基于《新材料概論》專業(yè)課程融合式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計與實施

吳 鋒

（遼寧科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院，遼寧 鞍山 114051）

0 引言

2020年年初，全國各高校陸續(xù)開展線上教學(xué)[1-3]，2022年我校在開學(xué)僅僅半個月的情況下，經(jīng)過政府等部門研判及向遼寧省教育廳申請獲批后迅速封閉校園，開展線上教學(xué)。

1 教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)改革歷史

1.1 教學(xué)內(nèi)容及目的

《新材料概論》課程是我校功能材料和無機非金屬材料工程的專業(yè)選修課。本課程從概念、性能特點、應(yīng)用和發(fā)展等方面介紹了高性能結(jié)構(gòu)材料、先進復(fù)合材料、電性材料、磁性材料、光學(xué)功能材料、信息功能材料、新能源材料、智能材料、生物醫(yī)用材料、納米材料、生態(tài)環(huán)境材料等新材料的相關(guān)知識，使學(xué)生在掌握了傳統(tǒng)材料知識的同時，熟悉和掌握正在發(fā)展，且具有優(yōu)異性能和應(yīng)用前景的新材料，從而掌握比較全面的材料科學(xué)與工程方面的綜合知識，提高自身綜合素質(zhì)，為今后學(xué)習(xí)和工作等方面奠定基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)改革歷史

筆者負責的本門課2012年開始進行授課。由于是新開課教學(xué)經(jīng)驗少，第一輪授課方式均采用課堂講授方式進行，在授課過程筆者講授的授課內(nèi)容多、內(nèi)容枯燥、與學(xué)生互動少，忽視了學(xué)生的主動認知過程，學(xué)生難以理解課堂內(nèi)容，聽課狀態(tài)差，未注重過程評價，考核方式為期末6～8人一組，每組一個課題，根據(jù)課題撰寫一篇綜述性報告占50%，平時成績（課堂提問，出勤率以及作業(yè)完成情況）占50%；學(xué)生期末上交的報告格式非常不規(guī)范，內(nèi)容雜亂無章，整體成績較低，未能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

針對第一輪教學(xué)過程中的問題，筆者在2013年的第二輪授課過程中，注意適當引入應(yīng)用實例，幫助學(xué)生理解教學(xué)中的難點，隨著學(xué)校提出對課程考試方法改革，為了提高對學(xué)生的過程評價，課程進行中要求每名同學(xué)根據(jù)所選課題制作PPT并進行演講，考核成績由平時成績、演講成績和期末報告成績組成，其中平時成績占20%，演講成績占50%，期末報告成績占30%；通過演講，鍛煉學(xué)生搜集材料、整理材料和表達能力，整體成績有所提高。

筆者在后續(xù)的2014～2017年的四輪教學(xué)過程中，進一步優(yōu)化了對學(xué)生學(xué)習(xí)本門課的過程評價，在學(xué)生演講過程中，著重指導(dǎo)學(xué)生演講用的PPT格式、演講時的自我介紹、語調(diào)語速，增加了針對演講內(nèi)容進行提問的環(huán)節(jié)，期末報告提出參考本科畢業(yè)論文格式，考核成績組成比例不變，通過4年的優(yōu)化，整體反響較好。

