基于點數(shù)-徽章-排行榜機制的《材料腐蝕與防護(hù)》線上+線下混合教學(xué)模式初探

陳肯 祝聞 李康 金碩勛 易愛華

摘 要：《材料腐蝕與防護(hù)》課程因?qū)I(yè)名詞數(shù)量眾多，知識點邏輯聯(lián)系緊密，抽象公式與計算多，專用符號和圖表繁雜，傳統(tǒng)的線下課堂講授過程中學(xué)生存在明顯的畏難情緒，學(xué)習(xí)態(tài)度消極?；邳c數(shù)-徽章-排行榜機制，構(gòu)建了完備的激勵系統(tǒng)，加上線上線下混合教學(xué)模式的應(yīng)用，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：點數(shù)-徽章-排行榜;混合教學(xué);腐蝕與防護(hù)

1 課堂特點及調(diào)查結(jié)果

《材料腐蝕與防護(hù)》課程作為材料學(xué)科重要的專業(yè)課之一，主要教授腐蝕與防護(hù)的基本原理，對腐蝕過程的熱力學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)闡述。課程的教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生能夠掌握腐蝕與防護(hù)基本原理，并為學(xué)生在一定層次上從事腐蝕與防護(hù)相關(guān)工作儲備必要的基礎(chǔ)知識和奠定相應(yīng)能力。

學(xué)生在本課程中進(jìn)入心流的狀態(tài)較難。所謂心流指的就是人將注意力完全投注入到某種實踐中，會感到高度的興奮感與充實感的心理狀態(tài)[1]。造成這種現(xiàn)象的原因一方面在于前期的專業(yè)基礎(chǔ)課，如材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料熱力學(xué)等，很少涉及該部分內(nèi)容。在課程開始前對學(xué)生的調(diào)查顯示，對于腐蝕與防護(hù)課程中的一些基本專業(yè)名詞，如極化、電極電位等，學(xué)生從未聽過的名詞占到了90%。另一方面，該課程邏輯聯(lián)系多，抽象公式多，計算多，專用符號多，圖表多，學(xué)生天然地存在著畏難情緒。這種特殊的情況導(dǎo)致以往傳統(tǒng)的線下課堂講授中學(xué)生的積極性不高：在調(diào)查以往上過該課程的學(xué)生中，65%的學(xué)生反映，課程太難，公式太多。42%的學(xué)生反映，老師授課過程新的專有名詞出現(xiàn)頻率高，很難跟上節(jié)奏。10%的學(xué)生反映，稍不注意錯過知識點后，后面的課程很難跟上。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，線上教育已經(jīng)成功應(yīng)用于高等教育教學(xué)中。同時，線上+線下混合式教學(xué)模式既具備線下教學(xué)的實時反饋，便于統(tǒng)一推進(jìn)教學(xué)進(jìn)度等優(yōu)點，又具有線上學(xué)習(xí)的個性化，可重播，拓展性強等優(yōu)點，從而被廣泛應(yīng)用在教學(xué)實踐中。

2 基于點數(shù)-徽章-排行榜機制的教學(xué)設(shè)計

2.1 學(xué)習(xí)者類型與團(tuán)隊的建立

基于八角行為機制[2]，即使命、成就、授權(quán)、擁有、社交、稀缺、未知、虧損八種核心驅(qū)動力，設(shè)計調(diào)查問卷判斷學(xué)生四大學(xué)習(xí)者類型（成就型、目標(biāo)型、互動性、探索型），并根據(jù)類型的不同合理搭配組建團(tuán)隊。將全班分為10個小組，以互動型學(xué)習(xí)者擔(dān)任小組長，保證每個小組各型學(xué)習(xí)者都有一人的條件下，再隨機分配剩余學(xué)生。以此機制建立的學(xué)習(xí)小組，保證了每個團(tuán)隊內(nèi)都有各型學(xué)習(xí)者，從而可以在教學(xué)實踐過程中，各小組內(nèi)的成員都會積極參與，同步競爭。運用點數(shù)（point）、徽章（badge）、排行榜（leaderboards）的PBLs機制[3]持續(xù)刺激學(xué)生獲得心流體驗。

