混合式教學(xué)與課程思政融合的教學(xué)設(shè)計(jì)、組織與實(shí)施
——以“材料力學(xué)性能”課程為例

魏鳳春，彭進(jìn)，盧新坡，李文鳳

（河南工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

加強(qiáng)本科生科研和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使我國(guó)從“教育大國(guó)”向“教育強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的大勢(shì)所趨，是社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的必然條件，更是中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代的客觀要求[1]。把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)全過(guò)程，全面提高課程建設(shè)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)從規(guī)模擴(kuò)張向提高質(zhì)量，從單一模式向結(jié)構(gòu)多樣化，從重傳統(tǒng)教授到以實(shí)踐能力培養(yǎng)為本的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變是高校教育教學(xué)改革的重要舉措[2]。

“材料力學(xué)性能”是河南工業(yè)大學(xué)一流本科建設(shè)課程。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生能夠正確描述不同服役條件下材料的力學(xué)行為及其微觀機(jī)理，分析各種力學(xué)性能指標(biāo)的本質(zhì)、工程意義和相互關(guān)系，更注重學(xué)生能否結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用對(duì)材料力學(xué)有新的認(rèn)知。學(xué)生針對(duì)具體問(wèn)題，通過(guò)分析將理論性能方法進(jìn)行改善和創(chuàng)新，將材料力學(xué)性質(zhì)理論應(yīng)用于實(shí)際，知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系進(jìn)行創(chuàng)新的能力不斷提高[3]。

我校“材料力學(xué)性能”課程采用“線上線下+課程思政”混合式教學(xué)模式，堅(jiān)持立德樹(shù)人，深度挖掘課程思政元素，積極進(jìn)行課程建設(shè)和教學(xué)改革，進(jìn)行精心的教學(xué)設(shè)計(jì)、組織與實(shí)施。

1 課程重構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)校辦學(xué)定位，結(jié)合超硬材料磨料磨具的專業(yè)需求，確定了具體的課程目標(biāo)，強(qiáng)化高階性、學(xué)思結(jié)合和知行統(tǒng)一。對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)的同時(shí)，對(duì)豐富的線上資源進(jìn)行了重新梳理和豐富，使得線上和線下學(xué)習(xí)資源做到知識(shí)脈絡(luò)清晰，內(nèi)容不重復(fù)。線上和線下學(xué)習(xí)重點(diǎn)和學(xué)習(xí)任務(wù)一目了然，在制定量化和非量化的考核指標(biāo)過(guò)程中，需考慮個(gè)體學(xué)習(xí)差異。

1.1 知識(shí)體系重構(gòu)

課程內(nèi)容根據(jù)學(xué)生的前修課程情況和內(nèi)容的難易程度，將“彈性變形、塑性變形、缺口效應(yīng)和沖擊”“裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)”“斷裂韌性和斷裂判據(jù)”等部分教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生課前線上預(yù)習(xí)為輔，線下教師講授為主。學(xué)生在線上預(yù)習(xí)的過(guò)程中要完成相應(yīng)的任務(wù)點(diǎn)，課后鞏固與提升完成線上作業(yè)和充分利用線上資源進(jìn)行討論；將“應(yīng)力腐蝕斷裂”和“腐蝕疲勞”部分教學(xué)內(nèi)容以線上教師講授為主，線下學(xué)生自學(xué)為輔。學(xué)生是這部分知識(shí)內(nèi)容的主導(dǎo)者，教師僅作為線上和線下的引導(dǎo)者和答疑解惑者。結(jié)合磨料磨具超硬材料專業(yè)特點(diǎn)，加入纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料超硬材料磨具基體的應(yīng)用和應(yīng)力分布知識(shí)，以及模態(tài)分析和溫度分布有限元分析知識(shí)，拓展學(xué)習(xí)的深度和廣度。

1.2 線上教學(xué)資源的建設(shè)