2018年～2019年，筆者在進行教學(xué)過程中，適當將科研成果融入教學(xué)過程中，如在講授復(fù)合材料所用的晶須增強材料時，將筆者的科研成果溶膠凝膠法制備碳化硅晶須和熔鹽法制備片狀氧化鋁晶體介紹給學(xué)生，幫助學(xué)生理解了復(fù)合材料的增強材料及其制備方法，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另外，為了提高學(xué)生撰寫論文的能力，利用一小節(jié)課程時間，詳細地介紹了期末報告各部分的撰寫方法及意義，如摘要的撰寫意義及方法，正文的章節(jié)設(shè)置及聯(lián)系，結(jié)論的撰寫要求，參考文獻在論文中的意義及格式要求等。通過采取以上改革措施，學(xué)生的文獻檢索能力、論文撰寫能力，交流能力均得到提高，整體成績得到有效提高，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2020年上半年，全國各高校和中小學(xué)只能采取線上教學(xué)。筆者選用了超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進行線上教學(xué)，根據(jù)超星公司指導(dǎo)，完成《新材料概論》線上教學(xué)平臺建課，上傳了教學(xué)大綱、授課計劃、授課用PPT，在開展線上教學(xué)過程中，首先用EV錄屏軟件將前3次課的授課視頻錄播并上傳至泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺并設(shè)置為不可拖拽的任務(wù)點，作為學(xué)生線上學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，后期在授課過程中陸續(xù)錄制并上傳授課視頻，同時，根據(jù)知識點設(shè)置作業(yè)題庫和討論題題庫。在線上授課實施過程中，通過釘釘通信軟件建群，通知學(xué)生上課時間、上課安排已經(jīng)進行線上討論課，學(xué)生在學(xué)生端通過泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺或超星學(xué)習(xí)通進行線上學(xué)習(xí)，完成簽到、討論課和課后作業(yè)，這些作為平時成績，學(xué)生的演講環(huán)節(jié)采用EV等錄屏軟件錄屏后發(fā)送給筆者，筆者根據(jù)演講視頻給出演講成績，期末的報告以word文檔格式提前1～2周通過郵件發(fā)送給筆者，筆者在其上進行批注后通過郵件返回給學(xué)生，學(xué)生修改后再發(fā)送給筆者，筆者根據(jù)電子版的報告給出報告成績，同時保存電子版報告?zhèn)洳椤?/p>

2 教學(xué)過程存在的問題及融合式教學(xué)設(shè)計

2.1 教學(xué)過程存在的問題

《新材料概論》課程是我校功能材料和無機非金屬材料工程的專業(yè)選修課，在常規(guī)的線下授課過程中，按照“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念開展教學(xué)，由于專業(yè)課中內(nèi)容枯燥、知識點涉及的理論晦澀難懂、專業(yè)課內(nèi)容與實際脫節(jié)及課程考核方式單一等問題導(dǎo)致部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、聽課狀態(tài)較差、期末考核總成績偏低；2020年上半年，所有學(xué)生均未返校，學(xué)生與老師均在家中進行線上教學(xué)，教師準備時間短，線上教學(xué)過程中無法有效監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)情況，雖然考核方式較多，但是不能合理反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果。2021年教育部提倡各高校在教學(xué)工作那個中開展融合式教學(xué)，筆者在2020年線上教學(xué)成果的基礎(chǔ)上，通過對授課內(nèi)容、授課方式、考核方式的教學(xué)改革，進行了融合式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計與教學(xué)實施工作。

2.2 教學(xué)設(shè)計

首先，筆者依據(jù)負責講授的《新材料概論》課程教學(xué)課件中的知識點，在遼寧科技大學(xué)泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上建課，用 EV錄屏軟件將每節(jié)課的授課視頻錄播并上傳至泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺并設(shè)置為不可拖拽的任務(wù)點，作為學(xué)生線上學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，同時，根據(jù)知識點設(shè)置作業(yè)題庫和討論題題庫。

在錄播的授課視頻中，通過參考相關(guān)的課程思政文獻[4-6]，根據(jù)相關(guān)知識點開展課程思政，如：在第一章材料概論中通過介紹中國航天技術(shù)研發(fā)奠基人錢學(xué)森和郭永懷的事跡激發(fā)學(xué)生的愛國主義情感，第二章高性能結(jié)構(gòu)材料中通過舉例鋁合金、鈦合金在汽車行業(yè)應(yīng)用，特種陶瓷在航空工業(yè)的應(yīng)用以及新型高分子材料在汽車輕量化的應(yīng)用等具體實例理解本章內(nèi)容并提出我國與國外技術(shù)差距，第三章先進復(fù)合材料中介紹復(fù)合材料在航空、航天、化工、體育用品中的應(yīng)用理解復(fù)合材料的實際應(yīng)用意義，特別是提出復(fù)合材料助推我國航天領(lǐng)域神舟系列飛船輸送楊利偉、費俊龍、聶海勝、王亞平、劉洋等人上天的事跡，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，第四章電性材料通過介紹華為公司的麒麟芯片理解半導(dǎo)體材料在實際生活中的應(yīng)用，進一步激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，通過課程思政，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

