材料類專業(yè)研究生課程混合式教學(xué)模式構(gòu)建研究

李潔　李迎春　王燕　王文生

摘? 要：課程學(xué)習(xí)是保障研究生培養(yǎng)質(zhì)量的必備環(huán)節(jié)。然而，當(dāng)前研究生課程還存在課程目標(biāo)單一、課程內(nèi)容和教學(xué)方式陳舊等問(wèn)題亟待解決，已不能滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。為進(jìn)一步培養(yǎng)研究生的高階思維和學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力，該文立足課程教學(xué)改革，采用混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)思路構(gòu)建研究型教學(xué)模式，重構(gòu)與課程目標(biāo)相匹配的課堂學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)通平臺(tái)在線學(xué)習(xí)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)面向研究型的混合式教學(xué)活動(dòng)，并在高等材料學(xué)課程中進(jìn)行實(shí)踐，取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：材料類課程；混合式教學(xué)；內(nèi)容重構(gòu)；課程改革；研究生教育

中圖分類號(hào)：G643? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2024）13-0118-04

Abstract： Course learning is an essential part to ensure the quality of postgraduate training. However， there are still some problems that need to be solved. Simple course objectives， outdated course contents and teaching methods can no longer meet the requirements of training innovative talents.In order to further cultivate the higher thinking way and academic innovation ability of postgraduate students， based on the teaching reform of curriculum， the design idea of blended learning is adopted to construct the research-oriented teaching mode. Specifically， the classroom learning and online learning contentis reconstructed to match the course objectives. Also， research-oriented blended teaching activities is carefully designed. The teaching reform practice of Advanced Material Science has achieved good teaching effect.

Keywords： materials course; blended teaching; content reconstruction; curriculum reform; postgraduate education

2014年教育部印發(fā)的《關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)的意見(jiàn)》明確指出：“課程學(xué)習(xí)是我國(guó)學(xué)位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培養(yǎng)質(zhì)量的必備環(huán)節(jié)，在研究生成長(zhǎng)成才中具有全面、綜合和基礎(chǔ)性作用”[1]。隨著新材料新技術(shù)的不斷發(fā)展，高等學(xué)校工科材料類研究生專業(yè)課程具有涵蓋內(nèi)容多、知識(shí)更新快、涉及面廣和綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)于教師授課與學(xué)生學(xué)習(xí)均帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)。因此，一方面要求授課老師面對(duì)研究生人數(shù)多、學(xué)科背景差異大、能力水平相差較大及個(gè)性強(qiáng)的復(fù)雜情況，更關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”，積極改進(jìn)教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容與方法；另一方面，要求學(xué)生不斷改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提高自主學(xué)習(xí)和深層次研究型學(xué)習(xí)的能力。

顯然，“高水平”的照本宣科已經(jīng)不能引起“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代研究生的學(xué)術(shù)興趣，也不利于研究生的創(chuàng)新能力提升?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代的混合式學(xué)習(xí)模式充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供的便捷條件和優(yōu)質(zhì)資源，進(jìn)而有效整合了課前-課中-課后以及不同學(xué)習(xí)方法和策略，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果，有助于針對(duì)學(xué)生在知識(shí)、能力、素質(zhì)方面應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)要求，以探究式學(xué)習(xí)模式為牽引，建立科學(xué)的評(píng)價(jià)辦法，完善信息收集與反饋機(jī)制，混合式教學(xué)模式在全國(guó)各大高校獲得了廣泛的應(yīng)用[2]。因此，混合式學(xué)習(xí)模式正在成為未來(lái)教育的“新常態(tài)”。如何構(gòu)建混合式教學(xué)模式有效提高該類課程的教學(xué)質(zhì)量，特別是達(dá)到夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的，是材料類課程當(dāng)前教學(xué)改革與實(shí)踐的重點(diǎn)。

一? 當(dāng)前材料類課程改革亟待解決的問(wèn)題

高水平研究生課程需要以研究生成長(zhǎng)成才為中心，堅(jiān)持知識(shí)、能力、素質(zhì)的有機(jī)融合，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)時(shí)代性與前沿性，教學(xué)方法應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性與互動(dòng)性，充分推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，發(fā)揮課程的引領(lǐng)示范作用，以適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展要求，形成多類型、多樣化的教學(xué)內(nèi)容與課程體系[3]。然而，當(dāng)前研究生課程還存在諸多問(wèn)題亟待解決。