根據(jù)課程知識(shí)體系和線上線下混合式教學(xué)模式，在超星“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)進(jìn)行了線上教學(xué)資源的建設(shè)。開(kāi)課前兩周發(fā)布課前問(wèn)卷調(diào)查，了解學(xué)生學(xué)情背景和對(duì)該課程的預(yù)期。

1.2.1 線上教學(xué)資源分類

線上教學(xué)資源包含問(wèn)卷調(diào)查、教學(xué)執(zhí)行大綱、課程目標(biāo)、教學(xué)視頻、教學(xué)課件、章節(jié)測(cè)試、資料庫(kù)、討論貼、基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)（PBL）任務(wù)等等。教學(xué)執(zhí)行大綱學(xué)生一目了然，每一個(gè)章節(jié)都有具體的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和價(jià)值目標(biāo)。

根據(jù)知識(shí)點(diǎn)將教學(xué)課件、教學(xué)視頻進(jìn)行細(xì)化分解。根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的難易程度，在相關(guān)教學(xué)資源里設(shè)置任務(wù)點(diǎn)和章節(jié)測(cè)試。以線下課堂學(xué)習(xí)為主的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置與教學(xué)資源內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)考核點(diǎn)，主要為客觀題，題型相對(duì)簡(jiǎn)單。以線上學(xué)習(xí)為主的章節(jié)，除了客觀題外，還應(yīng)設(shè)置主觀題、討論貼和考核方式。

1.2.2 增加思政元素素材，豐富教學(xué)資源

“材料力學(xué)性能”知識(shí)點(diǎn)多，專業(yè)性強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。如何開(kāi)展課程思政建設(shè)，將專業(yè)知識(shí)和政治思想融合，賦予其整體育人功能是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。課程組定期進(jìn)行研討，深度挖掘課程中的思政元素和特色案例，與當(dāng)下發(fā)生的國(guó)際國(guó)內(nèi)政治、經(jīng)濟(jì)、生活相聯(lián)系，豐富思政元素素材，開(kāi)展“材料力學(xué)性能”課程思政建設(shè)。以思政元素為切入點(diǎn)，將家國(guó)情懷、民族自信、責(zé)任擔(dān)當(dāng)和歷史使命感融入教學(xué)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)、能力培養(yǎng)和知識(shí)傳授“三位一體”的融合。

1.2.3 豐富試題庫(kù)、作業(yè)庫(kù)和資料庫(kù)

在“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)進(jìn)行試題庫(kù)、作業(yè)庫(kù)和資料庫(kù)的建設(shè)。試題庫(kù)和作業(yè)庫(kù)題型多樣，除了必做題外，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)能力完成選做題，使知識(shí)得到鞏固。資料庫(kù)包括經(jīng)典案例、文獻(xiàn)、拓展閱讀和當(dāng)下熱點(diǎn)問(wèn)題，既豐富學(xué)生的知識(shí)，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，又提供了討論素材和拓展話題。

2 線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐

在混合式教學(xué)過(guò)程中，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，學(xué)生參與整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，教師起著教學(xué)活動(dòng)的引導(dǎo)、監(jiān)督和推動(dòng)作用，是教學(xué)的組織者和管理者。整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為課前自主學(xué)習(xí)、課堂實(shí)施和課后復(fù)習(xí)鞏固提升三個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示?，F(xiàn)以第三章材料沖擊載荷下的力學(xué)性能為例。

圖1 線上線下混合式教學(xué)組織實(shí)施示意圖

教師在線上發(fā)布學(xué)習(xí)資源和任務(wù)，學(xué)生課前通過(guò)線上資源首先明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后完成基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和章節(jié)測(cè)試。

2.1 學(xué)習(xí)資源和任務(wù)

以“第三章 材料沖擊載荷下的力學(xué)性能”為例，上課前一周教師在“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資源和任務(wù)，具體如下:

