“互聯(lián)網(wǎng)+”時代基于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的《生物材料制備與工藝》課程改革探索

王昭 郝凌云 葉原豐 張小娟

摘要：《生物材料制備與工藝》作為功能材料專業(yè)的核心課程，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面具有不可或缺的作用?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代構(gòu)建專業(yè)課程網(wǎng)站，開展線上—線下混合式教學(xué)，引入翻轉(zhuǎn)課堂，同時將科研融入教學(xué)，并建立多元化的教學(xué)評價體系，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主學(xué)習(xí)能力，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：課程改革;自主學(xué)習(xí);翻轉(zhuǎn)課堂

一、緒論

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)科技突飛猛進，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)平臺得到廣泛應(yīng)用。特別的，在線開放課程作為一種全新的課程與教學(xué)模式，以其新穎性、自由性、受眾多等優(yōu)勢迅速流行[1]。慕課、微課等課程以海量的信息資源、隨機的學(xué)習(xí)場合、個性化的信息服務(wù)以及交互的便捷性，為大學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供了新的機遇和動力，同時也對大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求[2]。

自主學(xué)習(xí)是與傳統(tǒng)的被動式、接受式學(xué)習(xí)方法相對的一種現(xiàn)代化學(xué)習(xí)方式。它是以學(xué)生自己作為學(xué)習(xí)的主體，通過獨立閱讀、分析、觀察、研究、探索、實踐等方法來實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，不僅是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力、樹立終身學(xué)習(xí)理念的需要，也是適應(yīng)學(xué)習(xí)型社會發(fā)展的必然要求。自主學(xué)習(xí)能力水平受學(xué)習(xí)者自身特質(zhì)（如自我約束能力、時間管理能力、目標(biāo)管理能力、計劃管理能力以及問題解決能力）以及學(xué)習(xí)策略、評價指導(dǎo)等因素的影響[3]。研究發(fā)現(xiàn)，目前大部分大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和效果不佳，一方面在于學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的鑒別力不夠，無法精準(zhǔn)篩選出網(wǎng)絡(luò)媒介中的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，造成了時間的大量浪費;另一方面在于學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動性，且網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自我規(guī)劃和自我管理能力不足[4]。事實上，自主學(xué)習(xí)并不是學(xué)生的獨自學(xué)習(xí)或無助學(xué)習(xí)，它是在教師的指導(dǎo)幫助下、在強烈的求知欲的驅(qū)動下激發(fā)起學(xué)習(xí)的積極性而進行的一種主動的、建構(gòu)性的學(xué)習(xí)過程。因此，構(gòu)建學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，發(fā)揮高校教師在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的引領(lǐng)示范作用，對于提高大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力具有重要意義。

金陵科技學(xué)院作為教育部批準(zhǔn)的培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的本科院校，實施“地方型、應(yīng)用型”的辦學(xué)定位，“南京化、網(wǎng)絡(luò)化”的發(fā)展戰(zhàn)略。面向江蘇省生物功能材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，結(jié)合我校辦學(xué)定位，材料工程學(xué)院于2016年開設(shè)“功能材料”本科專業(yè)，著力于培養(yǎng)從事生物功能材料工藝設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料檢測、生產(chǎn)管理的高級應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才?！渡锊牧现苽渑c工藝》課程作為功能材料專業(yè)的核心課程，重點介紹生物醫(yī)用金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的合成制備方法及成型加工工藝，使學(xué)生掌握生物材料的制備、改性、加工成型方法等專業(yè)知識。因此，基于功能材料專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)方案，借助于現(xiàn)代信息技術(shù)手段，為學(xué)生搭建自主學(xué)習(xí)的平臺，切實提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，對培養(yǎng)出能從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)研究的高素質(zhì)應(yīng)用型人才具有重要意義。

