《材料工程基礎(chǔ)》課程信息化和“小班授課”教學(xué)模式探索與實(shí)踐

馮 銳，張愛娟，杜慶洋，焦萬(wàn)麗，樂紅志

(山東理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 淄博 255000)

《材料工程基礎(chǔ)》是教育部21世紀(jì)初高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容體系改革的研究”中的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程[1]。本課程的教學(xué)目的和任務(wù)是講授金屬、無(wú)機(jī)非金屬、高分子和復(fù)合材料等各種類型材料制備與加工方面的基本理論、技術(shù)方法和生產(chǎn)工藝過程，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決材料工程技術(shù)問題的能力，為后續(xù)專業(yè)方向課程的學(xué)習(xí)和今后工作打下良好的基礎(chǔ)。在課堂和實(shí)踐教學(xué)過程中，既要突出材料生產(chǎn)工藝過程的共性規(guī)律，又要注重講授不同材料各自生產(chǎn)工藝的特性；既要介紹生產(chǎn)工藝過程，又要講授制備和加工原理；既要反映當(dāng)前材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，又要注重講授新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新成果。對(duì)于沒有生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生而言，課程內(nèi)容枯燥乏味，普遍反映難以理解、學(xué)習(xí)難度大；對(duì)于任課教師而言，要求具有一定的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，另外有限的學(xué)時(shí)與繁雜的授課內(nèi)容之間的矛盾對(duì)任課教師提出了較高的要求。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨完善，信息技術(shù)不斷發(fā)展，并在大學(xué)教學(xué)中獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。學(xué)生信息獲取的渠道也不僅僅局限于書本，互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用為學(xué)生及時(shí)獲取大量書本外的相關(guān)知識(shí)創(chuàng)造了條件。對(duì)于教育信息化，教育部在2012年就提出了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》，明確提出高等教育信息化是促進(jìn)高等教育改革創(chuàng)新和提高質(zhì)量的有效途徑，是教育信息化發(fā)展的創(chuàng)新前沿。進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施和信息資源建設(shè)，重點(diǎn)推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育的深度融合，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化，創(chuàng)新人才培養(yǎng)、科研組織和社會(huì)服務(wù)模式，推動(dòng)文化傳承創(chuàng)新，促進(jìn)高等教育質(zhì)量全面提高[2]。

17世紀(jì)，捷克教育學(xué)家夸美紐斯出版了著作《大教學(xué)論》，并在書中首次提出了“班級(jí)授課制”的理論，提出了班級(jí)組織的概念。此后，班級(jí)組織在歐美高等教學(xué)中被普遍采用，隨后逐漸延伸到亞洲、非洲的學(xué)校。目前，班級(jí)教學(xué)仍然是學(xué)校的主要教學(xué)形式[3]。自1997年我國(guó)高校擴(kuò)招以來(lái)，高校學(xué)生人數(shù)急劇增加，生師比不斷提高。1997年，我國(guó)高校的生師比是9.81∶1，2014年我國(guó)高校的生師比已經(jīng)達(dá)到了17∶68∶1。在這種情況下，我國(guó)的大多數(shù)高校都不可避免的要采用大班授課的教學(xué)組織形式[4]。

1 信息化和“小班授課”教學(xué)模式探討

信息化教學(xué)模式中，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。以課程中“浮法生產(chǎn)平板玻璃”為例，玻璃的“攤平”和“厚度控制”是難點(diǎn)內(nèi)容，為了加深學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解，課程組制作了Flash動(dòng)畫。另外，將與課程內(nèi)容相關(guān)的大量PPT、視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行共享，使學(xué)生方便快捷的找到自己所需要的知識(shí)。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)課下與學(xué)生的互動(dòng)，包括答疑討論、課程作業(yè)、在線測(cè)試等。為了擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面，提高對(duì)新材料的認(rèn)知程度和學(xué)習(xí)興趣，補(bǔ)充了新材料加工制備的最新進(jìn)展，比如金屬零件的3D打印、特種陶瓷的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀等。這部門內(nèi)容采用翻轉(zhuǎn)課堂的模式，學(xué)生利用課余時(shí)間查閱文獻(xiàn)資料，制作PPT匯報(bào)最新研究進(jìn)展，通過師生間相互討論加深理解。

信息化教學(xué)模式注重師生課堂上和課余時(shí)間的互動(dòng)交流，不僅僅是知識(shí)的簡(jiǎn)單傳授，而是通過師生間的互動(dòng)交流共同學(xué)習(xí)的過程。因此，課堂學(xué)生人數(shù)對(duì)信息化教學(xué)模式作用的發(fā)揮起著關(guān)鍵的作用。以我校的《材料工程基礎(chǔ)》課程為例，以往是2個(gè)班合堂上課，人數(shù)80人左右。由于學(xué)生人數(shù)較多，往往無(wú)法在課上進(jìn)行師共同參與的有效討論，課堂上參與師生互動(dòng)的學(xué)生比率不足25%，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，學(xué)生積極性不高。