2.2 點數(shù)機制的建立

點數(shù)的設(shè)置不但包括最終的課程分?jǐn)?shù)，也包括獨立于課程分?jǐn)?shù)之外的評價點數(shù)，例如對課堂上某個環(huán)節(jié)的評分，以此激勵學(xué)生完成特定任務(wù)，或與團(tuán)隊內(nèi)的學(xué)生協(xié)作換取點數(shù)。其作用可以具體細(xì)分為以下6種：（1）有效記分：以此讓學(xué)生了解他們做得有多好。點數(shù)也可以以進(jìn)度條的形式反映從課程開始到完成最終課程目標(biāo)任務(wù)的進(jìn)程。（2）確定獲勝狀態(tài)：在有輸贏機制的課堂團(tuán)隊搶答環(huán)節(jié)中，點數(shù)可確定教學(xué)過程中“獲勝與否”的狀態(tài)。（3）在課程進(jìn)程和外在獎勵間構(gòu)建聯(lián)系：課程系統(tǒng)為達(dá)到一定程度的學(xué)生提供了實體的獎品，或是可用虛擬點數(shù)換取，例如：團(tuán)隊獲得了100點，就可以獲得一次免除寫作業(yè)而直接得優(yōu)秀的機會;如果你獲得了1500點，就可以獲得老師的實體獎勵等。（4）提供即時反饋：點數(shù)可快速、簡單地實現(xiàn)明確而頻繁的反饋。例如，簽到獲得點數(shù)獎勵，而每次點數(shù)的變化都能給學(xué)生提供反饋，提醒學(xué)生可以學(xué)得更好。（5）彰顯成就的方式：在課堂上，能看到其他學(xué)生團(tuán)隊得分的環(huán)境中，點數(shù)可向他人展示自身團(tuán)隊做得怎樣，也是作為學(xué)生地位的標(biāo)志。（6）為教師提供分析數(shù)據(jù)，便于改進(jìn)課程：教師可追蹤學(xué)生獲得點數(shù)的情況，進(jìn)而通過各項指標(biāo)準(zhǔn)確分析課程的相關(guān)信息。

點數(shù)機制的設(shè)計，可以分成線上和線下兩部分。線下部分，包括每次課堂上的考勤，上課的狀態(tài)，回答問題的質(zhì)量，團(tuán)隊討論的成果等由教師實時地給出。線上部分則可以根據(jù)學(xué)生觀看課程視頻、話題討論、小節(jié)測試，以及課后作業(yè)由優(yōu)學(xué)院系統(tǒng)統(tǒng)計分?jǐn)?shù)點。

2.3 徽章機制的建立

徽章可以看成點數(shù)的綜合體，通過頒發(fā)徽章可以簡單地劃定學(xué)生團(tuán)隊或個人的點數(shù)級別，同時，不同的徽章也代表著不同種類的活動。

一種行之有效的徽章系統(tǒng)具有以下4種特征：（1）徽章使學(xué)生有一個努力向前的目標(biāo)，而這將會對學(xué)生的學(xué)習(xí)動機產(chǎn)生積極影響。（2）徽章會為學(xué)生提供一種指示，使其了解課程的核心機制如何實現(xiàn)的，以及課程系統(tǒng)是用來做什么的。（3）徽章是一種信號，通過獲得徽章可以向其他小組展示自身及團(tuán)隊的能力。（4）徽章是一種虛擬身份的象征，是對學(xué)生在課程系統(tǒng)中個人學(xué)習(xí)過程的一種肯定。

此外，徽章具有很大的靈活性。教師可以為多種的教學(xué)過程頒發(fā)相應(yīng)的徽章，沒有局限，進(jìn)而使課程能夠滿足更加多元化的學(xué)習(xí)類型者，如此可以通過點數(shù)系統(tǒng)無法實現(xiàn)的另一種方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在材料腐蝕與防護(hù)課程中，為以下行為設(shè)立了徽章：其中線下部分包括：簽到次數(shù)，回答問題次數(shù)，搶答成功次數(shù)，團(tuán)隊展示優(yōu)勝次數(shù)，作業(yè)滿分次數(shù)，線上部分包括：預(yù)習(xí)學(xué)案優(yōu)秀次數(shù)，討論中精彩發(fā)言次數(shù)，課后復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)課程視頻時長，完成課程小結(jié)進(jìn)度等。

