材料專業(yè)在線課程建設(shè)與思考

秦巖+彭進(jìn)波+梅啟林

【摘要】本文以當(dāng)下在教育領(lǐng)域大規(guī)模開(kāi)放式在線課程的蓬勃發(fā)展為背景，闡述了在線課程改革的必要性和可行性。并以材料科學(xué)專業(yè)課程為例，針對(duì)當(dāng)前此類課程的教學(xué)現(xiàn)狀，闡明在線課程改革給此類課程所帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，并結(jié)合具體教學(xué)過(guò)程給出了教學(xué)改革的一系列的具體性措施。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)改革；在線課程；MOOC；材料學(xué)科

【中圖分類號(hào)】TH140-4；G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）09-0016-02

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息和通訊交流技術(shù)（ICT）的爆炸式發(fā)展，對(duì)人們的生活及社會(huì)的各行各業(yè)的業(yè)態(tài)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，導(dǎo)致了在全世界范圍內(nèi)各個(gè)行業(yè)的技術(shù)革新與體制改革，推動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展[1-2]。在教育行業(yè)，慕課（MOOC）與翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的教育模式，引發(fā)了全世界范圍內(nèi)的教學(xué)體制改革。

MOOC是一種大規(guī)模在線開(kāi)放課程，相比于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，它具有大規(guī)模性[3]，開(kāi)放性，自主性等特征。它的出現(xiàn)和發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)教育模式進(jìn)行了優(yōu)化，使得優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源全民共享，推動(dòng)了教育公平性，推進(jìn)的學(xué)習(xí)型社會(huì)的發(fā)展，同時(shí)也給高職教育帶來(lái)了新的機(jī)遇。在美國(guó)，實(shí)踐證明：在慕課和翻轉(zhuǎn)課堂的教育模式下，學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量得以提升，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)得以增強(qiáng)，師生關(guān)系更為密切，同學(xué)之間相互幫助，合作學(xué)習(xí)，同時(shí)教師工作滿意度有效提升，家校關(guān)系更為密切[4]?；谠诰€課程改革對(duì)教育行業(yè)帶來(lái)的深遠(yuǎn)影響及機(jī)遇，本文以材料科學(xué)專業(yè)課程為例，分析了當(dāng)前此類課程在教學(xué)管理上的現(xiàn)狀，闡明在線課程改革給此類課程所帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，并結(jié)合具體教學(xué)過(guò)程給出教學(xué)改革的一系列的具體性措施。

一、目前材料科學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.教學(xué)形式單一

目前材料科學(xué)專業(yè)課程大體還是以“人-人”教學(xué)形式為主，即教師在教室與學(xué)生面與面教學(xué)。教師從緒論開(kāi)始，到課程最后一章結(jié)束，采用灌輸形式向?qū)W生傳授知識(shí)。這種教學(xué)形式不僅枯燥乏味，同時(shí)還忽略了學(xué)生是否聽(tīng)懂，能否及時(shí)消化吸收所掌握的知識(shí)，甚至忽略了課堂應(yīng)有的提問(wèn)與討論[5]。這種填鴨式的教學(xué)方式，造成學(xué)生對(duì)教師所講專業(yè)知識(shí)難以理解、不知所云，從而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，導(dǎo)致學(xué)生接收專業(yè)知識(shí)能力提高受限，進(jìn)而使教學(xué)效率降低。當(dāng)然，也有一些課程老師選擇使用多媒體教學(xué)形式，使用PPT教學(xué)，在其中添加一些生動(dòng)的圖片或動(dòng)畫，雖然仍未擺脫“人-人”教學(xué)的形式，但是提高了教學(xué)吸引力，在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.部分課程理論性強(qiáng)

材料學(xué)科專業(yè)課程注重邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，科學(xué)系統(tǒng)，部分課程的內(nèi)容大多是一些新概念、新理論，其中涉及一些定義和公式等偏重于理論的知識(shí)，需要學(xué)生花時(shí)間去理解和掌握。而當(dāng)代大學(xué)生普遍存在自控能力差，學(xué)習(xí)不刻苦，吃苦精神不強(qiáng)等問(wèn)題，對(duì)于這些理論課程容易產(chǎn)生抵觸情緒，學(xué)習(xí)積極性不高。這無(wú)疑加大了教師的教學(xué)難度，直接影響教師的課堂效率和教學(xué)效果。