二、《生物材料制備與工藝》課程改革探索

（一）有機整合教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)專業(yè)課程網(wǎng)站

生物材料學(xué)作為生物學(xué)和材料學(xué)的交叉學(xué)科，內(nèi)容涉獵廣泛、知識體系復(fù)雜。生物材料制備與工藝是在生物材料學(xué)課程的基礎(chǔ)上，重點介紹生物材料的制備及成型加工方法，培養(yǎng)學(xué)生對生物材料的設(shè)計、制備、改性和選材的能力。課程涉及知識面廣，涵蓋大量的基本知識、基本概念等記憶性和理解性的內(nèi)容，而課程課時量有限，大量講授基本概念勢必會影響學(xué)生創(chuàng)新能力和發(fā)散思維的培養(yǎng)，因此，需有機整合課程內(nèi)容。本課程主要在生物醫(yī)用金屬材料、生物醫(yī)用無機非金屬材料和生物醫(yī)用高分子材料范圍內(nèi)選擇幾種經(jīng)典的生物材料講授其合成制備技術(shù)及成型加工方法，同時引入生物材料學(xué)領(lǐng)域當(dāng)前研究熱點以及新材料、新技術(shù)等作為專題講授，如生物材料3D打印新技術(shù)、聚合物藥物載體制備方法等。

另一方面，依托超星泛雅平臺構(gòu)建適合于本專業(yè)學(xué)生的課程網(wǎng)站，通過開展線上—線下混合式教學(xué)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和效果?；谡n程教學(xué)大綱，圍繞章節(jié)重難點，對章節(jié)內(nèi)容進行匯總整理，并按照提出問題、分析問題、解決問題的思路進行二次加工，設(shè)計一級主題，并細(xì)化為二級、三級層次，根據(jù)每一個層次的知識點錄制教學(xué)視頻，同步上傳多媒體課件、教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)要求和重難點，便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)。設(shè)計在線作業(yè)、專題討論、主題活動等師生互動板塊，引入課程資源、相關(guān)資訊、學(xué)科競賽等拓展內(nèi)容。如此，學(xué)生通過課前自學(xué)對知識有一定的了解，課程上討論提問環(huán)節(jié)參與度明顯上升，對問題的思考深度也有所增加。

（二）引入翻轉(zhuǎn)課堂，實現(xiàn)以學(xué)生為主體

翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生通過課外自學(xué)，課堂上擔(dān)當(dāng)主角，將自己在獨立研究或與同學(xué)共同探討中獲得的知識進行匯報，分享問題解決思路和感悟，而教師的主要任務(wù)是幫助學(xué)生完成知識的內(nèi)化。因此，翻轉(zhuǎn)課堂有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，又能提升學(xué)生的溝通能力、表達(dá)能力和團隊合作意識。并且，在該過程中，教師能夠較好地掌握學(xué)生對知識的理解和運用程度。依據(jù)本課程的特點，引入專題演講和討論環(huán)節(jié)。小組學(xué)生自主調(diào)研生物材料制備相關(guān)前沿進展，并以PPT的形式呈現(xiàn)，進行專題演講。學(xué)生報告專題有“通過NCA開環(huán)法可控制備聚氨基酸”“沉淀聚合法制備聚合物微球的研究進展”“可生物降解醫(yī)用聚氨酯的制備及改性策略”等。演講結(jié)束后，由其他組同學(xué)進行提問，小組成員共同回答。教師對各小組的報告進行點評，并根據(jù)學(xué)生演講和答疑情況進行適當(dāng)補充講解。

（三）將科研融入教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

本課程是基礎(chǔ)知識與前沿進展相結(jié)合、多學(xué)科知識交叉，并與行業(yè)深度融合的綜合性課程。然而，現(xiàn)有課程教材內(nèi)容知識相對陳舊，側(cè)重于理論性和概念性知識的描述，缺乏最新的研究進展及應(yīng)用展示，學(xué)生學(xué)起來感到枯燥乏味。教學(xué)在于知識的傳播，而科研在于知識的探索，好奇心驅(qū)動下的探索才能更持久地激發(fā)個人的學(xué)習(xí)興趣，有利于切實提高自主學(xué)習(xí)效果。

