材料科學基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)用現(xiàn)狀分析

金鑫

摘 要：當前，網(wǎng)絡(luò)課程在高校的應(yīng)用已經(jīng)形成了較為成熟的體系機制，很多高校在材料科學基礎(chǔ)的教學模式上運用了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程，它將很多在課堂和實驗室中難以展現(xiàn)的材料結(jié)構(gòu)、材料試驗等可通過多媒體設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)終端，用視頻、課件、動畫等方式為學生講解，同時在課堂預習、講授、復習、試驗等環(huán)節(jié)利用網(wǎng)絡(luò)課來進行針對性的指導。文章對我國某高校材料科學基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程的架構(gòu)做了概述，并對其當前的應(yīng)用情況做了分析，提出了一些合理化建議。

關(guān)鍵詞：材料科學基礎(chǔ); 網(wǎng)絡(luò)課程; 課程建設(shè)

中圖分類號：G420? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）2-157-002

材料科學是結(jié)合了有機無機化學、工程力學等多種學科在內(nèi)的復合型學科，也是未來具有廣闊應(yīng)用前景，也是當下高校的熱點專業(yè)，但是其理論涵蓋面廣，應(yīng)用性強，所以傳統(tǒng)課堂也難以滿足教學需求，因此較多高校在省級、校級基礎(chǔ)精品課程創(chuàng)建的基礎(chǔ)上，借助其校園網(wǎng)絡(luò)的資源優(yōu)勢，搭建起基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)遠程教學平臺，同時將材料科學基礎(chǔ)課納入其中，實現(xiàn)課程的線上開展，這樣一來對前期材料基礎(chǔ)精品課互動性弱、使用率不高、傳播力不強的問題都能很好地予以解決。并且能夠利用網(wǎng)絡(luò)課的互動、開放、共享、自主優(yōu)勢，將教材內(nèi)容和實際應(yīng)用內(nèi)容有機結(jié)合，方便了學生學習，也激發(fā)了他們的學習主動性。

一、材料科學基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計理念與流程安排

通常情況下的教學過程包括老師輸出信息，把基本概念、原理、方法等內(nèi)容傳授給學生，學生接受和理解信息，即記憶和理解，學習效果反饋，即通過問答、作業(yè)、現(xiàn)場試驗的方式來考查學生掌握情況，課后的復習與鞏固布置課后作業(yè)和討論題目幫助學生復習相關(guān)知識，綜合考核，及一般的理論和試驗考試。此過程循環(huán)往復，就構(gòu)成了課堂教學的整體過程。教師、學生及其之間的互動內(nèi)容是其核心要素。同時材料科學基礎(chǔ)課程在很多應(yīng)用型高校專業(yè)建設(shè)中已經(jīng)有了較為成熟的教學體系，其總體的教學大綱和教學安排也較為合理，因此在網(wǎng)絡(luò)化課程的創(chuàng)新應(yīng)用中應(yīng)遵循當前的教學過程，課程設(shè)計的理念和過程安排也要遵循以學生為中心，強化教師與學生互動教學，實現(xiàn)教學媒介的多元化，目前很多高校在此課程的網(wǎng)絡(luò)化開發(fā)中的流程結(jié)構(gòu)如下圖所示，

網(wǎng)絡(luò)課的設(shè)計應(yīng)用時需要符合若干基礎(chǔ)性要求，在硬件設(shè)施上要保證網(wǎng)絡(luò)帶寬、穩(wěn)定性和安全性，配套機制上要確保帶寬資源分配合理，課程設(shè)計上內(nèi)容齊全，包括電子講義、課程課件、對關(guān)鍵的概念、公式、反應(yīng)過程、應(yīng)用實例和研究前景等著重的突出，并且實現(xiàn)多媒體的綜合應(yīng)用，比如動畫、圖片、視頻以及學生能夠自主參與到其中的線上試驗課和理論練習課等。

課程設(shè)計包含了具體階段，在環(huán)節(jié)設(shè)計上需要明確本課程大綱中的教學知識點范圍，并以提綱的形式確立下來，教材的編寫也是以此為綱領(lǐng)的。材料科學基礎(chǔ)是化工門類中的核心基礎(chǔ)課，它自新中國成立以來，在人民教育體系中也有較長的開設(shè)歷史，在教學大綱上已經(jīng)比較合理了，它是在《金屬學原理》這門理論課的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，這門課的教材在師生中評價相對較高，因此在編寫材料科學基礎(chǔ)這本教材時可以用此課程的習題、知識脈絡(luò)作為參考并且可以配套相應(yīng)的試驗手冊。課程總體的規(guī)劃是設(shè)計的重中之重，起到提綱挈領(lǐng)的作用，其外在的表現(xiàn)形式就是在網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)絡(luò)站點和移動端APP的布局規(guī)劃上[1]，它的主要過程包含以下幾個方面：

