鄧 偉 董麗敏 崔巍巍 朱興松
哈爾濱理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040
時代在發(fā)展,科技在進(jìn)步,信息技術(shù)對教育發(fā)展的影響不可忽視,“推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育的深度融合,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”已成為高等教育信息化的核心任務(wù)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下的O2O(線上線下)教學(xué)模式整合了傳統(tǒng)教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢,通過線下的面授教學(xué)與線上的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合,充分調(diào)動師生教與學(xué)的積極性、主動性和互動性,滿足“教學(xué)相長、因材施教”的教學(xué)本質(zhì),使知識教學(xué)由“授受”向“內(nèi)化”轉(zhuǎn)變,因此其近年來備受關(guān)注。
高分子物理研究高分子材料結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系和基本規(guī)律,上承高分子化學(xué),下啟高分子材料成型加工,是高分子科學(xué)的三大支柱之一,也是高分子專業(yè)的重要核心課程。隨著學(xué)科間的交叉滲透,高分子物理已成為材料、化工、電氣等學(xué)科必須掌握的相關(guān)知識。高分子物理課程有限的教學(xué)學(xué)時和繁雜的教學(xué)內(nèi)容之間的矛盾,使得傳統(tǒng)教學(xué)多采用“滿堂灌”,即“老師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式,知識的傳授占據(jù)了大部分的課堂教學(xué)時間,學(xué)生大多停留在知識的基本理解階段,缺乏融會貫通,難以將知識內(nèi)化為分析問題、解決問題的能力,導(dǎo)致在后續(xù)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中相關(guān)知識用不上、用不好,甚至不會用。
傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容多依賴且局限于教材知識和課堂傳授,其固定的框架和教學(xué)模式對知識的邏輯規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律整合不足,削弱了學(xué)習(xí)的方向感,阻礙了深度的通透式學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容雖然經(jīng)典,但無法及時引入高分子物理領(lǐng)域的新思維、新理論和新技術(shù),不能很好地反映學(xué)科專業(yè)發(fā)展前沿,限制了學(xué)生視野的擴(kuò)展和知識的延伸。統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法無法兼顧每個學(xué)生對知識的渴求程度、認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)習(xí)慣的差異,難以實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念,不能滿足不同層次學(xué)生的需求。
大學(xué)課堂有五重境界:沉默、問答、對話、質(zhì)疑和辯論。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)時間有限,通常是在知識傳授的間隙穿插少量的點(diǎn)名提問并布置討論,課堂氣氛乏味沉悶,討論流于表面,師生缺乏對話交流,教師無法及時準(zhǔn)確了解學(xué)生對知識的掌握情況和存在的問題,也無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性、能動性和創(chuàng)新性。交流的有限也導(dǎo)致評價方式的單一,以期末考試為主、以考代評的評價方式忽略了學(xué)生作為評價主體對教學(xué)評價的參與,也不能全面考查學(xué)生學(xué)習(xí)的全部過程和真實(shí)效果,導(dǎo)致以評促學(xué)成為紙上談兵,難以科學(xué)有效地發(fā)揮評價對于學(xué)習(xí)的診斷、反饋、激勵和導(dǎo)向功能。
