基于雨課堂的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”多元化課堂教學(xué)改革與實(shí)踐

劉奮照 王 玲 李 楠 楊旭鋒 王中慧

(呂梁學(xué)院 化學(xué)化工系,山西 呂梁 033000)

打造魅力“金課”,淘汰“水課”,構(gòu)建智慧課堂,實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)多元化,成為目前本科教學(xué)改革與發(fā)展的重要課題[1]?！坝暾n堂”是清華大學(xué)與學(xué)堂在線共同研發(fā)的一款新型線上智慧教學(xué)工具,通過微信平臺(tái)連接教師和學(xué)生的智能終端,完成“課前-課堂-課后”每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)收集和分析,符合當(dāng)前本科教育教學(xué)改革創(chuàng)新的要求,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值[2-4]。作者結(jié)合我校材料化學(xué)專業(yè)在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中的實(shí)際情況,深入探討基于雨課堂的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程多元化教學(xué)改革。

1 “材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程是針對(duì)高校材料類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門非常重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。它是學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課程(包括“高等數(shù)學(xué)”“大學(xué)物理”“無機(jī)及分析化學(xué)”“物理化學(xué)”等)后,進(jìn)入專業(yè)課程(如“材料物理性能”“金屬學(xué)與熱處理”“材料制備與加工”等)前必須學(xué)習(xí)的一門課程?；A(chǔ)課程通常與工程實(shí)際存在比較大的距離,而專業(yè)課程則與工程實(shí)際聯(lián)系緊密?；A(chǔ)課程與專業(yè)課程在思維方式上有較大差別,“材料科學(xué)基礎(chǔ)”就是兩者聯(lián)接的一個(gè)橋梁。該課程主要以金屬材料、非金屬材料、高分子材料及復(fù)合材料為研究對(duì)象,從電子、原子尺度入手,介紹熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)理論及納觀、微觀、細(xì)觀尺度組織、斷裂機(jī)制及宏觀性能,涉及工程材料中的原子排列、固體中的相結(jié)構(gòu)、凝固、相圖、材料中的擴(kuò)散、塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶和固態(tài)相變等單元知識(shí)。該課程知識(shí)容量大,具有基礎(chǔ)概念定義多、知識(shí)內(nèi)容抽象、邏輯性強(qiáng)、基本原理規(guī)律多等特點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)大多是教師課上板書講授,學(xué)生被動(dòng)接受,無法構(gòu)建積極的互動(dòng)課堂教學(xué),難以形成學(xué)生自主性學(xué)習(xí),很難達(dá)到最佳的課堂教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

1.1 教學(xué)方式單調(diào),對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高不利

我校材料化學(xué)專業(yè)目標(biāo)定位是培養(yǎng)綜合應(yīng)用型技術(shù)人才,學(xué)生除了掌握必備的理論知識(shí)之外,還需要鍛煉團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)能力。而傳統(tǒng)的“以教為主”的教學(xué)方式只是單一地對(duì)學(xué)生進(jìn)行“知識(shí)的灌輸”。學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)只是對(duì)理論知識(shí)“記和背”,而其他方面的能力和素質(zhì)得不到訓(xùn)練和提高。

1.2 理論知識(shí)偏抽象枯燥,學(xué)生難以實(shí)現(xiàn)透徹理解

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容主要包括工程材料四要素之間關(guān)系的理論知識(shí),知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容繁多,理論抽象。對(duì)于一些抽象概念或理論知識(shí)點(diǎn)來說,傳統(tǒng)課堂教學(xué)單純“注入式”的教學(xué)方法,不利于學(xué)生理解掌握,依然停留在過去“死記硬背”的方法上。而該課程抽象的理論知識(shí)主要集中在工程材料中的原子排列等前面章節(jié),如果采用傳統(tǒng)的“照本宣科”式的教學(xué)容易使學(xué)生產(chǎn)生逆反心理,進(jìn)而影響到后面單元的學(xué)習(xí),甚至對(duì)該課程產(chǎn)生逆反心理[5]。

