基于SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的礦物材料與工藝學(xué)教學(xué)模式研究與實(shí)踐

于紅超

摘 要：礦物材料與工藝學(xué)是材料學(xué)科的一個(gè)重要組成部分，其教學(xué)效果對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用，因此應(yīng)積極推進(jìn)教學(xué)改革。文章探討了礦物材料與工藝學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)以及傳統(tǒng)教學(xué)模式下的弊端，介紹了SPOC翻轉(zhuǎn)課堂模式下的教學(xué)內(nèi)容安排、課程設(shè)計(jì)以及考核方式，以期增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)礦物材料與工藝學(xué)這門課程的興趣和主動(dòng)性，進(jìn)而提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：礦物材料與工藝學(xué)；SPOC翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)設(shè)計(jì)；考核方式

礦物材料與工藝學(xué)是隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一門新學(xué)科，是材料學(xué)科的一個(gè)重要組成部分。它是以礦物加工工程和無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)為基礎(chǔ)，多學(xué)科交叉結(jié)合而形成的一門新型綜合性學(xué)科，在理論研究和工程應(yīng)用上都具有十分重要的意義。目前主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即教師課上講授、學(xué)生聽(tīng)講并通過(guò)課下練習(xí)對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行消化的教學(xué)方法。這種教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)是易于實(shí)現(xiàn)集體化教學(xué)，并且所傳授知識(shí)的系統(tǒng)性強(qiáng)，但是隨著現(xiàn)代信息化教學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及以學(xué)生為主體的教學(xué)理念的不斷深入，傳統(tǒng)教學(xué)模式暴露出的問(wèn)題也越來(lái)越明顯。首先，礦物材料與工藝學(xué)課程包括礦物材料及其基本性質(zhì)以及礦物加工工程幾個(gè)部分內(nèi)容，知識(shí)點(diǎn)龐雜抽象，理論性強(qiáng)，難度非常高，因此學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣。其次，由于傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)時(shí)有限，教師所講授的內(nèi)容就有限，某些知識(shí)點(diǎn)講解不夠詳細(xì)，進(jìn)而影響學(xué)生對(duì)課程的消化吸收，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。最后，傳統(tǒng)教學(xué)模式不注重課前預(yù)習(xí)，信息化學(xué)習(xí)資源利用率低。所以在礦物材料與工藝學(xué)的實(shí)際教學(xué)中亟須改變教學(xué)方式，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。

一、MOOC、SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂

MOOC（Massive Open Online Courses），即大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程。在2012年，美國(guó)的頂尖大學(xué)開(kāi)始陸續(xù)地設(shè)立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，隨著Coursera、Udacity、edX這三大課程供應(yīng)商的發(fā)展，更多學(xué)生獲得了系統(tǒng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。MOOC是基于課程與教育論及網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)智能技術(shù)發(fā)展起來(lái)的在線課程形式，具有規(guī)模大和開(kāi)放的特征[1]。首先，MOOC對(duì)全世界開(kāi)放，學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以學(xué)習(xí)名師的精品課程；其次，MOOC以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心[2]；最后，MOOC學(xué)習(xí)資源豐富，可以在線共享。但是MOOC的局限性是課程完成率低，不能因材施教，缺乏個(gè)性化指導(dǎo)，并且由于教師和學(xué)生無(wú)法面對(duì)面交流，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的效果不佳。

SPOC（Small Private Online Course）是小規(guī)模限制性在線課程，這個(gè)概念最早是由加州大學(xué)伯克利分校的阿曼德?？怂菇淌谔岢龊褪褂玫??！癝mall”是指較小的課程規(guī)模，授課人數(shù)少，一般為幾十個(gè)學(xué)生；“Private”是對(duì)校園教育的限制性入學(xué)條件，學(xué)生達(dá)到相應(yīng)的入學(xué)條件才能接受SPOC教育。SPOC是一種結(jié)合了課堂教學(xué)與在線教學(xué)的混合學(xué)習(xí)模式，它將MOOC課程視頻資料作為家庭作業(yè)布置給學(xué)生，讓學(xué)生在課下進(jìn)行預(yù)習(xí)和自學(xué)。在實(shí)體課堂教學(xué)中，教師為學(xué)生答疑解惑，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收程度，并和學(xué)生一起處理作業(yè)或者其他任務(wù)。教師根據(jù)自己的偏好以及學(xué)生的需求，可以自由設(shè)置和調(diào)整課程的進(jìn)度，這在一定程度上彌補(bǔ)了MOOC的不足。和傳統(tǒng)課堂指定的閱讀材料相比，SPOC使用MOOC視頻，更能吸引學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，激發(fā)其參與積極性，對(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足的學(xué)生也是如此。比起MOOC，SPOC使在線學(xué)習(xí)超出了復(fù)制教室課程的階段，產(chǎn)生了更為有效的學(xué)習(xí)效果。SPOC模式充分利用了MOOC的重要特征，包括獲得高質(zhì)量的課程材料，并且能夠通過(guò)自動(dòng)評(píng)分迅速反饋給學(xué)生，最大限度地使稀缺資源發(fā)揮效力。

