基于MOOC 平臺的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程混合式教學(xué)研究

苑青，黃金斗，李萍，于乃森

（大連民族大學(xué) 物理與材料工程學(xué)院，遼寧大連 116600）

MOOC (Massive Open Online Courses)，中文音譯為慕課，指大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程。2012 年，美國的頂尖大學(xué)陸續(xù)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，在網(wǎng)上提供免費(fèi)課程，Coursera、Udacity、edX 三大課程提供商的興起，為更多學(xué)生提供了系統(tǒng)學(xué)習(xí)的可能[1-4]。這三大平臺的課程全部針對高等教育，像真正的大學(xué)一樣，有一套自己的學(xué)習(xí)和管理系統(tǒng)，且它們的課程都是免費(fèi)的。由于MOOC 是線上多種社交網(wǎng)絡(luò)工具和形式的教育資源整合，因此，課程易于使用，突破了傳統(tǒng)課程時間、空間的限制，依托互聯(lián)網(wǎng)，世界各地的學(xué)習(xí)者在家即可學(xué)到國內(nèi)外著名高校的課程，而且受眾面廣，突破傳統(tǒng)課程人數(shù)限制，能夠滿足大規(guī)模課程學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求。其還提高了課程參與的自主性，學(xué)習(xí)者可以隨時隨地自主學(xué)習(xí)[5-6]。MOOC自開發(fā)應(yīng)用后，受到眾多學(xué)習(xí)者的青睞，清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)等相繼簽約MOOC 平臺。2019 年12 月，教育部公布首批教育移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序（教育App）備案名單，高等教育出版社有限公司旗下“中國大學(xué)MOOC”應(yīng)用獲得通過。2022年8 月，網(wǎng)易有道與高等教育出版社攜手推出的中國大學(xué)生MOOC 承載了1 萬多門開放課、1 400多門國家級精品課，與803 所高校開展合作，已經(jīng)成為最大的中文MOOC 平臺[7-8]。目前，中國大學(xué)MOOC 已成為國內(nèi)各高校大學(xué)生普遍使用的線上學(xué)習(xí)資源，萬余門優(yōu)質(zhì)課程任學(xué)習(xí)者選擇，共享優(yōu)質(zhì)教育資源，大大推動了教育模式的變革。

1 功能材料專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的歷史和特點

大連民族大學(xué)功能材料專業(yè)于2012 年成立，材料科學(xué)基礎(chǔ)是功能材料專業(yè)人才培養(yǎng)體系重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，立足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要和學(xué)科發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學(xué)生掌握功能材料及相關(guān)器件基本理論和知識，使學(xué)生接受嚴(yán)格的科學(xué)實驗和科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，成為能夠從事相關(guān)新材料、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的設(shè)計與開發(fā)、教學(xué)和科研、管理和經(jīng)營工作的應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才。為此，對于材料科學(xué)基礎(chǔ)這門功能材料專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，學(xué)生應(yīng)從金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶規(guī)律、塑性變形規(guī)律、合金相圖、熱處理技術(shù)、材料應(yīng)用等方面全面掌握金屬材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的基本規(guī)律以及提高材料性能和充分發(fā)揮材料性能潛力的途徑。從功能材料2012 到2022 級，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程已經(jīng)有10 年的歷史。

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程在大二上學(xué)期開設(shè)，64 學(xué)時，4 學(xué)分，共10 個章節(jié)。課程特點為：（1）專有名詞較多，概念比較抽象，比如第一章在講述空間點陣時，布拉菲點陣有14 種，教材未能清楚解釋這14 種點陣存在的原因，導(dǎo)致學(xué)生無法理解，只能記憶；（2）畫圖的知識點較多，比如第四章鐵碳相圖部分，整張圖需要學(xué)生默背著畫出來，任務(wù)量比較大；（3） 公式計算部分較多，在第二、三及五章中，有大量的公式需要學(xué)生記憶；（4）金屬材料的加工工藝部分，如退火、淬火、正火等技術(shù)文字表述較多，學(xué)生難以準(zhǔn)確理解和掌握其區(qū)別。另外，在每個章節(jié)的重點和難點方面，存在著承上啟下的邏輯關(guān)系，教師需要幫助學(xué)生梳理，以便學(xué)生理解和記憶[9-12]。

2 基于MOOC平臺的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實踐

2.1 教學(xué)模式方面

以往的授課模式大多以理論授課為主，目前，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程基于中國大學(xué)MOOC 平臺（材料科學(xué)基礎(chǔ)大連理工大學(xué)國家精品課），配合雨課堂PPT和傳統(tǒng)板書，展開線上線下混合式教學(xué)，具體實施細(xì)節(jié)如下。

2.1.1 課前線上學(xué)習(xí)

在上課的前一周，中國大學(xué)MOOC 會發(fā)布每周的學(xué)習(xí)公告，介紹本周的學(xué)習(xí)要點及難點。教師會將中國大學(xué)MOOC 本節(jié)課的課程視頻分享到學(xué)生群中，學(xué)生可以登錄并查看上課的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，在討論區(qū)中學(xué)生可以發(fā)布不懂的問題，教師根據(jù)學(xué)生提出的問題準(zhǔn)備課上的內(nèi)容及側(cè)重點。

2.1.2 課上線下學(xué)習(xí)

教師將需預(yù)習(xí)的中國大學(xué)MOOC 內(nèi)容進(jìn)行分解，針對學(xué)生提出的疑問配合板書和PPT 講解本堂課的重點和難點，在課堂上通過雨課堂發(fā)布關(guān)于重要知識點的小測試和小動畫，積極和學(xué)生互動討論。由于材料科學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容龐雜，知識點多，對于教材中很多部分并沒有時間進(jìn)行深入細(xì)致地講解，教師只能按照知識點的重要性總結(jié)重點及難點，形成知識脈絡(luò)，學(xué)生在課堂中要做課堂筆記，以便于更快速、準(zhǔn)確地理解知識點。

