一流本科課程“材料物理化學(xué)”混合式教學(xué)改革芻議

胡杰珍，鄧培昌，王 貴

（1.廣東海洋大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 廣東 湛江 524088；2.廣東海洋大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院 廣東 湛江 524088）

一流本科課程“雙萬(wàn)計(jì)劃”的實(shí)施在全國(guó)高校和廣大教師中引起了廣泛的關(guān)注。廣東海洋大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保└叨戎匾暋半p一流”建設(shè)，根據(jù)國(guó)家一流本科專業(yè)建設(shè)的精神和要求，制訂了學(xué)校專業(yè)建設(shè)與本科教學(xué)規(guī)劃，撥出專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)全方位開(kāi)展學(xué)校課程質(zhì)量改革與一流課程建設(shè)，促進(jìn)學(xué)校教育教學(xué)改革，提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，超星學(xué)習(xí)通、釘釘、騰訊會(huì)議和云課堂等一系列在線教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于理論性強(qiáng)、知識(shí)抽象的課程來(lái)說(shuō)，依賴“教師上課傳授知識(shí)，學(xué)生下課完成作業(yè)”的這種傳統(tǒng)教學(xué)模式很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，最終影響到人才的培養(yǎng)質(zhì)量。將線上線下兩種教學(xué)模式相互結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，這種混合式的教學(xué)模式已經(jīng)有不少高校在課程教學(xué)改革開(kāi)展了有益的探索。

“材料物理化學(xué)”是一門(mén)重要的化學(xué)基礎(chǔ)課程，是材料、化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、生物工程等專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。利用數(shù)學(xué)和物理的理論和實(shí)驗(yàn)方法，從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象之間的關(guān)系出發(fā)，研究物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)所遵循的基本規(guī)律，以及它們?cè)诳蒲?、生產(chǎn)和生活實(shí)踐中的應(yīng)用。該課程是廣東海洋大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院各專業(yè)學(xué)生的學(xué)位基礎(chǔ)課，同時(shí)也是我校機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。我校的材料成型及控制工程專業(yè)主要培養(yǎng)具備材料成型及其過(guò)程控制中有關(guān)的基本知識(shí)和技能，以及材料成型及控制工程實(shí)踐能力、研究能力、創(chuàng)新意識(shí)和國(guó)際視野的高級(jí)工程復(fù)合型人才，該專業(yè)要求學(xué)生需要具有一定的相關(guān)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，其核心內(nèi)容是“材料物理化學(xué)”課程的主要理論知識(shí)，因此需要進(jìn)行“材料物理化學(xué)”課程的學(xué)習(xí)。

本文以我校材料成型及控制工程專業(yè)的“材料物理化學(xué)”課程為例，針對(duì)非化學(xué)化工類短課時(shí)“材料物理化學(xué)”課程授課存在的問(wèn)題，為了更好地體現(xiàn)專業(yè)特色，以學(xué)校的“雙一流”建設(shè)為契機(jī)，根據(jù)前人已有的混合式教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)“材料物理化學(xué)”課程的特點(diǎn)，依托現(xiàn)有的超星網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了線上線下混合式的教學(xué)模式支撐平臺(tái)，將課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一化，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并依托此平臺(tái)在廣東海洋大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)開(kāi)展了兩年的教學(xué)實(shí)踐探索，以期對(duì)材料物理化學(xué)課程教學(xué)的提升有所幫助。

1 “材料物理化學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 學(xué)生基礎(chǔ)薄弱

由于“材料物理化學(xué)”課程理論性強(qiáng)、公式多且限定條件比較苛刻，需要具有良好的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯推理能力，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中覺(jué)得內(nèi)容比較復(fù)雜抽象難以掌握。對(duì)于材料成型及控制工程專業(yè)該課程放在入學(xué)后第四學(xué)期開(kāi)設(shè)，相關(guān)的高等數(shù)學(xué)、高等物理和大學(xué)化學(xué)等基礎(chǔ)課程雖已經(jīng)學(xué)完，但是材料成型及控制工程專業(yè)的學(xué)生實(shí)際基礎(chǔ)薄弱和接受能力比較差。

1.2 教學(xué)課時(shí)受限

相對(duì)于清華大學(xué)、四川大學(xué)、華北電力大學(xué)等學(xué)?；I(yè)該課程的80 個(gè)課時(shí)來(lái)說(shuō)，我校學(xué)生“材料物理化學(xué)”課程的學(xué)時(shí)只有32 課時(shí)，相對(duì)較短，要求老師在這么短的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，讓學(xué)生既要掌握課程的基本理論知識(shí)，又要能夠理解課程內(nèi)容的本質(zhì)，運(yùn)用所學(xué)的理論去解決實(shí)際問(wèn)題，這明顯提高了教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

1.3 材料的專業(yè)性不強(qiáng)

課程的專業(yè)性體現(xiàn)是指在學(xué)生學(xué)了本課程的知識(shí)和技術(shù)后，可以在特定的領(lǐng)域開(kāi)展工作。由于學(xué)生基礎(chǔ)比較差以及短教學(xué)課時(shí)的限制，教學(xué)上只強(qiáng)調(diào)了材料物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，而忽略了與材料專業(yè)相關(guān)的理論知識(shí)，明顯偏離了材料成型及控制工程專業(yè)的需要。