3.課程內(nèi)容多，學(xué)時(shí)數(shù)不足

材料學(xué)科是一門多屬性交叉學(xué)科，涉及物理、化學(xué)、生物、機(jī)電等其它學(xué)科知識(shí)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)材料科學(xué)專業(yè)課程之前，需要學(xué)習(xí)諸如《大學(xué)物理》、《高等數(shù)學(xué)》、《無(wú)機(jī)化學(xué)》、《工程制圖》等其它大類學(xué)科的課程。而且對(duì)這些先修課的掌握程度要求比較高，占據(jù)了學(xué)習(xí)培養(yǎng)計(jì)劃中的大量課時(shí)，導(dǎo)致材料科學(xué)專業(yè)課程的學(xué)時(shí)數(shù)不足，教學(xué)難度加大。而教師往往為了完成教學(xué)任務(wù)，加快講課進(jìn)度，讓學(xué)生們感覺(jué)材料學(xué)科課程學(xué)習(xí)難度大，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。

二、在線課程改革的可行性

在線課程自從出現(xiàn)以來(lái)經(jīng)歷了從開(kāi)放式課程（OCW）、開(kāi)放教育資源（OER）到大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）的發(fā)展歷程。相比當(dāng)前教學(xué)背景下的“人-人”教育形式，在線課程則是采用“人-網(wǎng)絡(luò)-人”的教學(xué)模式，其理念更加新穎，思維更加寬泛、方式更加便捷。在線課程不僅繼承了傳統(tǒng)課程中的教學(xué)內(nèi)容、課后習(xí)題和思考題等，而且以在線的形式為老師和學(xué)生提供了一個(gè)互動(dòng)平臺(tái)。學(xué)生和教師通過(guò)互動(dòng)式平臺(tái)的交流學(xué)習(xí)，不再局限于時(shí)間和空間的限制，學(xué)生可以隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)與討論，同樣教師也能及時(shí)的解答學(xué)生提出的疑問(wèn)。在線課程創(chuàng)造了一種新的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，誕生了一種全新的教育理念[6]。

1.在線課程具有開(kāi)放性

開(kāi)放性是在線課程的首要特點(diǎn)，在線平臺(tái)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的形式將學(xué)習(xí)資源公開(kāi)化，面向全世界范圍內(nèi)的學(xué)習(xí)者開(kāi)放。最新形式的在線課程-MOOC將全世界一切有用的、優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源收集在一起，然后低價(jià)的甚至免費(fèi)的提供給需要學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者，并賦予了學(xué)習(xí)者重復(fù)和循環(huán)利用、修改及傳播資源的權(quán)利。這種開(kāi)放式的教育模式最大限度地突破了學(xué)習(xí)條件的制約，有效的利用了教育資源，使其價(jià)值最大化。

2.在線課程具有大規(guī)模性

當(dāng)下，在線課程已經(jīng)發(fā)展至大規(guī)模開(kāi)放在線課程（MOOC）的形式，其相比于傳統(tǒng)的教學(xué)形式具有大規(guī)模性。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)層次：（1）學(xué)習(xí)群體的大規(guī)模。MOOC面向全世界范圍內(nèi)的個(gè)體免費(fèi)注冊(cè)，且對(duì)注冊(cè)人數(shù)沒(méi)有限制。因此一門課程的學(xué)習(xí)者可能有成百上千甚至上萬(wàn)人同時(shí)學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)群體的大規(guī)模避免了傳統(tǒng)教育形式下的空間限制，即節(jié)約了教學(xué)資源又提高了教學(xué)效率。（2）課程體系的大規(guī)模。MOOC面向所有專業(yè)課程開(kāi)放，任何專業(yè)課程都可以借助相應(yīng)的技術(shù)手段，在MOOC平臺(tái)上創(chuàng)建自己的專業(yè)課。然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的形式提供給任何有需要的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了在線專業(yè)課程體系的多樣化、大規(guī)?；叭婊?。（3）內(nèi)容形式的大規(guī)模。MOOC不僅包含了傳統(tǒng)教學(xué)的教材內(nèi)容、課后習(xí)題等，還包括各種音頻，視頻以及電子相冊(cè)等多媒體教學(xué)，同時(shí)還提供了交互性的論壇和討論區(qū)，搭建了一種形式多樣化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)、互動(dòng)學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。（4）數(shù)據(jù)的大規(guī)模。MOOC平臺(tái)上所記錄的數(shù)據(jù)具有大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，即大容量（Volume）、高速度（Velocity）、多樣化（Variety）、真實(shí)性（Veracity）、高價(jià)值（Value）、可視化（Visualization）[7]。這種大數(shù)據(jù)特征，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的全面性，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的學(xué)時(shí)數(shù)不足的問(wèn)題。

