基于MOOC教學(xué)平臺的無機非金屬材料實驗課設(shè)計及探究

楊虎 謝峻林 何峰 馮小平 梅書霞 金明芳

摘要：材料實驗是材料專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，集實踐性、應(yīng)用性為一體，以提高學(xué)生的實踐與動手能力為目標(biāo)。對培養(yǎng)和提升學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新意識與能力具有重要的作用。在材料類學(xué)生的培養(yǎng)過程中，材料學(xué)課程專業(yè)性強，課堂往往較生澀，因此需探索合適的教學(xué)方式以提高教學(xué)效果。MOOC是一種新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，基于MOOC教學(xué)平臺，我校對無機非金屬材料實驗課教學(xué)進行了改革。本文從課程內(nèi)容、形式及考核方式3個方面，闡述了基于MOOC教學(xué)平臺的無機非金屬材料實驗課網(wǎng)絡(luò)課程，并總結(jié)了教學(xué)經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：MOOC；教學(xué)平臺；實驗課設(shè)計；無機非金屬材料

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）11-0271-03

一、引言

材料學(xué)發(fā)展迅速，加快材料學(xué)科教育改革，培養(yǎng)能夠適應(yīng)社會快速發(fā)展的創(chuàng)新性人才是時代的需要。材料作為實驗、實踐性非常強的學(xué)科，對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)要求日益提高。相關(guān)的實驗教學(xué)與改革也越來越受到各學(xué)校的重視。材料實驗是材料專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，集實踐性、應(yīng)用性為一體，以提高學(xué)生的實踐與動手能力為目標(biāo)。實驗教學(xué)作為高等學(xué)校本科人才培養(yǎng)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)和提升學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新意識與能力、工程意識、創(chuàng)業(yè)意愿，以及分析問題和解決問題的能力都具有促進與潛移默化的作用。多數(shù)材料學(xué)科實驗對實驗儀器與設(shè)備要求高，課程受限于課程學(xué)分、學(xué)時數(shù)、課程考核方式、實驗教學(xué)資源的配置等因素，使得學(xué)生在實驗過程中的參與度不能夠達到預(yù)期效果，課程對學(xué)生的吸引力也有待提高。如何通過教學(xué)手段的改變解決上述問題是非常值得思考與研究的。

隨著社會的信息化進程日益加快，許多大專院校開始基于網(wǎng)絡(luò)進行材料學(xué)科實驗課的教學(xué)。MOOC（Massive Online Open Course）即大規(guī)模在線課程，作為一種新型的大規(guī)模開放網(wǎng)上課程，已經(jīng)引起了許多國內(nèi)高校的關(guān)注。MOOC的發(fā)展和興起可以追溯到2008年，這種教學(xué)模式是由加拿大阿薩巴薩卡大學(xué)的喬治·西門子和斯蒂芬·唐斯提出并創(chuàng)建了全球第一個cMOOC類型的課程。MOOC平臺基于網(wǎng)絡(luò)對大眾開放，可提供免費的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者可以進行學(xué)習(xí)、分享觀點、完成作業(yè)、參加考試并最終獲得證書，其開放性更強、規(guī)模更大，實現(xiàn)了真正意義上的教學(xué)資源共享。不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，MOOC在教學(xué)內(nèi)容和考核形式上具有較大的靈活性，具有系統(tǒng)化、精品化、精細化、個性化等優(yōu)勢，因此，MOOC這種教學(xué)模式已經(jīng)受到普遍的認可和青睞。目前，MOOC的影響在不斷地擴大，關(guān)于其影響的討論方興未已。

基于MOOC教學(xué)平臺，針對無機非金屬材料實驗，我校對材料學(xué)科實驗課程改革進行了嘗試。實現(xiàn)了將材料實驗的部分教學(xué)內(nèi)容以MOOC的形式融入到實驗教學(xué)過程中，本文結(jié)合過去兩年我校MOOC實踐改革，就基于MOOC教學(xué)平臺的無機非金屬材料實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容進行了剖析，總結(jié)了經(jīng)驗及不足。

二、課程的建設(shè)

無機非金屬材料是除有機高分子材料、金屬材料以外的所有材料，種類繁多且用途廣泛。按照用途分，無機非金屬材料涵蓋了生物材料、聲光材料、敏感材料、電子材料、建筑材料等，是現(xiàn)代社會不可缺少的支柱材料。