從教的角度來(lái)看，主要包括：①課程目標(biāo)單一化——仍然只注重學(xué)生對(duì)顯性知識(shí)的記憶與掌握，忽視對(duì)學(xué)生科學(xué)思維、研究能力、科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)；②課程內(nèi)容本科化——課程內(nèi)容與本科階段所學(xué)知識(shí)有重復(fù)，或者課程內(nèi)容在深度、難度方面與本科課程差距不大，或者前沿性知識(shí)所占比重較低，內(nèi)容陳舊；③課程教學(xué)方式本科化——采用常用的傳統(tǒng)講授法，而缺乏對(duì)研究生課程學(xué)術(shù)探究性、知識(shí)建構(gòu)性過(guò)程的關(guān)注，教學(xué)氣氛沉悶，教學(xué)效果不佳。

從學(xué)的角度來(lái)看，主要包括：①部分學(xué)生感覺(jué)材料類課程知識(shí)內(nèi)容多，課程體系復(fù)雜，跳躍性大，難以找到學(xué)習(xí)的重點(diǎn)；②學(xué)生的學(xué)科背景有較大差異，基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備不平衡，教學(xué)模式和內(nèi)容難以統(tǒng)一；③研究生來(lái)源于不同課題組，其導(dǎo)師的研究方向千差萬(wàn)別，對(duì)學(xué)生掌握材料學(xué)知識(shí)的要求迥異，加大了課程組織的難度；④學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅覺(jué)得很難真正掌握與專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容，而且不知道如何根據(jù)自己的課題需要進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)。

隨著信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合創(chuàng)新，“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的混合式教學(xué)具體到每一門課程或單元的設(shè)計(jì)，教師則需要首先厘清教學(xué)的核心目標(biāo)，再一體化重構(gòu)支撐課程目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。

二? 混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

近年來(lái)，許多院校為材料類專業(yè)的本、?？茖W(xué)生或研究生開(kāi)設(shè)了材料學(xué)課程或內(nèi)容相近的課程，但由于材料本身種類多，涉及的內(nèi)容廣，其教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、教學(xué)模式的選擇一直以來(lái)是各高校課程建設(shè)和教學(xué)改革的重點(diǎn)[4]。本文基于混合式學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)將能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生高階思維活動(dòng)的研究型學(xué)習(xí)作為主要的教學(xué)目標(biāo)，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的技術(shù)支持以及MOOC、SPOC等線上優(yōu)質(zhì)資源，構(gòu)建基于混合式學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)模型（圖1），教師引導(dǎo)學(xué)生與同伴合作、以探究的方式有效解決科學(xué)前沿、工程實(shí)踐等問(wèn)題。

（一）? 產(chǎn)出導(dǎo)向確定課程目標(biāo)并分解學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)

根據(jù)學(xué)校定位、材料類專業(yè)學(xué)術(shù)型碩士研究生人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建材料類研究生專業(yè)課程的課程目標(biāo)。依據(jù)課程目標(biāo)，在混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)時(shí)跳出學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的層面，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)、透過(guò)內(nèi)容看能力；分解找出知識(shí)點(diǎn)、學(xué)科內(nèi)容背后其支撐性的方法、思維、能力等，并抽取出關(guān)鍵性的能力或方法，作為一個(gè)單元、甚至一節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)。學(xué)習(xí)者通過(guò)與學(xué)習(xí)情境的互動(dòng)自主建構(gòu)知識(shí)，完成多梯度、富挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)任務(wù)，從而提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，以保證學(xué)習(xí)投入。這是混合式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)關(guān)鍵的第一步。

（二）? 逆向設(shè)計(jì)混合式教學(xué)內(nèi)容

為有效提升材料類研究生的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力，依據(jù)OBE理念，圍繞課程目標(biāo)重構(gòu)“理論知識(shí)、學(xué)術(shù)前沿、項(xiàng)目專題”梯度式的教學(xué)內(nèi)容。

1? 課程網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

根據(jù)課程目標(biāo)以及分解后的核心目標(biāo)達(dá)成要求，設(shè)計(jì)具備吸引力的在線學(xué)習(xí)內(nèi)容。一方面，整合MOOC、SPOC等優(yōu)質(zhì)資源，做好課程PPT、視頻、閱讀材料等學(xué)習(xí)資源開(kāi)發(fā)，有助于學(xué)生在線上環(huán)境中更有效地構(gòu)建和處理知識(shí)；另一方面，原創(chuàng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的在線測(cè)試、作業(yè)習(xí)題等過(guò)程性考核內(nèi)容。教師持續(xù)關(guān)注學(xué)生線上學(xué)習(xí)時(shí)遇到的技術(shù)性或?qū)W術(shù)性困難，提供有效的反饋為課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備。