3.在線課程具有實(shí)時(shí)性

不同于傳統(tǒng)的教學(xué)形式，在線教學(xué)存在了一定的自由性，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，同時(shí)還能夠隨時(shí)和老師進(jìn)行交流溝通。這打破了時(shí)間的限制，使學(xué)習(xí)者可以充分合理的利用學(xué)習(xí)時(shí)間。同樣，這也要求老師和學(xué)生雙方經(jīng)常在線，以便隨時(shí)進(jìn)行疑問(wèn)解答，或者是雙方進(jìn)行在線的課程討論。當(dāng)然，有些老師可能承擔(dān)了許多教學(xué)任務(wù)或科研任務(wù)，不能及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行溝通學(xué)習(xí)，也可以通過(guò)指定專業(yè)的課程助教，實(shí)時(shí)的解答學(xué)生提出的問(wèn)題。同時(shí)，由于在線課程大規(guī)模性，有許多學(xué)習(xí)相同課程，興趣相投的學(xué)習(xí)者也可以實(shí)時(shí)進(jìn)行在線交流互動(dòng)，互助幫助，合作學(xué)習(xí)。

由此可見(jiàn)，在線課程是一種開(kāi)放的、互動(dòng)的、便捷的教育新模式。它創(chuàng)造了一種全新的教學(xué)理念和教育形式，促進(jìn)了全球優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享和開(kāi)放，推動(dòng)了全球教育事業(yè)的發(fā)展。因此，在線課程教學(xué)改革是可行的，也是十分必要的。

三、材料科學(xué)專業(yè)在線課程改革具體性措施

材料科學(xué)專業(yè)課程是材料類專業(yè)的核心課程，其涉及的專業(yè)知識(shí)是材料科學(xué)專業(yè)學(xué)生必須學(xué)習(xí)和掌握的專業(yè)能力和技能。因此，必須選擇合理地教學(xué)模式，使用科學(xué)的教育方法。考慮到材料科學(xué)專業(yè)的目前現(xiàn)有的教學(xué)情況，開(kāi)放式在線課程具有開(kāi)放性，大規(guī)?；?，實(shí)時(shí)便捷等優(yōu)勢(shì)的條件，因此引入這種新型的教學(xué)形式，對(duì)材料科學(xué)專業(yè)課程進(jìn)行在線課程改革進(jìn)行探索可以提高材料科學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。

1.課程資源的整編優(yōu)化

課程資源的優(yōu)化主要是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。MOOC是大型開(kāi)放的共享平臺(tái)，其具有大規(guī)模性，收集了全球海量的教學(xué)資源，內(nèi)容豐富駁雜，因此需要對(duì)創(chuàng)建的課程進(jìn)行嚴(yán)格的管理。教學(xué)內(nèi)容的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，便于課程資源的檢索和運(yùn)用，同時(shí)也可以增加相似甚至相同資源之間關(guān)鍵信息的描述，并應(yīng)用智能關(guān)聯(lián)推薦技術(shù)幫助用戶快速查找自己所需的教學(xué)資源。目前現(xiàn)行課程資源建設(shè)的代表性產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分別有ULF（Universal Learning Format）、SCORM（Sharable Content Object Reference Model）以及IMS（Instructional Management Systems）等[8]。在實(shí)際改革過(guò)程中，需研究各類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)教學(xué)資源中涉及的專業(yè)性概念和理論進(jìn)行規(guī)范化，并結(jié)合各類高校在線課程建設(shè)的實(shí)際應(yīng)用需求以及各專業(yè)課程的實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行層次分明有條理的梳理整合，形成科學(xué)合理的、便于理解的、規(guī)范的以及可操作的在線課程教學(xué)資源。同時(shí)，對(duì)于相似或相同課程，研究課程間的關(guān)聯(lián)信息描述方案，增強(qiáng)課程資源之間的緊密聯(lián)系，形成課程資源的有序組織。