O2O 教學(xué)模式絕不是簡單的、割裂的線下課堂授課和線上在線自學(xué),而是一條完整的線上線下學(xué)習(xí)鏈條。因此,課程組構(gòu)建了設(shè)計導(dǎo)學(xué)、資源自學(xué)、交流互學(xué)、總結(jié)思學(xué)四個彼此銜接、相互融合的線上線下教學(xué)階段,每個階段都有作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生和作為學(xué)習(xí)主導(dǎo)的教師需要進(jìn)行的教學(xué)活動,如圖1所示。首先,教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,提煉知識點(diǎn)形成知識單元,同時選取、收集、整理、制作、上傳線上教學(xué)資源。然后通過提出問題引導(dǎo)學(xué)生主動完成線上預(yù)習(xí)或自學(xué),有問題可以在線進(jìn)行師生之間、學(xué)生之間的互動討論。每個學(xué)生都帶著線上學(xué)習(xí)的收獲,在線下的課堂中分組討論、交流分享,教師對討論進(jìn)行總結(jié),通過新知識的講授反饋釋疑。課后,無論是教師和學(xué)生都要進(jìn)行總結(jié)思考。學(xué)生完成知識的內(nèi)化,甚至進(jìn)行延伸、擴(kuò)展的個性化學(xué)習(xí),部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的教學(xué)資源也可以參與到線上資源的教學(xué)設(shè)計中,以學(xué)促學(xué);課后教師隨時對知識點(diǎn)的教學(xué)效果進(jìn)行分析評價,及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)策略。應(yīng)構(gòu)建能充分發(fā)揮線上資源共享和線下課堂講授融合優(yōu)勢的模式,在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)和監(jiān)督下,讓學(xué)生充分發(fā)揮其作為學(xué)習(xí)主體的主體性、能動性和創(chuàng)新性。
良好的教學(xué)設(shè)計是提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量、有效開展線上線下教學(xué)的前提。首先,教師在課程的教學(xué)之初,要根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位和高分子專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)以及以往的教學(xué)反饋,制訂本門課程的教學(xué)目標(biāo),包括知識的掌握、能力的鍛煉和素質(zhì)的提升。其次,在教學(xué)目標(biāo)和“新三中心”、布魯姆認(rèn)知模型、課程五要素等相關(guān)思想的指導(dǎo)下,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理并形成知識單元。教師必須根據(jù)高分子物理課程概念多、內(nèi)容雜、理論抽象和推導(dǎo)復(fù)雜的特點(diǎn),抓住教學(xué)主線,即高分子的結(jié)構(gòu)和性能,利用分子運(yùn)動規(guī)律將高分子的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能串聯(lián)而展開知識單元教學(xué)。再針對不同知識單元進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,內(nèi)容包括必要的學(xué)情分析、明確的學(xué)習(xí)目的、突出的重點(diǎn)、明晰的難點(diǎn),合理的教學(xué)過程分配和體現(xiàn)高階性的思考擴(kuò)展等。最后,根據(jù)教學(xué)設(shè)計,收集篩選整理相關(guān)學(xué)習(xí)資料,尤其是動畫、視頻、學(xué)科最新進(jìn)展等資源,制作并上傳適合本校學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)課件。
“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的資源共享使學(xué)習(xí)不再受到時間和空間的限制,為學(xué)生的主動學(xué)習(xí)創(chuàng)造了便利的條件,但需要注意的是,海量的、紛繁的資源在缺乏有效監(jiān)督和指導(dǎo)的情況下,不但會加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),而且易使學(xué)習(xí)流于表面和碎片化。問題式學(xué)習(xí)(Problem-Based Learning,PBL)以學(xué)生為中心,以問題為導(dǎo)向,圍繞問題進(jìn)行小組討論。教師提出問題,讓學(xué)生做到有的放矢,在問題的引導(dǎo)下,主動利用線上課程資源去探尋和學(xué)習(xí)問題背后的高分子物理相關(guān)知識理論,這有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,培養(yǎng)學(xué)生作為高分子專業(yè)人才應(yīng)具備的素質(zhì)。