無機非金屬材料實驗課是一門研究材料制備與材料性能測試方法的課程。無機非金屬材料實驗需要與科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合，與物理、化學(xué)等多學(xué)科結(jié)合，同時需要將傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法結(jié)合。通過無機非金屬實驗課的教學(xué)，使學(xué)生掌握從事材料研究、材料開發(fā)的實驗技能，加深對專業(yè)知識的認識和理解。與此同時，無機非金屬材料種類繁多，研究方法、制備方法及檢測方法眾多，實驗課無法涉足所有，因此無機非金屬材料實驗課需選擇重點、兼顧其他。

針對無機非金屬材料實驗課程的特點，我校將材料實驗的部分教學(xué)內(nèi)容以MOOC的形式融入到實驗教學(xué)過程中。根據(jù)各實驗?zāi)K、單元的特點將現(xiàn)實實驗與MOOC相結(jié)合，實現(xiàn)兩者的優(yōu)勢互補。我校基于MOOC教學(xué)平臺的無機非金屬材料實驗網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)方式，與實際的實驗課程相適應(yīng)，以模塊形式呈現(xiàn)，具體的建設(shè)內(nèi)容為：

1.材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗，使學(xué)生加深對材料科學(xué)基礎(chǔ)理論的認識，培養(yǎng)基本的材料研究能力。

2.材料工程基礎(chǔ)實驗，使學(xué)生加深對流體力學(xué)、燃料燃燒、傳熱學(xué)、粉體工程、工程研究方法等相關(guān)知識的理解與認識，培養(yǎng)工程實驗與研究能力及綜合分析數(shù)據(jù)的能力。

3.材料制備與性能實驗，使學(xué)生掌握材料的光學(xué)性能、電學(xué)性能、熱學(xué)性能等基本性能的測試方法及原理，掌握無機非金屬材料的研究方法。

三、課程的開設(shè)形式

現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展，信息化實驗教學(xué)快速發(fā)展，網(wǎng)上涌現(xiàn)許多信息化實驗教學(xué)資源。MOOC作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和教學(xué)手段，不能簡單地停留在網(wǎng)絡(luò)視頻課的層次，如果僅僅是將課堂翻拍成視頻，教學(xué)效果可能不盡如意。MOOC課程形式與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程形式有著較大的區(qū)別，MOOC課程形式不只是學(xué)生學(xué)習(xí)老師上傳的學(xué)習(xí)資源，還需學(xué)生與老師的課堂交流、討論、互動并參與測試。鑒于此，我校建設(shè)的基于MOOC教學(xué)平臺的無機非金屬材料實驗課在課程形式上主要分為6個部分：公告、評分標(biāo)準(zhǔn)、課件、答疑與討論、測試與作業(yè)、考試。

公告區(qū)老師可以發(fā)布課程開放時間、單元測試時間、考試時間等，并且發(fā)布的公告會以郵件的形式提醒課程的學(xué)習(xí)者，從而保證學(xué)生及時知道課程的相關(guān)事項。

評分標(biāo)準(zhǔn)區(qū)用來公布本課程的評分標(biāo)準(zhǔn)，本課程教師會提出若干評分方案，學(xué)生可在課程討論區(qū)進行討論和民主表決，以確定最終評分方式。

課件區(qū)是本課程的主體部分，在課件區(qū)學(xué)生可以查看不同實驗項目的學(xué)習(xí)資源。在該區(qū)域，本課程每個實驗項目的實驗資源包括授課錄像、實驗過程演示及授課課件。授課錄像以老師講解實驗相關(guān)理論知識及實驗原理為主，復(fù)習(xí)鞏固理論課相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生掌握實驗的原理及目的。實驗過程演示以講解實驗儀器相關(guān)操作及注意事項為主，使學(xué)生掌握實驗的具體做法。授課課件是授課錄像的配套資源，學(xué)生在看授課錄像時可能會對老師講解的部分內(nèi)容不是很明白，因此授課課件配合授課錄像，以確保學(xué)生對授課錄像中的內(nèi)容更深入的理解。其中錄制授課錄像及實驗過程演示需選擇合適的場地，如實驗室、教室等，且錄制的視頻任務(wù)點要清晰，視頻不宜過長，否則學(xué)生會失去觀看的耐心。