小班授課，由于學(xué)生人數(shù)減少，拉近了師生的距離，能夠進(jìn)行充分的師生互動(dòng)，包括師生互相問答、共同參與討論，學(xué)生能夠獲得更多的發(fā)言機(jī)會(huì)等。例如上課時(shí)個(gè)別學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒聽懂或是有不同的見解，學(xué)生可以主動(dòng)提出，教師再次講解該知識(shí)點(diǎn)以幫助其理解或在深層次上探討以增進(jìn)其他同學(xué)的理解。但是如果學(xué)生人數(shù)過多，肯定是無(wú)法做到這一點(diǎn)的。小班授課，對(duì)教師科研能力也有推動(dòng)作用，小班授課過程中，教師不再是簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授者，通過與學(xué)生之間的討論，極有可能給教師帶來(lái)啟發(fā)，從而促進(jìn)其科研工作，實(shí)現(xiàn)教研相長(zhǎng)。小班授課，可以使教師更好的掌控課堂，能夠觀察到每位學(xué)生的表情，進(jìn)而了解學(xué)生的理解和掌握情況，另外可以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)并制止一些不規(guī)范課堂行為，比如玩手機(jī)或是交頭接耳。

2 信息化和“小班授課”教學(xué)模式實(shí)踐

對(duì)我校材料科學(xué)與工程專業(yè)2013級(jí)學(xué)生開展信息化教學(xué)模式試點(diǎn)，課堂人數(shù)在80人左右，采用課堂講授、翻轉(zhuǎn)課堂、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式。課前，學(xué)生通過教師上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，結(jié)合PPT和視頻資料，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，了解重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，完成自主學(xué)習(xí)報(bào)告單并提交至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)和自學(xué)情況調(diào)整授課內(nèi)容，著重講解重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，將一部分課堂時(shí)間留給同學(xué)們翻轉(zhuǎn)課堂，開展研討式及探究式教學(xué)；下課前十分鐘，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的在線測(cè)試功能掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并布置作業(yè)；課后，學(xué)生撰寫學(xué)習(xí)筆記，包括課堂反思、疑問、總結(jié)和心得體會(huì)等，并提交至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)筆記撰寫教學(xué)筆記，包括心得體會(huì)和教學(xué)反思等，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法；課余時(shí)間，學(xué)生可以將疑問提交至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師或?qū)W生可以在平臺(tái)上展開充分的交流。

信息化教學(xué)模式試行一個(gè)學(xué)期后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與課堂教學(xué)的程度明顯提高，在課堂滿意度調(diào)查中，95%以上的同學(xué)對(duì)授課方式表示滿意。但是也有部分同學(xué)提出試行過程中遇到的問題，由于課堂人數(shù)較多，翻轉(zhuǎn)課堂討論環(huán)節(jié)和探究式教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間有限，師生互動(dòng)不充分等。鑒于此，在學(xué)校和學(xué)院的積極支持下，本門課程申請(qǐng)開展“小班授課”試點(diǎn)。

對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)2014級(jí)和2015級(jí)學(xué)生開展信息化+“小班授課”教學(xué)模式試點(diǎn)，控制課堂人數(shù)40人以下。總結(jié)信息化教學(xué)試行過程中的經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化信息化教學(xué)模式，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督和考核，深入挖掘課程通知、答疑討論、在線測(cè)試、作業(yè)提交等版塊功能，使學(xué)生逐漸由“要求使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲?xí)慣使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)”。由于課堂人數(shù)明顯減少，每個(gè)學(xué)習(xí)討論小組的人數(shù)控制在3人，針對(duì)課堂上提出的問題，每位學(xué)生能夠在小組內(nèi)充分發(fā)表個(gè)人意見，由小組長(zhǎng)匯總后在課堂上發(fā)表并由老師一并解答。這樣，課堂討論更加充分、學(xué)生參與度和學(xué)習(xí)積極性明顯提升。

圖1 實(shí)施信息化+“小班授課”教學(xué)模式前后學(xué)生成績(jī)分布對(duì)比圖

伴隨著QQ、微信等網(wǎng)絡(luò)交流技術(shù)的飛速發(fā)展，作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的有益補(bǔ)充，小班授課第一節(jié)課時(shí)會(huì)和同學(xué)建立QQ或微信交流群，每位學(xué)生可以針對(duì)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)中遇到的問題通過群聊與老師交流和咨詢，同時(shí)全班同學(xué)也能夠知道自己是否也遇到了同樣的問題并得到解答。

為了對(duì)信息化和“小班授課”教學(xué)模式的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)，我們選取2012級(jí)、2013級(jí)和2014級(jí)學(xué)生，即未實(shí)施信息化、實(shí)施信息化和實(shí)施信息化+“小班授課”教學(xué)模式的兩個(gè)班，共80位學(xué)生的期末考試成績(jī)進(jìn)行對(duì)比，如圖1所示。結(jié)果表明，實(shí)施信息化教學(xué)模式后，學(xué)生總體成績(jī)明顯提升，而實(shí)施信息化+“小班授課”教學(xué)模式后，成績(jī)達(dá)到良好及以上的學(xué)生人數(shù)顯著增多，學(xué)生平均成績(jī)提高到83.7分，并且未出現(xiàn)成績(jī)不合格的學(xué)生。

3 結(jié)論

我?！恫牧瞎こ袒A(chǔ)》課程經(jīng)過連續(xù)三年的信息化+“小班授課”教學(xué)模式探索與實(shí)踐，已經(jīng)形成了一套完整的教學(xué)模式，建立了資源豐富并且不斷更新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)資源庫(kù)，學(xué)生課前通過自主任務(wù)單進(jìn)行預(yù)習(xí)、開展研討式及探究式教學(xué)、在線測(cè)試、線上線下答疑討論、作業(yè)提交，結(jié)合教師教學(xué)反思和學(xué)生學(xué)習(xí)筆記，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，改變教學(xué)方法和手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性和主動(dòng)性，獲得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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