微課模式在《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程中的探索與實踐

張英 徐冬梅 王偉群 何金林

摘要：《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程作為高校理工科學(xué)生的一門大類基礎(chǔ)課程，存在知識點多、內(nèi)容抽象、學(xué)生學(xué)習(xí)難度大等問題，而微課作為一種新型的教學(xué)模式，可以同時滿足學(xué)生按需學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)和移動學(xué)習(xí)等特點，若與傳統(tǒng)課堂相結(jié)合，可以有效地解決《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程學(xué)習(xí)中的各類問題。

關(guān)鍵詞：微課；翻轉(zhuǎn)課堂；材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）17-0158-02

一、前言

材料被認(rèn)為是高新技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料科學(xué)是研究材料的組織結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生產(chǎn)流程和使用效能以及它們之間的相互關(guān)系，集物理學(xué)、化學(xué)、冶金學(xué)等于一體的科學(xué)，與能源科學(xué)、信息科學(xué)并稱為21世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱。材料科學(xué)與工程則是研究有關(guān)材料的成分、結(jié)構(gòu)和制造工藝與其性能和使用性能間相互關(guān)系的知識及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)科學(xué)。材料的成分、結(jié)構(gòu)、工藝、性能及其使用性能被認(rèn)為是材料科學(xué)與工程的基本要素?？梢姟恫牧峡茖W(xué)與工程基礎(chǔ)》課程是一門集理論與實踐相結(jié)合的大類基礎(chǔ)課程，其主要內(nèi)容涉及材料的結(jié)構(gòu)（晶體結(jié)構(gòu)、非晶體結(jié)構(gòu)、材料的表面與界面結(jié)構(gòu)）、相圖分析、材料中質(zhì)點的擴散、固態(tài)反應(yīng)、相變過程及燒結(jié)等。該門課程屬于蘇州大學(xué)材化學(xué)部材料學(xué)院的一門大類基礎(chǔ)課程，共36學(xué)時，學(xué)生涵蓋材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程、無機非金屬材料與工程、材料化學(xué)、功能材料5個專業(yè)。因?qū)W生涉及專業(yè)面廣，且各專業(yè)基礎(chǔ)略有差異，加之學(xué)時數(shù)有限，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生普遍反映內(nèi)容多而抽象，課堂上往往來不及消化，課后復(fù)習(xí)不得要領(lǐng)，極大地影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

二、微課與翻轉(zhuǎn)課堂模式

記憶中的傳統(tǒng)課堂基本上是由“粉筆、課本、黑板”組成，慢慢地被多媒體課堂“聲頻、視頻、動畫”取代，而如今，隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，微課和翻轉(zhuǎn)課堂作為一種革新的教學(xué)模式，越來越多地引起了高校教師的注意。微課可以理解為微型課程，即集中針對某一主題設(shè)計與實施的小規(guī)模短時課程，也稱之為微型視頻網(wǎng)絡(luò)課程[1，2]。其最主要的載體即微視頻，微視頻是圍繞某個教學(xué)主題（如知識點、例題等）錄制的教學(xué)視頻，除此之外，微課還應(yīng)包含與該主題相關(guān)的一系列的教學(xué)設(shè)計，如微課件、微習(xí)題和微反饋等輔助性教學(xué)資源。

三、微課模式的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》

（一）微課模式的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程設(shè)計

1.教學(xué)設(shè)計是靈魂。微課重在一個“微”字，因為短小，所以更具靈活性和可擴充性。但是，也正是因為“微”字，以知識點為單元的微課并不能涵蓋所學(xué)內(nèi)容的全部，必然導(dǎo)致知識點之間的聯(lián)系松散，難免會給多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來困擾。故微課教學(xué)設(shè)計的建設(shè)十分重要，可以說是整個微課的靈魂所在。教學(xué)的設(shè)計應(yīng)與教學(xué)目標(biāo)相一致，其原則是要讓全體或者大多數(shù)學(xué)生參與進(jìn)來。以《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程中“晶體結(jié)構(gòu)中球體的密堆積原理”知識點的學(xué)習(xí)為例，課前教師需給出相應(yīng)的課程資源，學(xué)生根據(jù)課程資源完成自主學(xué)習(xí)；課中教師先介紹該知識點的主要內(nèi)容，并提出相關(guān)問題，如“晶體結(jié)構(gòu)看起來很復(fù)雜，但卻遵循簡單的球體密堆積原理，這個原理是什么？”、“何為配位多面體？最緊密堆積結(jié)構(gòu)中的配位多面體只能是四面體和八面體嗎？”及“請根據(jù)密堆積原理分析NaCl等晶體的結(jié)構(gòu)”等。