2.教學(xué)方法的革新優(yōu)化

考慮到傳統(tǒng)填鴨式的教育形式太過(guò)單調(diào)，學(xué)生很難提高學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致教學(xué)吸引力底下。在線課程需要在教學(xué)方法上進(jìn)行革新優(yōu)化，即使用多元化的教學(xué)手段，提高教學(xué)吸引力。MOOC 是大型開(kāi)放的教學(xué)資源共享平臺(tái)，其是由教師、學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)資源和共享平臺(tái) 4 個(gè)元素組成。與傳統(tǒng)的授課形式相比，MOOC 這一開(kāi)放性的平臺(tái)式在線教學(xué)極其重視老師和學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的體驗(yàn)和感受，采用多元化的教學(xué)手段，可以讓學(xué)生在在線課程的學(xué)習(xí)中體驗(yàn)到新鮮感，提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。比如，在 MOOC平臺(tái)的課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以添加一些具有吸引力的課程背景知識(shí)和拓展知識(shí)，使學(xué)生能夠更加深入的了解這門課程，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再如，充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，在在線課堂中添加一些模擬實(shí)驗(yàn)，影視拓展等相關(guān)資源，可使學(xué)生更加直觀深刻的掌握所學(xué)知識(shí)。又如，在MOOC平臺(tái)中設(shè)置開(kāi)放討論區(qū)，老師和學(xué)生可以在討論去自由探討課程相關(guān)內(nèi)容，在能夠很好的及時(shí)的解答提問(wèn)者所提問(wèn)題的同時(shí)，也帶動(dòng)了學(xué)習(xí)效率。而這在傳統(tǒng)的教育模式下是難以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)課程內(nèi)容和進(jìn)度需要受到該課程的教學(xué)大綱的約束。

3.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和認(rèn)證機(jī)制的建設(shè)

學(xué)生的課程成績(jī)是反應(yīng)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)是否達(dá)標(biāo)的重要指標(biāo)，同時(shí)也是考核學(xué)生掌握專業(yè)技能的重要依據(jù)。由于在線課程的多元化教學(xué)模式，現(xiàn)有的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和認(rèn)證機(jī)制已經(jīng)不能夠完全符合教學(xué)要求。因此，需要建立和完善在線課程學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)及認(rèn)證機(jī)制，科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膩?lái)評(píng)定并認(rèn)證學(xué)生的在線課程學(xué)習(xí)成績(jī)。目前，大多數(shù)在線課程還是通過(guò)在線測(cè)試來(lái)作為成績(jī)考核的主要依據(jù)，但這種方式太過(guò)簡(jiǎn)單化，學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查詢?cè)囶}答案，導(dǎo)致不能夠真實(shí)的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。為了能夠真實(shí)、客觀、公平的反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)在線課程的情況，我們可以考慮將學(xué)生的在線學(xué)習(xí)過(guò)程情況與線下試題考核結(jié)合起來(lái)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。而對(duì)于學(xué)生的在線學(xué)習(xí)過(guò)程情況的考察，我們可以通過(guò)監(jiān)測(cè)和采集學(xué)生的在線學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)，看學(xué)生學(xué)習(xí)課時(shí)和學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)是否達(dá)標(biāo)。為避免學(xué)生出現(xiàn)掛機(jī)現(xiàn)象，還可以考察學(xué)生在討論區(qū)的活躍度以及回答討論區(qū)問(wèn)題的質(zhì)量等情況。從而，制定出一種多元的在線課程學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)及認(rèn)證機(jī)制的解決方案。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)在線課程的可行性的分析，結(jié)合目前材料科學(xué)專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀，分析了材料學(xué)科在線課程改革的必要性，并提出了幾點(diǎn)關(guān)于材料科學(xué)專業(yè)在線課程改革的具體性措施，科學(xué)的為材料學(xué)科在線課程建設(shè)提供了參考。

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作者簡(jiǎn)介： 秦巖（1967-），男，安徽蕪湖人，武漢理工大學(xué)教授，從事研究聚合物基復(fù)合材料。