑戰又是機遇，但無論如何，堅持始終以學生為中心的思想不動搖是開展好“材料分析方法”教學改革的動力源泉。

參考文獻

［1］張清枝.后疫情時代電工實訓課程的教學改革［J］.新鄉學院學報，2022，39（6）：66-69.

［2］李淥巖，呂寶海.研討課是高校改革“填鴨式”教學模式的突破口［J］.黃河科技大學學報，2016，18（3）：121-124.

［3］吳顯.《材料現代分析方法》教學改革探索［J］.廣東化工，2020，47（20）：222-224.

［4］張婷，鄒敏敏，張優，等.從工程教育專業認證出發對《現代材料研究方法》課程的教學改革探索［J］.教育教學論壇，2019（20）：87-89.

［5］王錚.多媒體教學階段性的提高［J］.黑龍江科技信息，2010（2）：193.

［6］木本榮，楊藝，劉文雯，等.后疫情時代高等教育教學模式思考［J］.成都中醫藥大學學報（教育科學版），2021，23（4）：26-29+72.

［7］張新鴿.高校線上教學的調查研究以及教學模式的創新［J］.漢字文化，2022（11）：46-48.

［8］楊梅松竹，李輝，陳金華，等.虛擬現實技術在研究生生物醫學實驗教學中的探索與應用［J］.高教學刊，2022，8（24）：115-119.

Exploration and Reflection on the Educational Reform of Material Analysis Method under the Background of “Online + Offline” Blended Learning Concept

LI Zhu-min， LIU Qi， MAO Guo-bing

（School of Materials Science and Engineering， Anhui Polytechnic University， Wuhu，

Anhui 241000， China）

Abstract： Under the bridge of network and modern technology， it is imperative for “online + offline” blended learning concept. Material Analysis Method， as an important practical basic course of material specialty， has the characteristics of less teaching time and more difficult course content. How to carry out the educational reform of Material Analysis Method under the blended learning concept is a problem that needs to be considered. Based on this， this paper first analyzes the current educational reform status of Material Analysis Method; Then， some suggestions are given to improve the teaching quality of material analysis method from the aspects of curriculum ideology and politics， classroom teaching and curriculum assessment. This paper provides some ideas for teaching reform of Material Analysis Method and similar basic courses of other majors and engineering subjects.

Key words： “online + offline” blended learning concept; Material Analysis Method; educational reform