①本章學(xué)習(xí)目標(biāo)（知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和情感目標(biāo)）；②根據(jù)材料在沖擊載荷下的力學(xué)性能特點(diǎn)，設(shè)置沖擊試驗(yàn)視頻任務(wù)點(diǎn)；③泰坦尼克號(hào)豪華郵輪沉沒(méi)瞬間視頻；④本章學(xué)習(xí)ppt；⑤章節(jié)測(cè)試；⑥價(jià)值引領(lǐng)與思考。

2.2 學(xué)生自主學(xué)習(xí)

學(xué)生首先明確本章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后結(jié)合ppt 進(jìn)行自主預(yù)習(xí)。通過(guò)直觀清晰地觀看沖擊試驗(yàn)過(guò)程，提高學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過(guò)觀看視頻，發(fā)現(xiàn)沖擊試驗(yàn)采用的是缺口試樣，因此隨后提出問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)行思考：①缺口形式對(duì)沖擊試驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？②如果有影響，會(huì)是哪些影響呢？

學(xué)生會(huì)興致勃勃地觀看泰坦尼克號(hào)豪華郵輪沉沒(méi)瞬間視頻，被杰克和瑞絲之間的凄美愛(ài)情所感動(dòng)，更會(huì)被郵輪的瞬間沉沒(méi)所震撼。因此隨后提出問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)一步思考與討論：

1912 年當(dāng)年最為豪華、號(hào)稱永不沉沒(méi)的泰坦尼克號(hào)首航沉沒(méi)于冰海，成了二十世紀(jì)令人難以忘懷的悲慘海難。一時(shí)間，各種版本的原因?qū)映霾桓F，甚至有法老詛咒的傳聞，一直到1995年2月美國(guó)《科學(xué)大眾》（Popu?lar Science）雜志發(fā)表了R Gannon 的文章，標(biāo)題是《What Really Sank The Titanic》，副標(biāo)題是“為什么不會(huì)沉沒(méi)的船在撞上一個(gè)冰山后3 小時(shí)就沉沒(méi)了？”一項(xiàng)新的科學(xué)研究回答了80年未解之謎。請(qǐng)同學(xué)們從材料和力學(xué)的角度分析泰坦尼克號(hào)沉沒(méi)的真實(shí)原因。

學(xué)生通過(guò)在線自主學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)有了一定的了解和掌握，帶著問(wèn)題進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)。

2.3 章節(jié)測(cè)試反饋與分析

教師及時(shí)檢查學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，檢查線上章節(jié)測(cè)試結(jié)果，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，并通過(guò)班級(jí)微信群通知學(xué)生，反饋評(píng)價(jià)。

2.4 根據(jù)問(wèn)題與反饋，優(yōu)化調(diào)整課堂教學(xué)活動(dòng)

根據(jù)線上統(tǒng)計(jì)與分析，發(fā)現(xiàn)主要存在的問(wèn)題，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整教學(xué)活動(dòng)：①部分學(xué)生學(xué)習(xí)依然有惰性，需要老師及時(shí)督促；②學(xué)生對(duì)泰坦尼克號(hào)首航沉沒(méi)充滿疑問(wèn)，展開(kāi)激烈討論。對(duì)各種傳說(shuō)感到很可笑，理解了為什么科學(xué)的道路上不能人云亦云，具有辯證唯物主義自然觀和去偽存真的科學(xué)探索精神的重要性。說(shuō)明案例的選取比較好，以后的章節(jié)要注意多選取能吸引學(xué)生的案例；③大多數(shù)學(xué)生只知道缺口形式對(duì)沖擊試驗(yàn)結(jié)果有影響，但是不知道具體有哪些影響，這也是本章節(jié)的難點(diǎn)，課堂需要重點(diǎn)講解。

