混合教學模式在“功能材料”課程的應用
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摘 要：移動互聯網技術的普及與發展，催生出了“互聯網+教育”這一先進的教育理念。隨著各種教育在線平臺在高等院校中的建立，線上線下混合教學模式已經被越來越多的任課教師引入課堂教學，并且成為將“水課”提升為“金課”的有效手段之一。構建《功能材料》課程線上線下混合教學模式，利用互聯網共享平臺，將“線上”云數據庫中豐富的教學資源與“線下”師生互動的課堂教學有機結合，既有效地培養了學生的自學能力、創新能力和終生學習能力，也實現了教師“因材施教”的主導作用，從而提高了課程的學習效果。
關鍵詞：教學;混合教學模式;移動互聯網;功能材料
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.206
1 引言
《功能材料》課程是為材料類專業本科生開設的一門專業課。由于功能材料已經被納入了“戰略新興產業”[1]和“新工科”[2]范疇，所以本課程擔負著為戰略新興產業培養具有工程實踐能力強、創新能力強和具備國際競爭力的高素質復合型“新工科”人才的重任。然而由于功能材料具有多學科交叉、知識密集、種類繁多和更新快等特點，采用傳統教學方法進行教學活動時常常會面臨諸多問題。主要表現為：（1）教學內容多而授課課時數少。功能材料包括電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物學和放射性功能及其相互轉化功能的高技術材料[3]，將種類如此繁多的各種功能材料在32學時里完成講授，采用傳統教學方法很難保證教學質量，因此必須尋找一種高效率的課堂教學模式。（2）以老師講授為中心的傳統教學方式難以激發學生的學習興趣。由于材料的功能大都對應于微觀物質的運動，是以量子力學為基礎，涉及復數域的二階偏微分方程的求解。已經發現課堂上任課教師過多地進行公式推導，不僅占用大量課上時間，而且會使部分基礎較差的學生因為接受困難而放棄聽講，因此必須尋找一種以學生為中心的翻轉教學模式。（3）教材內容更新嚴重滯后于功能材料學科發展。功能材料是利用現代科學技術，多學科交叉的知識密集型產物，是材料學科最活躍的研究熱點，每年有數以千計的新型功能材料問世，各類功能材料的更新換代周期也越來越短。而教材的編寫出版流程包括組建編寫人員、分配編寫任務、編寫、送審、修改和編輯出版等環節，因此教材不能將最新的功能材料研究成果編入書中，尋找一種不拘泥于教材，教學內容“漸進式”更新的教學手段已迫在眉睫。
互聯網技術引領的教育信息化為解決上述教學困境帶來了希望。中華人民共和國教育部2018年4月13日發布了《教育信息化2.0行動計劃》[4]，該計劃明確指出我國將在2022年建成“互聯網+教育”平臺，為構建“互聯網+教育”背景下的人才培養新模式提供硬件保障。本文對互聯網平臺支撐下的“功能材料”課程的構建，以及采用“翻轉課堂”[5]與“混合教學”[6]模式進行了探索與分析。
2 線上資源建設
混合教學模式的教學效果在很大程度上取決于線上教學資源的建設質量。在線上教學資源建設時，首先要確定課程的授課內容。為了使本門課程能夠支撐培養具有長安大學辦學定位和行業特色的材料類本科人才這個培養目標，本門課程授課內容包括緒論、材料的電子結構與物理性能、電性功能材料、磁性功能材料、光學材料和功能轉換材料等章節。然后針對上述課程的教學內容逐一進行知識點分解，并根據各個知識點的具體情況確定適當的教學方法。最后精心準備混合教學資源，并將其上傳至長安大學網絡教學平臺上?；旌辖虒W資源不僅包括電子課件，還包括授課視頻，以及與之配套的在線練習題目和測試題庫等。為了提高課程內容的更新速率，授課視頻采取屏幕錄制加講授即可[7]。
3 線下課堂教學設計
為了更好地實施混合教學模式，對教學過程進行了精心設計。在課前，通過網絡向學生發布在線預習通知。學生可以利用平臺上發布的混合教育資源進行在線學習，并完成在線測試。如果在線自學過程中遇到問題，可以在討論區進行在線討論，也可以在留言區留言以便教師在線下課堂上進行講解。這樣可以使每個學生都帶著較好的知識基礎走進教室，從而充分保障課堂教學的質量。教師在學習平臺上可以進行教學監控，收集學生的在線學習信息。這種變被動學習為主動學習的方式可以提高學生的自學能力。
在課堂上，教師針對課程的重點、難點或者學生在線學習過程中反饋回來的共性問題進行講解。這樣可以避免了傳統教學模式中教師以完成教學任務為目的，而不顧及學生學習效果的現象，也使教學過程形式化、空洞化和寬松化趨勢得到遏制。對那些適合翻轉教學的知識點盡量組織學生進行翻轉教學。通過設計一些有針對性的、有啟發性的、開放式的問題，讓學生進行分析和分組討論。這種研討式、探究式和協作式學習方式可以有效激發學生的學習興趣。
在課后，學生不僅要在線完成課后作業以鞏固課堂教學的知識點，而且要給學生布置一些知識綜合型或知識拓展型的學習任務，使學生將片段式的知識點系統化和延伸化。例如，在講完光學材料這一章之后，給學生布置這樣的作業：簡單敘述顯示器的發展歷史并說明各類顯示器的工作原理。這個題目把光致發光、射線致發光、等離子體發光、半導體發光和液晶控光等發光功能材料用顯示技術串聯起來。在說明顯示器工作原理時因為涉及光學、電磁學、電子電路控制、電子器件和材料加工與封裝等其他學科的知識，可以使學生知識體系立體化，從而提高了學生的創新能力。再如，在講完超導材料這一節時，給學生布置這樣的作業：綜述近十年超導材料的發展狀況。由于每年都有新型超導材料被開發出來，而這些內容在現有的教材中沒有體現。學生通過學校電子圖書館中的數據庫進行文獻檢索、文獻閱讀、文獻整理來完成作業的同時，其科學研究能力和終生學習能力都得到了鍛煉和培養。
4 總結
混合教學模式是強調“線上線下混合”、“課內課外混合”的教學模式，是體現“以學生為本”教學理念的有效手段。教學實踐結果表明，混合教學模式不僅能夠激發學生的好奇心和探索欲望，而且可以更好地鍛煉了自學能力、融會知識能力、分工協作能力、語言表達能力、科學研究能力、創新能力和終生學習能力，讓教師在教學活動中受到學生的啟發和知識的豐富。
參考文獻：
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[7]趙國棟.微課、翻轉課堂與慕課實操教程[M].北京：北京大學出版社，2015.
基金：1.“長安大學2019年中央高校雙一流引導專項資金本科教學建設項目”，項目編號 ：300104293107;2.“中國交通教育研究會2018-2020年度交通教育科學研究項目”，項目編號：交教研1802-361.
作者簡介：周振君（1964-），男，吉林長春人，博士，教授，研究方向：材料科學與工程專業教育教學方法研究。
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