一是開展網(wǎng)絡(luò)課程架構(gòu)設(shè)計，在目錄分層時需要以根目錄子目錄來進行層次管理，同時把網(wǎng)站的內(nèi)容全部歸類到根目錄下邊，當網(wǎng)站包含的課程內(nèi)容項目較多時，維護難度增加，這是就要發(fā)揮資源管理器的作用，將不同層級的課程鏈接歸檔分層并署名，將本地和遠程的站點結(jié)構(gòu)合并為同一種架構(gòu)。二是形成設(shè)計視圖，對課程網(wǎng)站的總體樣式，內(nèi)容分布和版面排布要做好規(guī)劃安排，并將其效果圖或者規(guī)劃圖交由網(wǎng)絡(luò)工程師去填充網(wǎng)頁內(nèi)容并搭建起網(wǎng)站，在搭建中需要確保布局設(shè)計的穩(wěn)定性，同時要注重網(wǎng)頁的簡潔性和直觀性，能讓學生可以直觀看到重點內(nèi)容，更加快速瀏覽和查閱，網(wǎng)頁上應(yīng)有導航和查找功能，或者是網(wǎng)站地圖。三是做好網(wǎng)站功能區(qū)規(guī)劃，除了導航欄的設(shè)計以外，還應(yīng)有相應(yīng)的收集學生反饋信息的功能欄目，比如留言板、在線客服、常見問題答疑等等，這些功能區(qū)的設(shè)置能夠?qū)W(wǎng)站設(shè)計中存在的一些內(nèi)容填充和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的問題充分顯現(xiàn)出來，后臺工程師可以根據(jù)學生反饋的情況積極去處理解決問題，優(yōu)化網(wǎng)站的功能設(shè)計，保證課程播放，師生互動，學生參與等具體工作可以正常進行。四是數(shù)據(jù)資源存儲模塊建設(shè)，在課程結(jié)束后，期間形成的各類信息數(shù)據(jù)要形成相應(yīng)的網(wǎng)站緩存，存儲在對應(yīng)的云空間，可以方便老師和學生去下載回放，這些資源在下一次使用時也能更快的調(diào)取出來。

二、材料科學基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程推開應(yīng)用的現(xiàn)狀和成果

（一）應(yīng)用現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)課程試點后，先后在化學專業(yè)、材料專業(yè)、工程專業(yè)等不同院系的課程教學中都進行了嘗試和總結(jié)，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)課程教學，最大的特點在于課后作業(yè)以電子版形式提交至網(wǎng)絡(luò)，由老師實現(xiàn)線上批改，并且互動氛圍也遠遠好于現(xiàn)實課堂，課程的點擊率、收藏率和評論量很高，學生的學習主動性也不斷增強，與其他線下同類型難度基本相當?shù)恼n程相比，該課程的考試及格率有明顯提升，而重修率下降趨勢明顯，盡管這一指標不能全面反映出課程的應(yīng)用成果，但是從學生的學習積極性和學習方式來看，都有較大的改觀，通過對學生進行的訪談，大部分學生對這種線上教學模式持肯定態(tài)度，表示自己可以更加自然的去向老師提問，也可以把自己的想法與老師更深入的分享而不必考慮其他學生的評論，能夠?qū)⒏鎸嵉南敕ㄕf出來，從而提振了學生的自信心，突出其個性，有助于其發(fā)散思維和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)鍛煉[2]。由此來看試點的效果是比較樂觀的，在后續(xù)應(yīng)當總結(jié)經(jīng)驗、優(yōu)化完善，加速推廣。

（二）獲得成果分析

一是對于教學隊伍的建設(shè)而言，網(wǎng)絡(luò)課程體系需要高素質(zhì)的師資團隊來支撐，否則其核心競爭力就難以體現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)課程也是能夠較為全面和系統(tǒng)的反映出教師團隊的綜合水平[3]，因此開展基礎(chǔ)科學網(wǎng)絡(luò)課的首要任務(wù)在于建設(shè)一支德才兼?zhèn)?、層次合理、基礎(chǔ)扎實、能力過硬的講師團隊。本次的網(wǎng)絡(luò)課程試驗中，選取的教師隊伍在結(jié)構(gòu)上注重了質(zhì)量和可持續(xù)性，年齡層次中以中青年教師為主，經(jīng)驗豐富的老教師作起到了咨詢指導作用，以高層次學歷為主，兼顧教學方法和教學成績，對教師的說課能力、動手能力、組織管理能力開展了相應(yīng)的考核，并在課程開播期間，鼓勵代課老師積極爭取和參與到與材料研究和開發(fā)的相關(guān)項目中去，以良師帶動學生，形成示范效應(yīng)。

二是課程表現(xiàn)形式上，網(wǎng)絡(luò)教學要緊跟時代步伐，及時更新課程內(nèi)容，瞄準最新研究方向，課程的設(shè)計要做到與時俱進，其突出的代表是課件的設(shè)計制作[4]。目前的課件形式有PPT、FLASH、MV等多種形式，在內(nèi)容上要著重把相關(guān)的研究成果和研究理念加入，在本課程中，材料結(jié)構(gòu)是重點內(nèi)容，老師就把在SCI期刊和Nature上發(fā)表的關(guān)于材料結(jié)構(gòu)研究的成果囊括進了課件之中，激發(fā)學生的探索未知的興趣，同時課件的表現(xiàn)方式上進行創(chuàng)新，利用flash動畫功能，把一些材料微觀結(jié)構(gòu)的變化和微觀粒子的運動做成形象的動畫形式，便于學生理解。