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）最早是由美國(guó)教育者提出的，是基于現(xiàn)有信息技術(shù)，重新調(diào)整教學(xué)結(jié)構(gòu)和方式，將“教師講，學(xué)生聽(tīng)”這種傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的決定權(quán)和主動(dòng)權(quán)的教學(xué)方式。學(xué)生可以選擇最適合自己的方式在課外學(xué)習(xí)新知識(shí)，然后在課堂上經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)，通過(guò)小組討論、案例分析等方式將知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化。這種教學(xué)模式是以學(xué)生為中心進(jìn)行整個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂的課程安排，最大限度地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有利于學(xué)生之間以及師生之間的溝通和交流[3]。近年來(lái)，翻轉(zhuǎn)課堂依托MOOC、SPOC等在線教育平臺(tái)的教學(xué)模式，注重提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和思維創(chuàng)新能力，逐漸成為我國(guó)高等院校教學(xué)研究和改革的熱點(diǎn)。

二、采用SPOC翻轉(zhuǎn)課堂講授礦物材料與工藝學(xué)課程的優(yōu)勢(shì)

SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是將教育理念與信息技術(shù)深度融合的一種教學(xué)模式。哈佛大學(xué)的羅伯特盧教授認(rèn)為，SPOC的重要性在于在線學(xué)習(xí)已經(jīng)跳出了復(fù)制課堂課程的階段，正在努力創(chuàng)造一些更為靈活和有效的方式。SPOC翻轉(zhuǎn)課堂最早由加州大學(xué)伯克利分校的Fox教授在edX平臺(tái)提出，隨后麻省理工大學(xué)、哈佛大學(xué)、科羅拉多州立大學(xué)等國(guó)外高校分別建立了其專業(yè)課程，國(guó)內(nèi)的清華大學(xué)也在校內(nèi)推出了自己的SPOC課程。SPOC課程結(jié)合了課堂教學(xué)與在線教學(xué)兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，很適合礦物材料與工藝學(xué)這種內(nèi)容繁多、枯燥抽象的課程教學(xué)。采用SPOC翻轉(zhuǎn)課堂講授礦物材料與工藝學(xué)課程的優(yōu)勢(shì)主要有：

首先，作為前沿的教學(xué)方式，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)礦物材料與工藝學(xué)這門課程學(xué)習(xí)方式的改變，使學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)以及濃厚的學(xué)習(xí)興趣，并最大限度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使其記憶更持久。

其次，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式使課程蘊(yùn)含的信息量增大，通過(guò)整合MIT、加州大學(xué)伯克利分校等名校的線上資料以及其他實(shí)體資源，可使學(xué)生通過(guò)視頻和講座學(xué)習(xí)到世界一流水平的礦物材料與工藝學(xué)教學(xué)素材。

再次，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂中，教師給學(xué)生提供多種選擇，因材施教，有助于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)教育的個(gè)性化。

最后，該課程教學(xué)方式提供了類似課程間信息交流的互動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享整合，并且通過(guò)互學(xué)互幫提高了礦物材料與工藝學(xué)課程教學(xué)的綜合水平。

三、基于SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的礦物材料與工藝學(xué)教學(xué)模式探索

（一）確定SPOC翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)內(nèi)容

礦物材料與工藝學(xué)這門課程具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，并且抽象概念多，難以理解和記憶，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不強(qiáng)。并且由于這門課程是首次采用SPOC翻轉(zhuǎn)課堂模式，還處于探索階段。因此在不確定教學(xué)效果的情況下，我們要對(duì)礦物材料與工藝學(xué)這門課采用SPOC翻轉(zhuǎn)課堂模式與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合的方法，并通過(guò)比較兩種模式下的教學(xué)效果，探索出最適合學(xué)生的教學(xué)方式。需注意的是，要循序漸進(jìn)地改變傳統(tǒng)教學(xué)模式下的師生觀念以及學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，逐漸減少教學(xué)課堂中的教師主導(dǎo)作用，最終使學(xué)生成為課堂活動(dòng)的主體，使其從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變成主動(dòng)獲取知識(shí)。這就需要教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行慎重選擇，并對(duì)教學(xué)方法做出合理安排。