其次，將課程介紹、教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、電子版的教材和授課課件上傳至泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，作為學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上討論和課后完成作業(yè)用參考資料，引導(dǎo)學(xué)生進行自學(xué)，提高自我學(xué)習(xí)的能力。

授課過程中“以學(xué)生為中心”開展教學(xué)，要求學(xué)生在學(xué)生端通過泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺或超星學(xué)習(xí)通進行線上學(xué)習(xí)、開展討論和完成課后作業(yè)，提高學(xué)生的課堂參與度，提高學(xué)生的交流能力。

最后，期末時，將學(xué)生分組，3～4人一組，每組選擇一個課題，根據(jù)課題組員間分工協(xié)作制作PPT并進行演講錄屏，另外，按照標準本科畢業(yè)論文格式撰寫并上交一篇報告，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生分析、歸納、總結(jié)以及演講表達的能力。

3 教學(xué)實施

在教學(xué)實施過程中，根據(jù)課程設(shè)計內(nèi)容，《新材料概論》課程可實現(xiàn)線上授課、線下授課流暢轉(zhuǎn)換，同時融入課程思政元素，實現(xiàn)了教學(xué)方式靈活多變、課堂氣氛活躍、考核方式合理等教學(xué)特點，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、表達能力、交流能力以及工程能力。

3.1 線上授課教學(xué)實施

3.1.1 發(fā)布通知

目前，常用的可以發(fā)布通知的線上交流軟件非常多，如微信、釘釘、QQ、手機短信、學(xué)習(xí)通等，在每次課程授課前1～3天，筆者選擇釘釘群/QQ群和學(xué)習(xí)通發(fā)送通知，通知學(xué)生上課的具體時間以及課程安排，通知中強調(diào)預(yù)習(xí)本節(jié)課中教材內(nèi)容和PPT內(nèi)容。

3.1.2 線上授課

筆者在課程授課實施過程中，首先提前用學(xué)習(xí)通發(fā)布簽到，在每次的第一小節(jié)發(fā)布錄播的本節(jié)講課視頻讓同學(xué)們觀看，時長為40分鐘左右；第二小節(jié)為互動討論環(huán)節(jié)；在討論環(huán)節(jié)，每隔10分鐘通過學(xué)習(xí)通發(fā)布一道討論題，讓同學(xué)們根據(jù)講課內(nèi)容回答。

在同學(xué)們回答討論題的同時，向?qū)W生介紹周邊形勢，宣傳防護知識，學(xué)校采取的防護措施，具體問題如：提問防護的基本常識有哪些？沈陽昨天數(shù)據(jù)？海城臺安昨天數(shù)據(jù)？并讓同學(xué)們在QQ群回答，提醒大家危險就在身邊，必須提高思想意識，封校期間絕對不能翻墻外出，不能與外面的人交接任何東西，共產(chǎn)黨員應(yīng)該發(fā)揮黨員的先鋒模范作用，提醒大家團結(jié)一致；生動講述我校師生參與防護的感人事跡；為了緩解封閉期間過大的壓力，給同學(xué)們介紹比較關(guān)心的將來考研相關(guān)的院?？佳蟹謹?shù)線，今年考研形勢及復(fù)試情況，介紹功能材料專業(yè)的就業(yè)形勢和周邊的就業(yè)企業(yè)招聘情況等，鼓勵學(xué)生參加我校組織的系列學(xué)術(shù)活動線上學(xué)術(shù)沙龍，引導(dǎo)參與到我院教師的科研活動中，為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)提供支持。