2? 課程課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容重構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)課程目標(biāo)達(dá)成要求，采用剔除法、改造法、優(yōu)化法、關(guān)聯(lián)法、增加法存疑法和兼顧法等統(tǒng)籌設(shè)計(jì)與課程目標(biāo)、線上學(xué)習(xí)內(nèi)容相匹配的面授學(xué)習(xí)內(nèi)容，對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行再配置、再改造、再優(yōu)化[5]。課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)注重和在線學(xué)習(xí)內(nèi)容構(gòu)成完整的互動(dòng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，體現(xiàn)互補(bǔ)性與關(guān)聯(lián)性。課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在知識(shí)建構(gòu)與批判性反思過(guò)程中積極交互與合作，如共享信息、研討問(wèn)題、相互評(píng)價(jià)等。在課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，教師為學(xué)生提供必要的引導(dǎo)與支持，及時(shí)診斷學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的模糊概念，優(yōu)化課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，持續(xù)改進(jìn)。

三? 實(shí)踐案例

依據(jù)上述混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)思路，本文以高等材料學(xué)課程的混合式學(xué)習(xí)改革為研究對(duì)象，堅(jiān)持立德樹(shù)人，開(kāi)展目標(biāo)導(dǎo)向的課堂學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)內(nèi)容重構(gòu)研究與實(shí)踐，通過(guò)夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)、突出前沿交叉、以學(xué)生為中心創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)體驗(yàn)及搭建學(xué)習(xí)支架開(kāi)展教學(xué)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和能力發(fā)展提供解決方案。

高等材料學(xué)課程是材料科學(xué)與工程學(xué)科學(xué)碩的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程主要介紹材料發(fā)展簡(jiǎn)史和材料科學(xué)前沿，四大類材料（金屬材料、非金屬材料、高分子材料與復(fù)合材料）的制備方法、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要性能及其應(yīng)用等方面的內(nèi)容。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)全面了解材料的組成－結(jié)構(gòu)－性能－應(yīng)用之間的關(guān)系；并在“發(fā)現(xiàn)材料之美，探索材料之真”的同時(shí)獲得科學(xué)方法的訓(xùn)練和批判性思維能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為今后從事材料選擇、新材料的設(shè)計(jì)與研發(fā)等提供必要的理論基礎(chǔ)。

（一）? 產(chǎn)出導(dǎo)向確定高等材料學(xué)課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：洞察材料前沿，分析四大類材料性能（如機(jī)械性能、熱性能、電性能等）的影響因素，辨識(shí)材料的特性。

能力目標(biāo)：①能夠運(yùn)用材料制備-結(jié)構(gòu)-性能間的相互關(guān)系，借助文獻(xiàn)研究，分析材料改性與新材料設(shè)計(jì)問(wèn)題；②能夠合理評(píng)價(jià)材料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)資源的消耗以及可能產(chǎn)生的廢棄物等對(duì)環(huán)境的影響。

價(jià)值目標(biāo)：培養(yǎng)具有專業(yè)認(rèn)同感、科學(xué)精神、綠色發(fā)展理念和家國(guó)情懷的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。

（二）? 混合式內(nèi)容重構(gòu)及活動(dòng)設(shè)計(jì)

依據(jù)課程目標(biāo)，本課程內(nèi)容重構(gòu)后劃分五個(gè)章節(jié)，具體包括：走進(jìn)材料科學(xué)、材料的合成與制備、四大類材料、材料前沿與可持續(xù)發(fā)展。在高等材料學(xué)課程建設(shè)過(guò)程中，課程團(tuán)隊(duì)注重將材料分類識(shí)別與綠色發(fā)展理念緊密結(jié)合，將學(xué)生研究能力提升與可持續(xù)發(fā)展理念、專業(yè)認(rèn)同和科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)融為一體；創(chuàng)新拓展材料領(lǐng)域科研前沿、工程倫理和生活實(shí)例，通過(guò)“50項(xiàng)最偉大的材料事件”“世界前沿科技與材料”“抗疫材料的中國(guó)速度”“圓明園滲透膜風(fēng)波”等教學(xué)內(nèi)容升華學(xué)生的家國(guó)情懷，讓立德樹(shù)人“潤(rùn)物無(wú)聲”。