三是在教學要素的選取上傳上，各類課程的關(guān)鍵素材的選取是決定課程質(zhì)量的成敗所在，把好的教學素材上傳至網(wǎng)絡(luò)課程平臺后，讓學生更好地理解和掌握相關(guān)的知識要點，同時利于其記憶和理解，并且對于后續(xù)的知識復習鞏固也有積極作用，不僅要把老師講授的課件和視頻音頻資料除了因版權(quán)和保密原因不能外傳外，都應(yīng)該及時上傳到課程資源區(qū)，方便學生下載回訪，同時也要把課程教材和課程大綱與講義的內(nèi)容修改完善后一并上傳，還有相應(yīng)的教學參考資料，補充資料以及學生問答資料等，這些資料可以分為課前預習、課堂拓展和課后溫習三種類型分不同時間段上傳，幫助學生在上課前提前了解相關(guān)知識，做到心中有數(shù)，在課堂上讓學生更好地大開眼界，豐富其知識內(nèi)涵，在課后可以彌補有限課堂時間老師講授知識內(nèi)容相對狹隘這一不足。此外除了與教學內(nèi)容直接相關(guān)的素材，還可以把一些材料學領(lǐng)域?qū)＜业难芯拷?jīng)歷、人生經(jīng)歷等記錄視頻、以及優(yōu)秀老師的教學經(jīng)驗、教師風采、學生參與各類學術(shù)研究活動獲取獎項的圖片、有關(guān)學術(shù)成果的文字視頻上傳，讓學生在身心愉悅的同時也能夠以此為榜樣，樹立遠大的理想，從內(nèi)心激發(fā)他們的學習主動性。

四是學習鞏固和效果檢測上，所謂學而時習之，不亦樂乎。如果只顧向前學不回頭檢驗學習情況，那么最終的結(jié)果是學后面忘前面，學習不系統(tǒng)不完備。在學習鞏固和成果評價的方法上，多為建立習題庫和試題庫，并制定復習計劃，習題庫適合作業(yè)和課后任務(wù)相關(guān)聯(lián)的，包括基本理論、基本規(guī)律、計算分析等理論知識，也涵蓋了實驗分析、實操實驗等實踐性的內(nèi)容，讓學生練習是對課程的一個延伸，這是鞏固學習成果的有效方法，同時也是自我檢驗成果的方式之一，學生可以通過自己獨立完成作業(yè)來發(fā)現(xiàn)自己的不足和短板所在，能夠針對性地去補足短板和弱勢，讓自己的知識體系和學習基礎(chǔ)更為扎實。測試題庫是老師評估學生學習情況也是學校評價教師教學成果的方式，因為材料科學基礎(chǔ)課程中相關(guān)理論性知識多，但是理論知識的最終還是要用到實踐中去，測試題的目的就是督促學生更好地將基礎(chǔ)性知識融會貫通，并且通過做相應(yīng)的有實際應(yīng)用背景的題目來啟發(fā)對知識的綜合應(yīng)用，測試題庫中包含了章節(jié)測試和總測試[5]，為老師提供了解題思路和參考答案，幫助老師可以更好地指導學生去靈活應(yīng)對不同的實際問題，提高他們發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力和理論聯(lián)系實際的綜合應(yīng)用能力。

五是師生的互動溝通方式。網(wǎng)絡(luò)課程的最顯著特征是有了更加便捷和豐富的師生交流溝通渠道，他們不需要面對面地進行信息的交互，讓學生可以放下戒備和拘謹?shù)男膽B(tài)，能夠把自己學習的真實情況向老師全面的反饋，將學習中疑惑點和難點提出來，老師也能夠更全面的掌握學生的實際學習效果，從而制定合理的教學輔導策略，其溝通的方式主要有社交平臺、網(wǎng)站留言板、APP上的即時通訊等方式，這種方式下可以突破時空的限制，并且各類知識資源的獲取更加便捷，內(nèi)容更加豐富，問題答疑也不局限于課堂之上[6]，也有利于學生發(fā)散思維的培養(yǎng)，可以把靈感性的創(chuàng)新點及時與老師分享，后續(xù)或許成為重大的研究成果。

三、結(jié)束語

近年來的材料科學基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程的試點是取得了良好的成果的，它在學習資源建設(shè)、學生積極性提升、師資隊伍優(yōu)化、學生個性化培養(yǎng)方面都發(fā)揮了重要功能，而在應(yīng)用過程中，也要把握好教學過程設(shè)計、素材提供、題庫編制、師生互動等工作，使其更好發(fā)揮作用。

黑龍江省教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度備案課題：材料科學基礎(chǔ)課程教學體系的改革探索，編號GJD1319010

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