2.5 線下課堂實(shí)施

在課堂教學(xué)中，教師根據(jù)課前導(dǎo)學(xué)及預(yù)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生回憶線上沖擊實(shí)驗(yàn)視頻，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么會(huì)帶有缺口呢？結(jié)合前面的案例，告訴學(xué)生泰坦尼克號(hào)的船體是由高含硫量脆性鋼板焊接而成。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究：焊縫的存在有什么影響？從而引出缺口效應(yīng)。分別以薄板和厚板為例重點(diǎn)講解帶有缺口的試樣在彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布狀態(tài)和帶有缺口的試樣在塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布狀態(tài)。揭示缺口存在增加了材料脆性斷裂的傾向，沖擊韌度指標(biāo)的實(shí)際意義在于揭示材料的變脆傾向。

整個(gè)課堂教學(xué)中靈活運(yùn)用啟發(fā)式、引導(dǎo)式等多種教學(xué)方法對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行梳理總結(jié)，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)組織學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，有效地參與到教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容深度理解。通過(guò)對(duì)泰坦尼克號(hào)豪華郵輪沉沒(méi)原因的討論，告訴學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中不能人云亦云，要具有辯證唯物主義自然觀，培養(yǎng)去偽存真的科學(xué)探索精神。

2.6 課后復(fù)習(xí)鞏固與提升

課后學(xué)生通過(guò)對(duì)線上資源的閱讀，拓展學(xué)習(xí)的深度和廣度，完成課后作業(yè)以及討論貼，利用思維導(dǎo)圖對(duì)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行一定梳理并上傳到學(xué)習(xí)通，鞏固所學(xué)知識(shí)。最后進(jìn)行學(xué)習(xí)反思，提出建議，使知識(shí)得到內(nèi)化的同時(shí)不斷提高學(xué)生的歸納總結(jié)能力和反思性學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的持續(xù)改進(jìn)。

3 “線上線下+課程思政”多元考核評(píng)價(jià)體系

課程成績(jī)?cè)u(píng)定由過(guò)程性考核和期末卷面考核組成。過(guò)程性評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，課前導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)根據(jù)學(xué)習(xí)通平臺(tái)記錄和學(xué)生反饋，進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生積極參與課堂教學(xué)活動(dòng)，通過(guò)討論、測(cè)試、搶答，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，生生互動(dòng)；最后是線上討論貼、章節(jié)測(cè)試和課后作業(yè)的完成和學(xué)習(xí)反思。期末卷面的考核形成總結(jié)性評(píng)價(jià)，考試內(nèi)容有力支撐課程目標(biāo)的達(dá)成，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)奮學(xué)習(xí)、樂(lè)觀向上、立志報(bào)效祖國(guó)、自強(qiáng)不息的追夢(mèng)精神。采用了多元化、過(guò)程性多元考核評(píng)價(jià)體系。考慮學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，注重價(jià)值引領(lǐng)的過(guò)程，在知識(shí)傳授中強(qiáng)調(diào)主流價(jià)值引領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值塑造與知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)一體化推進(jìn)，春風(fēng)化雨，潤(rùn)物無(wú)聲，從而實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人。

4 結(jié)束語(yǔ)

“材料力學(xué)性能”采用的“線上線下+課程思政”教學(xué)模式為教學(xué)改革提供了創(chuàng)新方法，也為實(shí)現(xiàn)以問(wèn)題為導(dǎo)向，以培養(yǎng)和提升學(xué)生能力為核心的教學(xué)理念提供了新思路。當(dāng)然在實(shí)施過(guò)程中還存在一些亟待解決的問(wèn)題，比如學(xué)生由于對(duì)先修課程掌握程度的不同而存在的差異性，因此有些同學(xué)需要督促和個(gè)別指導(dǎo)，給予更多的關(guān)心和引導(dǎo)；如何把控學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)的有效性和在課堂上的參與度，使師生互動(dòng)、生生互動(dòng)真正貫穿始終；如何有效設(shè)計(jì)拓展活動(dòng)，合理安排分組，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性等等。但我們有信心，始終堅(jiān)定立德樹(shù)人的目標(biāo)，持續(xù)進(jìn)行教學(xué)改革，將現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，通過(guò)不斷探索和創(chuàng)新，將“材料力學(xué)性能”課程建設(shè)成“線上線下+課程思政”的精品課程。