首先，立足學(xué)生學(xué)情，根據(jù)培養(yǎng)方案準(zhǔn)確設(shè)計(jì)并分解課程目標(biāo)，完整重構(gòu)與課程目標(biāo)相匹配的課堂學(xué)習(xí)與在線學(xué)習(xí)內(nèi)容；精選核心重點(diǎn)內(nèi)容，分析四大類材料組成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、加工與應(yīng)用之間的關(guān)系，夯實(shí)學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)；引入科研課題、學(xué)術(shù)講座等充分體現(xiàn)課程前沿交叉特性（圖2）。其次，精心設(shè)計(jì)面向研究型的基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的混合式教學(xué)活動(dòng)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)向深度研究模式轉(zhuǎn)變（圖3）。以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)課題驅(qū)動(dòng)式研究型教學(xué)活動(dòng)，將科研學(xué)術(shù)活動(dòng)融入教學(xué)環(huán)節(jié)，著力開(kāi)展推演式、啟發(fā)式和研討式教學(xué)改革，在教學(xué)過(guò)程中訓(xùn)練和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

（三）? 課程的創(chuàng)新特色

課程以立德樹(shù)人為宗旨，以學(xué)生發(fā)展為中心，立足育人目標(biāo)，將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)融為一體，創(chuàng)新改革，特色鮮明。

1）教學(xué)內(nèi)容中將材料研發(fā)與綠色發(fā)展理念緊密結(jié)合，適應(yīng)學(xué)生發(fā)展和社會(huì)發(fā)展；充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，將四大類材料分類識(shí)別，在“發(fā)現(xiàn)材料之美，探索材料之真”中培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和職業(yè)素養(yǎng)。

2）以原創(chuàng)的探究性題目為驅(qū)動(dòng)，以研討型混合式學(xué)習(xí)活動(dòng)為載體，多元評(píng)價(jià)和全過(guò)程育人相結(jié)合。特別加強(qiáng)過(guò)程性考核內(nèi)容建設(shè)，采用融入科研前沿、工程倫理和應(yīng)用實(shí)例的學(xué)術(shù)海報(bào)、調(diào)查報(bào)告、口頭匯報(bào)及材料設(shè)計(jì)等開(kāi)放式進(jìn)階探究活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)；借助“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)進(jìn)行師生互動(dòng)、階段測(cè)驗(yàn)等，課內(nèi)外給予學(xué)生及時(shí)反饋，貫通育人全過(guò)程。

四? 結(jié)束語(yǔ)

本文以中北大學(xué)材料類學(xué)術(shù)型碩士研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課高等材料學(xué)課程混合式教學(xué)改革實(shí)踐為突破口，對(duì)工科研究生課程教學(xué)模式改革進(jìn)行了有益探索。盡管課程混合式教學(xué)模式的構(gòu)建還需要不斷完善與持續(xù)改進(jìn)，但改革實(shí)踐使課程在知識(shí)內(nèi)化的同時(shí)更加有利于研究生創(chuàng)新思維和學(xué)術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)，以使研究生能夠從容應(yīng)對(duì)未來(lái)的學(xué)術(shù)挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐劍鋒，王放，李冠男，等.產(chǎn)出導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì)助力研究生綜合能力培養(yǎng)——以材料物理學(xué)課程為例[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，47（8）：117-124.

[2] 徐錦泱，劉松愷，夏天成，等.混合式教學(xué)模式下學(xué)生學(xué)習(xí)效果分析研究[J].高教學(xué)刊，2021（15）：77-83.

[3] 鄭元林，周世生.高等色彩學(xué)課程教學(xué)改革探索[J].包裝工程，2021，42（S1）：167-170.

[4] 許靜，李宇杰，鄭春滿，等.夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，突出前沿交叉，以學(xué)生為中心——材料化學(xué)研究生課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2022（1）：142-144.

[5] 許馳，陳慶章．課堂教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)的原則與方法[J]．高等工程教育研究，2018（4）：137-143．

基金項(xiàng)目：山西省研究生教育教學(xué)改革課題“材料類專業(yè)研究生混合式教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐”（2021YJJG211）；山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“全周期指導(dǎo)課程建設(shè)、推動(dòng)課堂革命的探索與實(shí)踐”（J2019112）

第一作者簡(jiǎn)介：李潔（1979-），女，漢族，北京人，博士，教授。研究方向?yàn)楣δ芨叻肿硬牧稀?/p>