討論區(qū)是學(xué)生與老師交流的地方，本課程在此區(qū)域設(shè)有老師答疑區(qū)、課堂交流區(qū)、綜合討論區(qū)3個模塊。老師答疑區(qū)主要發(fā)表關(guān)于作業(yè)、測試、課件內(nèi)容中希望能夠得到老師回答的疑問，學(xué)生在此模塊可以提出在學(xué)習(xí)過程中不明白且希望老師解答的問題。在本課程實踐過程中發(fā)現(xiàn)，老師對學(xué)生的答疑最好做到當(dāng)天問題當(dāng)天解決，使學(xué)生感到老師就在身邊，保持學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。課堂交流區(qū)主要用于課件中教學(xué)內(nèi)容的討論，在此區(qū)域老師可以發(fā)布一些課件中教學(xué)內(nèi)容的討論，引導(dǎo)學(xué)生對各個實驗項目所需掌握的知識與技能進行討論，從而保證學(xué)生對本課程內(nèi)容的掌握。綜合討論區(qū)發(fā)表任何想與大家分享的經(jīng)驗及想法，在此區(qū)域老師可以與學(xué)生討論一些學(xué)習(xí)、工作、生活等方面的話題，使老師了解學(xué)生的想法，從而改善教學(xué)方式，提高學(xué)生與教師交流的時效性與教學(xué)質(zhì)量。同時在綜合討論區(qū)老師可以就目前與本課程相關(guān)的研究熱點發(fā)布一些討論題，使學(xué)生在討論過程中進一步加深對本課程的認識與理解。

測試與作業(yè)區(qū)主要供學(xué)生進行單元測試。老師在本課程的題庫中抽取適量的題目形成單元測試，放在測試與作業(yè)區(qū)以供學(xué)生進行測試，用以檢查學(xué)生在前期學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。

考試區(qū)主要供學(xué)生進行期末考試。通過期末考試以檢查學(xué)生對本課程的掌握程度，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

以上內(nèi)容可以通過對實驗課程的評價，評估學(xué)生對相關(guān)理論課、實驗內(nèi)容的學(xué)習(xí)與掌握情況，發(fā)現(xiàn)問題，并反饋到相關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)或任課教師，以內(nèi)部循環(huán)的方式實現(xiàn)教學(xué)過程的互動、促進教學(xué)質(zhì)量提升。

四、課程的考核手段與形式

考試是目前最常用的一種課程考核手段。近年來，過程考核受到大力提倡，過程考核可以有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。MOOC作為一種新型的教學(xué)方式，需采用合適的過程考核?；贛OOC教學(xué)平臺的無機非金屬材料實驗課考核分為3個模塊：單元測驗（30%）、課堂討論（20%）和課程考試（50%）。單元測試是定期在網(wǎng)上對學(xué)生前期所學(xué)內(nèi)容的掌握程度進行考核。從實踐的經(jīng)驗來看，單元測試題量不宜過大，且需覆蓋每一個知識點。課堂討論是根據(jù)學(xué)生的發(fā)表言論次數(shù)以及言論內(nèi)容質(zhì)量進行評分的，在這一模塊采用學(xué)生之間相互打分的模式，學(xué)生需查看其他同學(xué)發(fā)表的言論并進行打分。在討論區(qū)設(shè)有最低發(fā)表言論次數(shù)，如果學(xué)生發(fā)表言論次數(shù)低于最低次數(shù)，則就最終的得分乘以相應(yīng)的比例。在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，討論區(qū)可以提高學(xué)生的參與度及學(xué)習(xí)的積極性，因此在教學(xué)過程中可以加大課堂討論在考核中所占的比例。課程考試是最終考核學(xué)生對整個課程的掌握程度的。

五、結(jié)束語

MOOC教學(xué)相比于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，成功地將枯燥的材料學(xué)課堂變得生動有趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加大了受眾面，取得了較好的教學(xué)效果。從實際效果和學(xué)生反饋情況來看，我?；贛OOC教學(xué)平臺對無機非金屬材料實驗課的改革取得了一定成效。結(jié)合過去兩年MOOC實踐經(jīng)驗，筆者認為今后的改進方向在以下兩個方面：改進課程形式，增加教學(xué)資源，可以將虛擬仿真與MOOC相結(jié)合，在豐富教學(xué)內(nèi)容的同時提高學(xué)生的興趣，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性；改進考核形式，增強過程性考核，可以加大過程性考核所占比例，同時增加考核模式，確保學(xué)生深入地理解教學(xué)內(nèi)容。

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