礦物材料的加工工程，包括超細(xì)粉碎與分級(jí)、磁選礦、浮選、化學(xué)提純、表面改性和高溫處理幾個(gè)部分，內(nèi)容抽象繁雜，難度大，并且實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生理解起來(lái)難度較高，可以作為SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的內(nèi)容。其他內(nèi)容如礦物材料的基本性質(zhì)和主要用途等相對(duì)簡(jiǎn)單易學(xué)，可以采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式。

（二）SPOC翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

教師對(duì)教學(xué)活動(dòng)的精心設(shè)計(jì)是SPOC翻轉(zhuǎn)課堂模式順利進(jìn)行的前提條件，教學(xué)設(shè)計(jì)主要包括課前設(shè)計(jì)和課堂設(shè)計(jì)。

課前設(shè)計(jì)的好壞是SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)能否順利進(jìn)行的決定因素。在課前設(shè)計(jì)中，教師的首要任務(wù)是按照課程大綱和教學(xué)日歷，準(zhǔn)備SPOC資源，包括課程資源、拓展資源、課堂實(shí)例及優(yōu)秀作業(yè)四個(gè)部分。課程資源是指與課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的資源，包括課程簡(jiǎn)介、教學(xué)大綱、PPT、視頻等；拓展資源是根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容為開(kāi)闊學(xué)生視野進(jìn)行的知識(shí)拓展；課堂實(shí)例主要是針對(duì)課程的實(shí)踐部分；優(yōu)秀作業(yè)是從學(xué)生提交的作業(yè)中篩選出的優(yōu)秀作品，能供其他學(xué)生借鑒和學(xué)習(xí)。準(zhǔn)備好SPOC資源后，可讓學(xué)生依靠網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

學(xué)生自主完成課前學(xué)習(xí)后，教師要給出相應(yīng)的測(cè)試題目并指導(dǎo)學(xué)生完成，及時(shí)把握學(xué)生對(duì)所涉及知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，并記錄好學(xué)生在課前學(xué)習(xí)中存在的共性問(wèn)題做好記錄。同時(shí)，教師也可以利用在線課程網(wǎng)站和社交軟件等工具和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流，及時(shí)總結(jié)學(xué)生反饋的信息，為課堂教學(xué)做好充足準(zhǔn)備。

在課堂中，主要是答疑、提問(wèn)和師生互動(dòng)。首先，對(duì)學(xué)生在課前學(xué)習(xí)過(guò)程中暴露出的共性的、具有代表性的問(wèn)題進(jìn)行解答，也可以組織學(xué)生分組討論，從而解決問(wèn)題。其次，學(xué)生提出自己在課前學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，教師逐一解答。再次，教師通過(guò)向?qū)W生提問(wèn)來(lái)考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，學(xué)生可以獨(dú)立回答，也可以分組討論，這可加深學(xué)生對(duì)重點(diǎn)課堂內(nèi)容的把握。最后，教師對(duì)每次課程進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂模式下的考核方式

SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式為學(xué)生提供了更多自我展示的機(jī)會(huì)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)，進(jìn)而提高教學(xué)效果。在考查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的方式上需區(qū)別于傳統(tǒng)的考勤、作業(yè)和卷面成績(jī)，因?yàn)樵赟POC翻轉(zhuǎn)課堂上學(xué)生是教學(xué)參與的主體，因此需要檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況以及課堂表現(xiàn)是否活躍等。在考核方式上要綜合學(xué)生課前自學(xué)情況、課上參與表現(xiàn)（課堂回答問(wèn)題、學(xué)習(xí)報(bào)告、個(gè)人展示等）以及考試測(cè)評(píng)等幾個(gè)方面，降低期末考試比重，增大課堂個(gè)人表現(xiàn)比重，這不僅能在一定程度上督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也能真實(shí)地體現(xiàn)課堂教學(xué)效果。

基于現(xiàn)代信息技術(shù)的教學(xué)模式改革是當(dāng)前教育教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的引入彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷，改變了傳統(tǒng)教師以講課為主的教學(xué)模式，最大限度上發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)具有積極的作用，也為我國(guó)高校的礦物材料與工藝學(xué)課程的教學(xué)改革提供了一套切實(shí)可行的方法。

參考文獻(xiàn)：

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