本課程教學(xué)團隊均長期致力于生物醫(yī)用材料的制備及應(yīng)用方面的研究，具有豐富的科研經(jīng)驗。課程章節(jié)分別由相應(yīng)教師在其擅長的研究領(lǐng)域講授，在此過程中，引入國內(nèi)外具有代表性的相關(guān)研究成果和學(xué)科前沿進展，以教學(xué)案例的形式融入課堂教學(xué)中，積極擴展課堂教學(xué)資源，增添課堂教學(xué)的樂趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。例如，在甲基丙烯酸酯基聚合物的制備及生物醫(yī)用一節(jié)，由我院眼視光專業(yè)教師講授甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）基隱形眼鏡的制備工藝，以及如何通過改性有效改善隱形眼鏡的含水量、透氧率、抗菌等性能。同時，教師將其在科研活動中的方法、經(jīng)驗、體會和結(jié)論引入課堂，向?qū)W生傳遞課堂學(xué)習(xí)知識的重要性和實用性，并且引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中勤于思考、大膽設(shè)想、勇于創(chuàng)新。除此之外，依托學(xué)院現(xiàn)有科研平臺，功能材料專業(yè)實行本科導(dǎo)師制培養(yǎng)方法，導(dǎo)師和學(xué)生通過雙向選擇，學(xué)生進入導(dǎo)師課題組，參與導(dǎo)師科研工作，教師帶領(lǐng)學(xué)生積極參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、大學(xué)生挑戰(zhàn)杯以及各種專業(yè)技能大賽，鍛煉學(xué)生實踐能力和研究創(chuàng)新能力。如筆者指導(dǎo)的《基于分子印跡技術(shù)的載藥硅水凝膠隱形眼鏡的制備及性能研究》和《智能納米凝膠微球的表面功能化修飾及藥物負(fù)載性能研究》項目分別獲得2019年度國家級和2020年度江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目資助，《基于天然甾體的有機功能分子的設(shè)計合成及生物醫(yī)用研究》獲得校級科教融合項目資助。學(xué)生通過科研，加深對知識的理解，并增強自主學(xué)習(xí)意識和能力。

（四）建立多元化教學(xué)評價體系

在自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)方面，如果沒有教師提供有效的評價機制，學(xué)生就無法進行個性化的、科學(xué)的自我評價，不利于學(xué)習(xí)過程中的自我調(diào)節(jié)和自我激勵。因此，加強教師在學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中的監(jiān)督指導(dǎo)作用，探索一條多元化的評價體系，對促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提升至關(guān)重要。

結(jié)合本課程特點及培養(yǎng)目標(biāo)，建立了以學(xué)生為主體的多元化教學(xué)評價體系，采用總結(jié)性評價和過程性評價并重的方式，具體包括以下部分：（1）在線學(xué)習(xí)（占比20%）：包括視頻觀看、作業(yè)、主題討論等。學(xué)生在完成一個模塊內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，可進入該學(xué)習(xí)模塊的自測環(huán)節(jié)，對該模塊的學(xué)習(xí)達(dá)成度進行自評。自評結(jié)果將有利于學(xué)生找到學(xué)習(xí)差距，并可有針對性地進行強化學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)成果達(dá)成度。教師根據(jù)視頻觀看時長、任務(wù)點完成情況、作業(yè)完成情況、話題討論參與度進行綜合評分。（2）課堂表現(xiàn)（占比10%）：教師針對重點知識點進行講授，并進行課堂提問，根據(jù)學(xué)生出勤情況和課堂表現(xiàn)進行評分。（3）專題演講和討論（占比20%）：由學(xué)生選擇與課程相關(guān)的學(xué)科前沿進展，以PPT形式展現(xiàn)并進行演講，由觀摩學(xué)生和教師評分相結(jié)合。（4）集中測試（占比50%）：教師根據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)和要求，對重點知識點采取閉卷考試形式進行測驗。閉卷考試可以給予學(xué)生一定的壓力，督促學(xué)生進行集中性的鞏固復(fù)習(xí)，保證教學(xué)質(zhì)量，同時，有利于教師評估學(xué)生對課程知識的整體理解、掌握和運用情況，并對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果進行綜合評價。

三、結(jié)語

在《生物材料制備與工藝》課程中進行了系列的教學(xué)改革探索，引入翻轉(zhuǎn)課堂，進行線上線下混合式教學(xué)、積極將科研融入教學(xué)，并建立多元化的教學(xué)評價體系，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性被極大調(diào)動起來，課堂積極性和科研參與度有明顯提升，語言表達(dá)能力、邏輯思維能力也得到增強，達(dá)到了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和效果的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻：

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[4]張娜娜，陳靜.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力提升策略研究[J].教育現(xiàn)代化，2019，（78）：111-115

項目名稱：江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)課題（項目編號：2019-R-79147），金陵科技學(xué)院科教融合項目（項目編號：2020KJRH44）

作者簡介：王昭（1989— ），女，蒙古族，河南南陽人，博士，講師，研究方向：生物醫(yī)用材料。