2.4 排行榜機制的建立

排行榜是PBLs三要素中最難應(yīng)用的要素。當(dāng)學(xué)生想知道相比于其他學(xué)生自己達(dá)到了什么水平時，排行榜便能發(fā)揮它的作用。如果在課堂上取得的成績很重要，排行榜可以公開這一成績讓大家都看到。如果運用得好，排行榜能夠發(fā)揮非常有效的激勵作用。但排行榜也會造成嚴(yán)重的消極影響。如果學(xué)生看到自己與他人的巨大差距，可能會望而卻步，不再去做任何嘗試。為此，不必把排行榜當(dāng)成是一種最終成績的靜態(tài)的記分牌，也不必只追蹤一種特征。

在材料腐蝕與防護(hù)課程中，線上部分的排行榜由優(yōu)學(xué)院直接給出，在設(shè)置好各部分的所占比例后，學(xué)生通過學(xué)習(xí)行為積累學(xué)習(xí)點數(shù)，從而實時地刷新自己的排名。在線下部分，教師以團(tuán)隊為對象，在每次上課之前會將上次課的團(tuán)隊排名展示于黑板，并在下課前統(tǒng)計本次課各團(tuán)隊的分?jǐn)?shù)并更新排名榜。

PBLs系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

3 PBLs系統(tǒng)線上+線下混合課堂教學(xué)探索

3.1 課前預(yù)熱

在優(yōu)學(xué)院上提前公布課程的預(yù)習(xí)學(xué)案，目的是使學(xué)生對下節(jié)課要講授的內(nèi)容有一個大致的了解，有利于課堂教學(xué)的順利開展。學(xué)案內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)該由易到難，且容易的部分應(yīng)該居多，例如大量設(shè)置專業(yè)名詞的定義、選擇題及判斷題，而設(shè)置少量的啟發(fā)性問答題。各同學(xué)通過預(yù)習(xí)教材和在網(wǎng)絡(luò)查找資料完成學(xué)案。預(yù)習(xí)學(xué)案應(yīng)在上課之前線上提交。教師通過查看學(xué)生學(xué)案的完成程度，可了解學(xué)生對知識點的熟悉程度，進(jìn)而對課程內(nèi)容時長安排作出相應(yīng)的調(diào)整。同時，學(xué)生完成預(yù)習(xí)學(xué)案的情況也將加入到課程考核中，由教師評分記錄到優(yōu)學(xué)院系統(tǒng)中，實時顯示分?jǐn)?shù)及排名。對預(yù)習(xí)學(xué)案完成較好的學(xué)生，當(dāng)評分優(yōu)秀次數(shù)達(dá)到某一閾值時獲得“有備無患”徽章，且可通過獲得優(yōu)秀次數(shù)的增加來提高徽章等級。

3.2 課堂競爭

上課前，使用優(yōu)學(xué)院簽到功能，可限定200m范圍內(nèi)簽到有效，免去點名占據(jù)課堂時間。簽到與出勤分?jǐn)?shù)掛鉤，由優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計排名，簽到達(dá)到一定次數(shù)可獲得“鍥而不舍”徽章。