1.3 師生交流時(shí)間和方式有限,學(xué)生學(xué)習(xí)反饋不暢

大多數(shù)高校教師都承擔(dān)著教學(xué)和科研雙重任務(wù),平時(shí)較難抽出合適時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)答疑。學(xué)生除課堂學(xué)習(xí)外課余生活也非常豐富,及時(shí)的學(xué)習(xí)反饋對(duì)教師調(diào)整授課內(nèi)容非常有益,對(duì)學(xué)生答疑解惑更具針對(duì)性[6],因此靈活的時(shí)間管理和現(xiàn)代化的交流平臺(tái)更受老師和學(xué)生青睞。

2 雨課堂在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革實(shí)踐中的應(yīng)用

作者在2018—2019學(xué)年第2學(xué)期,2019—2020學(xué)年第2學(xué)期,2020—2021學(xué)年第2學(xué)期中,對(duì)我校材料化學(xué)專業(yè)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程進(jìn)行了多元化的教學(xué)改革與實(shí)踐,借助“雨課堂”教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行“課前-課堂-課后”的混合式教學(xué)。課前通過錄制短視頻和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)單引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí);課中通過問題探討,互動(dòng)討論等方式對(duì)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化;課后通過線上答疑,批改作業(yè)等進(jìn)行師生交流,師生共同反思等。具體教學(xué)流程如圖1。

圖1 基于雨課堂的多元化教學(xué)過程示意圖

2.1 課前

根據(jù)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”的課程特點(diǎn)及每一單元需要掌握的知識(shí)點(diǎn),結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)需求,運(yùn)用“雨課堂”智慧教學(xué)工具制作單元短視頻、單元課件和單元學(xué)習(xí)任務(wù)單。其中短視頻資源結(jié)合傳統(tǒng)文本課件,講授內(nèi)容更具體更形象,更容易將教學(xué)信息準(zhǔn)確地傳授給學(xué)生;單元學(xué)習(xí)任務(wù)則起到課堂教學(xué)的導(dǎo)線作用,使學(xué)生明確單元學(xué)習(xí)的目標(biāo)、重難點(diǎn)等。通過課前將預(yù)習(xí)資料推送給學(xué)生,督促并監(jiān)測(cè)學(xué)生自主完成單元知識(shí)的預(yù)習(xí)任務(wù),便于教師深化學(xué)情分析,優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì),在課堂上有針對(duì)性地開展教學(xué)活動(dòng)。

2.2 課堂

利用“雨課堂”開展混合式多元化的課堂教學(xué)。通過限時(shí)掃碼簽到,節(jié)省了課上點(diǎn)名時(shí)間,提高了課堂效率,及時(shí)了解班級(jí)學(xué)生實(shí)際到課率,加強(qiáng)了對(duì)課堂教學(xué)的管理。根據(jù)監(jiān)測(cè)到的學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況,教師“對(duì)癥下藥”式地講解學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中感到疑惑的知識(shí)點(diǎn)。課堂教學(xué)中允許學(xué)生隨時(shí)通過“不懂”按鈕、彈幕等功能參與課堂活動(dòng),活躍課堂氣氛,加強(qiáng)師生間、學(xué)生間的互動(dòng),提高課堂的趣味性。在每一單元教學(xué)任務(wù)結(jié)束時(shí),圍繞重要知識(shí)點(diǎn)開展限時(shí)單元測(cè)驗(yàn),及時(shí)了解學(xué)生對(duì)重難知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。對(duì)測(cè)驗(yàn)成績(jī)較低的學(xué)生在后續(xù)課堂中重點(diǎn)關(guān)注,適當(dāng)時(shí)可點(diǎn)名讓其回答問題,吸引學(xué)生的注意力,引起學(xué)生對(duì)課程知識(shí)學(xué)習(xí)的重視。

2.3 課后

單元作業(yè)通過“雨課堂”課后定時(shí)推送,并設(shè)置提交截止時(shí)間,督促學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作業(yè),鞏固所學(xué)知識(shí)內(nèi)容。此外,還增加課外資源板塊的拓展學(xué)習(xí),開闊學(xué)生視野,有利于學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)方向課程的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。