線上課程教學(xué)主要以超星學(xué)習(xí)通和自建微信公眾號為兩大載體。作為學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的超星學(xué)習(xí)通由專業(yè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)與維護(hù),技術(shù)成熟、模塊清晰,教師只需按照指引添加相應(yīng)內(nèi)容就可以完成課程的建設(shè),并可以通過在線學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)。微信是當(dāng)代年輕人最喜歡的溝通方式,學(xué)生們總是“在線”,信息永遠(yuǎn)可以“秒回”。教師對微信公眾號的使用,可以體現(xiàn)所授課程的專業(yè)性和個性化,教師又可一鍵轉(zhuǎn)發(fā)或推送關(guān)于高分子物理的前沿知識,在輕松的氛圍中進(jìn)行實(shí)時在線輔導(dǎo),實(shí)現(xiàn)師生、生生的充分溝通交流。此外,微信的智能應(yīng)答模式,也大大提高了信息傳遞的效率,是對學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的有益補(bǔ)充。
線下教學(xué)是線上前期教學(xué)活動的延伸,是基于線上的前期學(xué)習(xí)成果而開展的更加深入的教學(xué)活動。學(xué)生提前自主學(xué)習(xí)和討論,帶著成果和問題來到教室;教師通過分析學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況,了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的難點(diǎn),進(jìn)而調(diào)整教學(xué)策略,為課堂講授做好充足準(zhǔn)備。實(shí)際教學(xué)過程中,學(xué)生和教師都是有備而來的,不再是課堂完全展示PPT、作業(yè)交給課后題、交流時眼神躲避,而是在教師的組織引導(dǎo)下,學(xué)生以小組為單位各抒己見,在對話、質(zhì)疑和辯論中碰撞出知識的火花,形成綜合意見。教師針對學(xué)生的共性問題進(jìn)行集中反饋釋疑,針對不同的知識單元采用不同的教學(xué)方法,有效突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。例如,高分子鏈結(jié)構(gòu)部分的“構(gòu)象”知識點(diǎn),可以通過與“構(gòu)型”比較,用“意大利面、麻花、鋸齒”類比,加深學(xué)生對構(gòu)象的理解;高分子性能部分的“剪切變稀”知識點(diǎn),與實(shí)際聯(lián)系緊密,可結(jié)合口香糖經(jīng)過咀嚼變軟才能吹泡泡的實(shí)例,進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的相關(guān)教學(xué)。
“編筐編簍重在收口”,課堂總結(jié)雖然在教學(xué)中用時很短,卻是教學(xué)完整性的點(diǎn)睛之筆,是通過歸納梳理構(gòu)建學(xué)生認(rèn)知內(nèi)化的重要環(huán)節(jié),是引領(lǐng)學(xué)生深化擴(kuò)展知識的教學(xué)活動。好的課堂總結(jié)能醍醐灌頂,幫助學(xué)生厘清思路、鞏固所學(xué);好的課堂總結(jié)能收到“課結(jié)束,趣猶存”的教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生主動探究,完成個性化學(xué)習(xí)。教學(xué)總結(jié)是教師對教育教學(xué)活動的重新認(rèn)識和理性反思。線上平臺可以便捷地實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的統(tǒng)計分析,獲得全體學(xué)生對教學(xué)效果的評價,教師基于數(shù)據(jù)和評價結(jié)果尋找不足、積累經(jīng)驗(yàn),開展有效教學(xué)反思,這將有利于課程線上線下的持續(xù)改進(jìn)。
高分子的晶態(tài)比小分子的晶態(tài)有序程度差很多,結(jié)晶聚合物中同時包含晶區(qū)和非晶區(qū),結(jié)晶度作為結(jié)晶部分含量的量度,對高分子的密度、光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能有著重要的影響。