1.4 課程的趣味性不足

激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教學(xué)方法，也是教學(xué)目的，教育應(yīng)當(dāng)始終貫穿在學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣之中。課程本身理論性強(qiáng)，與實(shí)際容易脫節(jié)，很多知識(shí)比較乏味，而且該課程公式多，內(nèi)容復(fù)雜抽象，很難激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，教學(xué)效果不好。

2 課程的改革與實(shí)踐

針對(duì)材料成型與控制工程專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，材料物理化學(xué)課時(shí)短，只有32 課時(shí)，教材的起點(diǎn)不能太高，我們選擇了西南大學(xué)主編、科學(xué)出版社出版的《工科物理化學(xué)》作為教材，該教材主要研究對(duì)象是固體和液體，體現(xiàn)了材料類專業(yè)的特點(diǎn)，同時(shí)，該教材起點(diǎn)較低，簡(jiǎn)化了公式推導(dǎo)，適合短學(xué)時(shí)材料類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

2.1 線上課程的設(shè)計(jì)

“材料物理化學(xué)”課程內(nèi)容較多、課時(shí)較少，這對(duì)學(xué)生的課后學(xué)習(xí)提出了要求。為了充分發(fā)揮線上學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，筆者利用超星學(xué)習(xí)平臺(tái)開(kāi)展線上學(xué)習(xí)，將課程的PPT發(fā)布到網(wǎng)上，使學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)，同時(shí)根據(jù)線下授課的內(nèi)容每個(gè)章節(jié)都布置了適合線上完成的作業(yè)，如填空題、選擇題、判斷題和簡(jiǎn)答題這樣的題型，通過(guò)課后作業(yè)起到了鞏固復(fù)習(xí)的作用，任課老師在后臺(tái)獲得學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，在下次授課時(shí)對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題再進(jìn)行講解，促使任課教師開(kāi)展更高質(zhì)量的線下授課教學(xué)。通過(guò)線上預(yù)習(xí)→線下授課→線上作業(yè)→發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→查閱資料→解決問(wèn)題的教學(xué)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和分析能力，提高了教師的教學(xué)效果。

2.2 線下教學(xué)的設(shè)計(jì)

優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)，刪掉了大學(xué)化學(xué)類似的內(nèi)容，如化學(xué)平衡及化學(xué)動(dòng)力學(xué)兩章內(nèi)容，將這兩章課程相關(guān)的基本概念穿插到了其他章節(jié)中講解。針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)薄弱的問(wèn)題，弱化公式推導(dǎo)與計(jì)算，但公式繁多也是材料物理化學(xué)課程的最大特點(diǎn)，課上受教學(xué)課時(shí)的限制無(wú)法去通過(guò)大量的習(xí)題去鞏固，課后以書(shū)面作業(yè)的形式促進(jìn)學(xué)生掌握。對(duì)于材料成型與控制工程專業(yè)，適當(dāng)加強(qiáng)專業(yè)性及應(yīng)用性強(qiáng)的知識(shí)講解，如相平衡、多組分熱力學(xué)、電化學(xué)等，體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)。

將教學(xué)與科研相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的互相促進(jìn)。筆者的研究方向是材料的腐蝕與防護(hù)，與材料物理化學(xué)課程內(nèi)容密切相關(guān)，特別是電化學(xué)部分，在授課時(shí)注意把國(guó)內(nèi)外的最新科研成果結(jié)合進(jìn)去，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，接納一些學(xué)生參與到科研活動(dòng)中，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，提高了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的設(shè)計(jì)

“材料物理化學(xué)”是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，重視實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生用理論解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力、研究能力和創(chuàng)新能力，這是材料成型與控制工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，也是國(guó)家本科一流課程的建設(shè)目標(biāo)。

對(duì)于課程的實(shí)驗(yàn)部分，由于課時(shí)較短，我們選擇了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課堂，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的仿真模擬，使學(xué)生在掌握了實(shí)驗(yàn)基本技能的同時(shí)，可以更加深入地理解該課程的理論知識(shí)，提高教學(xué)效果和培養(yǎng)質(zhì)量。

2.4 學(xué)生評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)

學(xué)校建立多維度的學(xué)生綜合評(píng)價(jià)體系，有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。降低原有的筆試考試成績(jī)的比例，提升平時(shí)成績(jī)的考核，通過(guò)課堂學(xué)習(xí)、線上學(xué)習(xí)、線下作業(yè)、小組討論等多渠道的評(píng)分體系，評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、查閱資料、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題等不同方面的能力，并進(jìn)行有針對(duì)性地指導(dǎo)，達(dá)到綜合培養(yǎng)學(xué)生理論解決實(shí)際問(wèn)題能力的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

在“材料物理化學(xué)”課程的教學(xué)中，教師可按照一流本科課程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)模式的建設(shè)與實(shí)踐，從線上學(xué)習(xí)、線下課堂、實(shí)踐環(huán)節(jié)、評(píng)價(jià)考核環(huán)節(jié)4方面入手，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的管理。通過(guò)對(duì)完整課程學(xué)生線上線下的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，教師完成對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的綜合評(píng)價(jià)，增強(qiáng)學(xué)生在該課程的投入，提高他們的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)教師完善教學(xué)過(guò)程，開(kāi)展更有效的課程教學(xué)工作，為一流本科課程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。