2.1.3 課下線上線下學(xué)習(xí)

中國大學(xué)MOOC 每節(jié)課都有測試與作業(yè)，課后，教師將測試和作業(yè)分享到學(xué)生群，讓學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固，配合教材內(nèi)容和課堂筆記，全面理解和掌握本節(jié)課的重點及難點。教師在線上批改作業(yè)，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)及對知識點的消化情況。

另外，中國大學(xué)MOOC 中設(shè)置有考試選項，可以作為課程期中或期末的復(fù)習(xí)測試，以檢查學(xué)生對知識點的掌握情況；在討論區(qū)，學(xué)生可以將不懂的問題分享，整個班級群形成討論群，有助于學(xué)生針對疑惑和不解開展探討和學(xué)習(xí)，教師也能及時得到反饋，在以后的習(xí)題課中著重講解；中國大學(xué)MOOC還設(shè)置有學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、學(xué)生成績管理和課程數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能，教師可通過這些統(tǒng)計結(jié)果及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，按照學(xué)生完成的進(jìn)度給出平時成績并對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行監(jiān)管。

2.2 成績評定方面

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，材料科學(xué)基礎(chǔ)的評分成績?yōu)榘俜种?，分為兩部分：線下的紙質(zhì)版作業(yè)（占比為30%）+期末考試成績（占比為70%）。線上線下混合式教學(xué)方式改革后，期末考試成績占比下降到60%，平時成績占比提升至40%，其中平時成績（過程性考核）包括：（1） 中國大學(xué)MOOC 課前的預(yù)習(xí)視頻學(xué)習(xí)，占比為10%；（2） 中國大學(xué)慕課測驗與作業(yè)部分學(xué)習(xí)，占比為10% ；（3） 課堂隨機(jī)提問及小測試環(huán)節(jié)，占比為10%；（4）課堂筆記記錄及整理，占比為10%。增加過程性考核占比，充分利用中國大學(xué)MOOC 線上資源，考核方式體現(xiàn)OBE（成果導(dǎo)向教育）理念的過程性評價目標(biāo)。

3 基于MOOC平臺的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革成效

線上線下混合式教學(xué)模式實施以來，隨著中國大學(xué)MOOC 平臺的應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)資源得到了極大的擴(kuò)充，學(xué)生在MOOC 平臺上不僅可以看到授課教師推送的大連理工大學(xué)國家精品課，還能看到其他名校的優(yōu)質(zhì)課程，從不同的角度對同一個知識點進(jìn)行講解，更有利于學(xué)生對該知識點的理解和掌握。而且，學(xué)生可以利用自己的碎片時間隨時隨地學(xué)習(xí)，自主性極大提高，討論區(qū)內(nèi)的熱門帖子也便于學(xué)生之間的交流互動。MOOC 平臺的回放功能可以確保學(xué)生的復(fù)習(xí)，學(xué)生如果因故請假也能在課下及時補(bǔ)上進(jìn)度，避免出現(xiàn)章節(jié)學(xué)習(xí)的空缺。然而，慕課也有其不足，比如缺乏思想和情感的互動，這就需要教師和學(xué)生在線下課堂加強(qiáng)交流互動來彌補(bǔ)，教師配合課堂線下板書PPT，為學(xué)生梳理知識脈絡(luò)，幫助學(xué)生整理課堂筆記，以提高教學(xué)質(zhì)量。改革后，多樣化的教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生對材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)興趣，使得原本枯燥乏味的課程變得有趣，也使學(xué)生能夠快速、有效地掌握課程的知識點，提升課堂教學(xué)效率。

4 基于MOOC平臺的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程今后的改革方向和措施

以 OBE 理念為指導(dǎo)，根據(jù)大連民族大學(xué)功能材料專業(yè)學(xué)生的情況，錄制符合本校學(xué)情的材料科學(xué)基礎(chǔ)慕課視頻，建立材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫和專題庫；教師在備課過程中，在課件中多加入生動有趣的動畫及模型，能夠形象地解釋專有名詞；在課程內(nèi)容講授過程中有效融入多種思政元素，比如材料領(lǐng)域中偉人事跡、材料科學(xué)家的精神、材料前沿研究、材料重大成就、材料重大工程案例等，培養(yǎng)學(xué)生的大國工匠精神和愛國主義；充分利用現(xiàn)代化教學(xué)方法，以中國大學(xué)MOOC 為平臺，優(yōu)化課件內(nèi)容，實施線上及線下的學(xué)習(xí)進(jìn)度監(jiān)管，健全評價機(jī)制，實行教考分離，提升課堂效率，切實做到以學(xué)生為中心。

5 結(jié)束語

材料科學(xué)基礎(chǔ)是大連民族大學(xué)功能材料專業(yè)的一門核心專業(yè)必修課。通過線上線下教學(xué)模式的改革，以中國大學(xué)MOOC 為平臺，課堂上配合板書及雨課堂，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)模式的優(yōu)勢，豐富課堂的教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使繁雜枯燥的知識點變得有趣且易懂。另外，中國大學(xué)MOOC 的應(yīng)用調(diào)動了學(xué)生的積極性，增加了師生之間的互動，使學(xué)生能夠掌握金屬材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論，掌握材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與材料性能和應(yīng)用之間的相互關(guān)系，學(xué)生能夠做到通過理論知識指導(dǎo)材料的設(shè)計和應(yīng)用，并為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程、從事材料科學(xué)研究和工程技術(shù)工作奠定堅實的理論基礎(chǔ)。