2.課程資源是基礎(chǔ)。課程資源是微課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，主要包括微視頻、微課件、微習(xí)題及微測試等。以微視頻為例，微視頻是以課程的知識點為單元錄制，視頻時長5—10分鐘。也可以選擇國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上的優(yōu)質(zhì)課程視頻資源作為補充，同時根據(jù)《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程自身的特點，微視頻的制作可選用教師出鏡講解、PPT講解、手寫講解或動畫演示等形式。

3.在線學(xué)習(xí)平臺是依托。在線學(xué)習(xí)平臺是微課學(xué)習(xí)的依托，將課程資源上傳至在線學(xué)習(xí)平臺，并按照教學(xué)進(jìn)度按時發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容。授課過程中充分利用在線學(xué)習(xí)平臺的功能開展教學(xué)互動，如微習(xí)題、微測試等。利用學(xué)習(xí)平臺上的學(xué)習(xí)進(jìn)度記錄和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，督促學(xué)生按時完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點，為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動的開展提供支持。

（二）微課模式的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程中教師和學(xué)生的作用

微課教學(xué)的理論基礎(chǔ)之一是建構(gòu)主義，即強調(diào)以學(xué)生為中心和協(xié)作學(xué)習(xí)的關(guān)鍵作用，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生從被動的內(nèi)容接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)活動的主體，而教師的角色從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)者與促進(jìn)者，故因材施教和個性化教學(xué)將得到最大的實施[2，3]。教師與學(xué)生的關(guān)系不僅僅是“教”與“學(xué)”的關(guān)系，更多的是“教”“學(xué)”相長、互為補充、互為動力的關(guān)系，在這樣的新模式下，教師要及時地掌握信息化帶來的各種便利條件，并把這些便利條件及時應(yīng)用到課程設(shè)計上，與時俱進(jìn)地學(xué)習(xí)并掌握新的教學(xué)方式方法；而學(xué)生則應(yīng)主動自主地參與到整個教學(xué)環(huán)節(jié)中，課堂不再僅由教師主導(dǎo)，更多的是以學(xué)生為主導(dǎo)、為中心，而教師更傾向于協(xié)助、監(jiān)控的作用。這樣地學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)換不僅考驗了教師的組織能力也鍛煉了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

（三）微課模式的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程評價

《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程的一個重要特點是內(nèi)容廣、知識面寬、重點難點多，為了避免出現(xiàn)“一張期末試卷定成績”的弊端。課程考核可以采用過程性或綜合性評價的方式，以學(xué)生的學(xué)習(xí)投入度和能力提升度為主要評價標(biāo)準(zhǔn)，綜合學(xué)生的自主學(xué)習(xí)表現(xiàn)、課堂表現(xiàn)以及學(xué)習(xí)效果等評定成績，包括但不限于課前測驗、課堂討論表現(xiàn)、小組學(xué)習(xí)成果、階段測驗、課程小論文等。課前學(xué)習(xí)任務(wù)中除視頻學(xué)習(xí)外，還應(yīng)包含適當(dāng)針對學(xué)習(xí)重點和難點的微習(xí)題等。課中學(xué)習(xí)安排可以根據(jù)班級規(guī)模做適當(dāng)調(diào)整，如，當(dāng)教學(xué)班級規(guī)模較小時（<30人），可安排課堂測驗、合作學(xué)習(xí)、課堂匯報、師生討論等；當(dāng)教學(xué)班級規(guī)模較大時（>30人），可采取課堂做習(xí)題等方式，通過做題解決學(xué)生差異性的問題，或者點名回答課前學(xué)習(xí)思考題等，而這些都可以計入總評成績。課后鞏固練習(xí)，一般翻轉(zhuǎn)課堂的課后是不布置作業(yè)，但課程可以設(shè)有階段測驗，以檢驗學(xué)生的階段學(xué)習(xí)成果，階段測驗成績也可以計入總評成績。以《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程為例，為了驗證微課模式下翻轉(zhuǎn)課堂的效果，在2014級材料類學(xué)生中選取了兩個平行班級做了一個試驗（表1），一班為采取了微課模式下翻轉(zhuǎn)課堂的授課班級，二班為常規(guī)課堂的授課班級，可見，在微課模式下的翻轉(zhuǎn)課堂對于優(yōu)化和提高教學(xué)質(zhì)量有一定的幫助。

四、總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了各學(xué)科間的協(xié)同發(fā)展，信息時代，微課作為一種新型的教學(xué)模式，與傳統(tǒng)課堂互為補充，不僅能夠促進(jìn)《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革，還能夠滿足高等教育對學(xué)生全面發(fā)展的要求，值得高校教師認(rèn)真研究，合理開發(fā)利用，使其更好地服務(wù)于課堂教學(xué)，切實有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃建軍，郭紹青.論微課程的設(shè)計與開發(fā)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，（5）：31-35.

[2]董巍.基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計和實踐[J].教育現(xiàn)代化，2017，（3）：179-180.

[3]邵穎.“微課”與“翻轉(zhuǎn)課堂”在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用初探[J].教育教學(xué)論壇，2016，（39）：200-202.