通過采取以上措施，活躍了課堂氣氛，調(diào)動了學(xué)生上課的積極性，在保證課堂教學(xué)質(zhì)量的同時，將防護精神融入了課堂教學(xué)中，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3.1.3 線上授課成績評定

通過參考2020年的線上學(xué)習(xí)成績評定方案，筆者將2022年學(xué)生學(xué)習(xí)成績評定方案設(shè)置如下?？偝煽冇善綍r成績、演講成績和期末報告成績組成，其中平時成績占20%，演講成績占50%，期末報告成績占30%。平時成績由學(xué)習(xí)通簽到成績（10%）、線上學(xué)習(xí)錄播視頻成績（30%）、線上參與主題討論成績（30%）以及線上完成作業(yè)成績（30%）組成。演講成績通過觀看學(xué)生上交的演講錄屏視頻文件進行評定。評定依據(jù)學(xué)生演講所用PPT制作水平、演講流利程度、演講風(fēng)格、聲音大小及對課題的理解程度等因素給出成績。期末報告成績通過上交的電子版報告進行評定。評定依據(jù)主要為本科畢業(yè)論文格式，如標題的字號、摘要、關(guān)鍵詞、正文中字體、正文中表格、圖片、結(jié)論、參考文獻；報告內(nèi)容要求層次清晰、語言流暢、分析合理、結(jié)論正確。

3.2 線下授課教學(xué)實施

3.2.1 線下授課

當形勢有所緩解，可進行線下授課時，本門課程即可轉(zhuǎn)為線下授課。首先，提前1～3天在學(xué)習(xí)通發(fā)布學(xué)習(xí)通知，通知中強調(diào)預(yù)習(xí)本節(jié)課中教材內(nèi)容和PPT內(nèi)容，在上課時，學(xué)習(xí)通簽到，然后在第一小節(jié)采用傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)手段在課堂講授本節(jié)知識點，同時注意適當引入課程思政元素，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強民族自豪感；在第二小節(jié)根據(jù)本節(jié)課的知識點發(fā)布3～4道討論題，同學(xué)們在課堂上用手機的學(xué)習(xí)通查資料回答討論題，課后在學(xué)習(xí)通發(fā)布本節(jié)課的錄播視頻及相關(guān)的作業(yè)。

3.2.2 線上、線下融合式教學(xué)成績評定

當采用線上線下融合式教學(xué)時，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績評定方案設(shè)置如下。

總成績依然由平時成績、演講成績和期末報告成績組成，其中平時成績占20%，演講成績占50%，期末報告成績占30%。

平時成績由學(xué)習(xí)通簽到成績（10%）、課后/線上學(xué)習(xí)錄播視頻成績（30%）、課堂/線上參與主題討論成績（30%）以及課后/線上完成作業(yè)成績（30%）組成。

演講成績通過觀看學(xué)生上交的演講錄屏視頻文件進行評定。評定依據(jù)學(xué)生演講所用PPT制作水平、演講流利程度、演講風(fēng)格、聲音大小及對課題的理解程度等因素給出成績。

線下授課時，期末報告成績通過上交的打印版報告進行評定。評定依據(jù)主要為本科畢業(yè)論文格式，如標題的字號、摘要、關(guān)鍵詞、正文中字體、正文中表格、圖片、結(jié)論、參考文獻；報告內(nèi)容要求層次清晰、語言流暢、分析合理、結(jié)論正確。

4 總結(jié)

通過采用線上、線下兩種教學(xué)模式的流暢切換，筆者已經(jīng)分別于2020年、2021年和2022年順利進行3輪融合式教學(xué)，教學(xué)效果良好，幫助學(xué)生鞏固了理論知識、提高了學(xué)習(xí)興趣、提升了自學(xué)能力，并培養(yǎng)了愛國主義、增強民族自信、建立職業(yè)道德，提高了學(xué)生的搜集整理文獻資料能力、論文撰寫能力、演講能力和團隊合作能力，為將來完成畢業(yè)（設(shè)計）論文、提高本科生的工程創(chuàng)新意識奠定了扎實的基礎(chǔ)。