授課時，令同一組的學(xué)生坐在相鄰的位置上，方便組內(nèi)交流討論，桌面上放置團(tuán)隊銘牌，各組之間有一定的分隔。采用對半課堂的方式進(jìn)行授課，即教師用一半時間講授相關(guān)知識點，另一半時間給學(xué)生討論總結(jié)。根據(jù)講授、討論時學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，如是否有低頭玩手機、睡覺，是否有效開展討論等，為各組評分，計入線下課堂表現(xiàn)分?jǐn)?shù)并在下課前公布更新最新排名，對課堂表現(xiàn)分?jǐn)?shù)奪冠次數(shù)達(dá)到一定次數(shù)的給予“專心致志”徽章。每次課程中將會設(shè)置一些涉及本次課程知識的較容易的選擇題和判斷題以及較難的計算題或問答題用于搶答。學(xué)生在討論環(huán)節(jié)中重點就這些問題進(jìn)行討論，討論結(jié)束后使用優(yōu)學(xué)院APP以小組為單位進(jìn)行搶答活動。教師根據(jù)搶答情況與回答情況實時反饋并在黑板記錄得分情況及搶答排名。搶答成功次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)后給予“眼疾手快”徽章，搶答成功但回答失敗次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)給予“心急吃不了熱豆腐”徽章，搶答成功且回答正確次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)后給予“心明眼亮”徽章。

除常規(guī)上課環(huán)節(jié)，應(yīng)該設(shè)置一定比例的團(tuán)隊展示課時。在這一部分，學(xué)生通過查找與課程相關(guān)的文獻(xiàn)與資料，經(jīng)團(tuán)隊協(xié)作匯總成一個小型報告，在課堂上進(jìn)行展示。由教師根據(jù)報告PPT內(nèi)容與形式的質(zhì)量以及匯報人的現(xiàn)場表現(xiàn)等綜合評分，并計入課程最終分?jǐn)?shù)。優(yōu)勝的團(tuán)隊獲得“同力協(xié)契”徽章。

3.3 課后鞏固

線上課程應(yīng)該同步更新課程的講課視頻及PPT以便學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)，學(xué)生可自由拖動、快進(jìn)慢放講課視頻從而實現(xiàn)高度個性化地復(fù)習(xí)。通過優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計學(xué)生課后觀看學(xué)習(xí)課程視頻時長給出分?jǐn)?shù)，并實時公布排名統(tǒng)計，對復(fù)習(xí)時長達(dá)到指定時間的給予“溫故知新”徽章。課后習(xí)題在優(yōu)學(xué)院上公布，學(xué)生通過線上提交完成。教師及時評閱課后作業(yè)，并給予分?jǐn)?shù)，由優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計分?jǐn)?shù)更新排名。對課后作業(yè)獲得優(yōu)秀次數(shù)達(dá)到指定次數(shù)后，給予“力學(xué)篤行”徽章。

教師在優(yōu)學(xué)院上發(fā)布討論，學(xué)生根據(jù)討論話題發(fā)貼，即可以是對所學(xué)知識點的困惑，也可對習(xí)題答案的疑問。討論由教師和學(xué)生線上點贊獲得分?jǐn)?shù)，由優(yōu)學(xué)院統(tǒng)計最終排行。對討論獲得優(yōu)秀次數(shù)達(dá)到一定次數(shù)的，給予“出口成章”徽章。

4 結(jié)語

基于PBLs開展《材料腐蝕與防護(hù)》的課程教學(xué)，經(jīng)過多學(xué)期的線上+線下混合教學(xué)實踐，學(xué)生的積極性明顯優(yōu)于單純線下課堂講授，巧妙運用點數(shù)-徽章-排行榜能有效地激勵學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。然而，基于PBLs的線上線下混合教學(xué)過程中還是遇到諸多難題，如教師評分的公正性、成績區(qū)分度等，如果有效解決這些問題，可以讓這種教學(xué)模式的質(zhì)量更上一層樓，仍需要進(jìn)一步的探索。

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基金項目：廣東省高性能輕合金及其成型工程技術(shù)中心，東莞市新型輕合金及其加工技術(shù)重點實驗室，廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項目（2019A1515110913;2019A1515110408及2019A1515110466）東莞理工學(xué)院博士啟動（GC300502-45及GC300501-087），廣東省高等教育教學(xué)改革（綜合類）項目（面向東莞地區(qū)材料創(chuàng)新高地需求的地方高校新工科材料類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的改革研究與實踐）

作者簡介：陳肯（1991—），男，漢族，湖南人，博士研究生，講師，研究方向：高溫腐蝕與防護(hù)。