利用“雨課堂”智慧教學(xué)工具推送教學(xué)資源,記錄課前預(yù)習(xí)、課堂出勤、課堂互動(dòng)、單元測(cè)試、單元作業(yè)、單元討論等所有課程教學(xué)活動(dòng)數(shù)據(jù),用以監(jiān)測(cè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)成效和多元化客觀評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)過程,將“課前-課堂-課后”3個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了非常好的銜接,這種師生協(xié)作的混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué),使教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”達(dá)到事半功倍的效果[7]。

3 教學(xué)改革效果反饋

基于“雨課堂”的多元化智慧課堂教學(xué)改革,順應(yīng)了當(dāng)前大數(shù)據(jù)背景下的高校信息化教學(xué)和課堂教學(xué)改革創(chuàng)新的需求,有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)踐意義。

3.1 改革方法,打造高效互動(dòng)的教學(xué)模式

以教學(xué)效果提升為目的的教學(xué)方法改革和創(chuàng)新,改變了過去的課堂教學(xué)模式,從以教師為中心的知識(shí)傳授模式轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的能力培養(yǎng)模式,教學(xué)課堂活了起來。課前,學(xué)生完成預(yù)習(xí)資料,提出“疑惑”;課堂上,教師和學(xué)生協(xié)作探討并解決“疑惑”,完成單元互動(dòng)討論;課后,學(xué)生自主學(xué)習(xí),完成單元測(cè)試和單元作業(yè),進(jìn)一步內(nèi)化“疑惑”。這種“課前-課堂-課后”高效互動(dòng)的教與學(xué),激發(fā)并提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性,注重強(qiáng)化每一教學(xué)單元的課堂設(shè)計(jì)和學(xué)生能力素質(zhì)的培養(yǎng),杜絕了單純的知識(shí)教授傳遞;注重強(qiáng)化信息化技術(shù)與教育教學(xué)融合,杜絕了簡(jiǎn)單形式化的信息技術(shù)應(yīng)用;注重強(qiáng)化師生互動(dòng)、生生互動(dòng),杜絕了教師滿堂講、學(xué)生被動(dòng)聽的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.2 科學(xué)評(píng)價(jià),開展全過程多元化的評(píng)價(jià)體系

以激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力為目的的評(píng)價(jià)體系改革和實(shí)踐,改變了過去單一的期末考核模式,轉(zhuǎn)向了“課前-課堂-課后”全過程多元化的考核評(píng)價(jià),學(xué)生忙了起來。課前主要監(jiān)測(cè)學(xué)生課程視頻預(yù)習(xí)情況等;課堂上包括隨機(jī)點(diǎn)名出勤,單元互動(dòng)討論等;課后包括學(xué)生完成單元測(cè)試和單元作業(yè)等。這種“課前-課堂-課后”全過程多元化的評(píng)價(jià)方式,對(duì)學(xué)生每一環(huán)節(jié)進(jìn)行了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)記錄和統(tǒng)計(jì)反饋,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教師教學(xué)效果作出了更加全面、客觀、真實(shí)的評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

作者將“雨課堂”智慧教學(xué)工具應(yīng)用于材料科學(xué)基礎(chǔ)課程課堂教學(xué)中,進(jìn)行“課前-課堂-課后”的混合式教學(xué)。課前設(shè)計(jì)“疑惑”,引導(dǎo)學(xué)習(xí);課堂探討“疑惑”,互動(dòng)討論;課后內(nèi)化“疑惑”,交流反思等?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”課程多元化教學(xué)改革和實(shí)踐體現(xiàn)了教學(xué)方法的先進(jìn)性和互動(dòng)性,推進(jìn)了現(xiàn)代信息新技術(shù)與教學(xué)的深度融合,可對(duì)高校教師運(yùn)用信息化新技術(shù)開展多元化混合式課堂教學(xué)改革提供一定的借鑒。