學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)晶態(tài)的知識單元之前已經(jīng)掌握了高分子的非晶態(tài)和取向態(tài),教師就可以將信息化教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合,讓學(xué)生通過對本知識單元的學(xué)習(xí),掌握結(jié)晶度概念和測試方法,并能夠圍繞加工—結(jié)構(gòu)—性能的關(guān)系對高分子材料進(jìn)行分析設(shè)計,同時關(guān)注環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,教師收集整理了關(guān)于“介紹聚乙烯不同用途”和“X 射線分析”的微視頻,并制作了動靜結(jié)合的微課和多媒體課件。教師先在學(xué)習(xí)平臺提出問題:“同樣是聚乙烯,為什么有些用來做塑料袋,有些用來做酸奶瓶?”然后導(dǎo)入本知識單元內(nèi)容,布置自學(xué)任務(wù):“掌握結(jié)晶度的概念和測試方法,理解結(jié)晶度對高分子性能的影響”。學(xué)生圍繞問題和任務(wù),利用學(xué)習(xí)平臺資源,以自己喜歡的時間、地點(diǎn)和方式進(jìn)行自學(xué),遇到疑點(diǎn)、難點(diǎn)在平臺討論區(qū)與教師和其他同學(xué)交流探討,之后進(jìn)行線上測驗(yàn),完成線上學(xué)習(xí)。
課堂授課過程中,教師首先組織學(xué)生上講臺分享其線上學(xué)習(xí)成果,可以是布置的學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況,即用結(jié)晶度對高分子性能的影響解釋聚乙烯的不同用途,也可以是對本知識點(diǎn)進(jìn)行延伸擴(kuò)展,如結(jié)晶度的不同測試方法、結(jié)晶度對其他性能的影響等。臺下的學(xué)生針對自己感興趣的問題進(jìn)行提問或發(fā)表不同的看法,臺上的學(xué)生予以解答,在質(zhì)疑和辯論中提升交流溝通能力,加深對理論知識的理解,甚至提出創(chuàng)新性的見解和思路。教師對分享及辯論中涉及的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行集中點(diǎn)評,按照“加工方式影響高分子材料結(jié)晶度的大小”“結(jié)晶度需要測試方法定量表征”和“結(jié)晶度大小對高分子材料的性能有重要影響”進(jìn)行邏輯串聯(lián)和梳理,針對線上學(xué)生交流多、測驗(yàn)中問題多的內(nèi)容“結(jié)晶度對力學(xué)性能的影響,要視非晶區(qū)處于玻璃態(tài)或橡膠態(tài)而定”進(jìn)行重點(diǎn)講解、答疑解惑。在回答聚乙烯用來做塑袋和酸奶瓶的問題時,結(jié)合有關(guān)“白色污染”令人觸目驚心的圖片,提醒學(xué)生在研發(fā)新材料的同時也要注重高分子材料的回收和再利用,強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的意識。最后進(jìn)行課堂總結(jié),針對某工程實(shí)例布置思考題:“從結(jié)構(gòu)角度分析,為什么聚三氟乙烯可用于化工容器的表面防腐?應(yīng)采取什么加工工藝提高聚三氟乙烯作為防腐表面的使用性能?”以此引導(dǎo)學(xué)生將以往所學(xué)內(nèi)容和本知識單元結(jié)合,將理論與實(shí)際結(jié)合,自主地探尋新知識,完成知識的融會貫通、學(xué)以致用和延伸擴(kuò)展。
課堂教學(xué)結(jié)束后,開展線上問卷調(diào)查進(jìn)行學(xué)生評教,了解本知識單元教學(xué)設(shè)計、教學(xué)活動的優(yōu)點(diǎn)與不足;通過線上討論、課上發(fā)言和課后作業(yè)進(jìn)行教師評學(xué),了解教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。教師綜合評教與評學(xué)結(jié)果,及時進(jìn)行線上線下教學(xué)的調(diào)整和改進(jìn),以期進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們獲得更好的學(xué)習(xí)效果。
經(jīng)過近幾年互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源的整理和建設(shè),以及兩個學(xué)年的O2O 混合式教學(xué)模式在高分子物理課程中的實(shí)踐,學(xué)生對課程非常滿意的評價度提高了3%,平均成績高于70 分的比例提高了近7%,師生互動率達(dá)到人均1.83 次,課堂學(xué)習(xí)氣氛活躍,學(xué)習(xí)效果提升明顯。“教學(xué)有法,教無定法,貴在得法”?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”背景下的線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和線下課堂授課的有機(jī)結(jié)合,是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息化和傳統(tǒng)教學(xué)融合的契機(jī),對提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才具有重要意義。