信息技術下的工程材料學混合式教學

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摘要：利用多媒體信息和互動交流平臺，實現課上課下聯動、傳統和現代融合，多維度、信息化、立體化教學是提升教學質量的有效手段。通過信息化手段對工程材料學進行了混合式教學改革，提升了學生學習能動性，加強了對專業知識的掌握，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：材料學科；信息技術；混合式教學

隨著“互聯網+”時代的到來，各種信息化手段已深度融入大學校園。微課、慕課及“翻轉課堂”等信息化教學方式的普及給教學改革帶來了深刻影響。充分利用基于信息化手段的多媒體信息和互動交流平臺，實現課上課下聯動、傳統和現代融合的多維度、信息化、立體化教學模式是提升教學質量的有效手段。

一、可行性分析

（一）課程教學現狀基于信息技術的混合式教學模式在學時較多的公共課程（如形勢與政策、心理健康教育等）大班教學中的應用較為普遍，且效果理想，很大程度上解決了師資力量不足的問題。許多理工科專業課存在授課內容多，課時壓縮較大的問題，授課教師多采用講授為主、PPT教學為輔的教學模式，學生被動接受，缺乏主動參與，不能調動學習主動性，教學質量出現不同程度的下降。武漢科技大學金屬材料工程系近年來一直承擔全校工程材料學課程的教學任務，機械類、工業工程、車輛工程等專業將其作為專業必修課程，選課學生多，課程內容涉及金屬學原理，金屬的塑性加工，金屬熱處理等金屬材料工程專業的主干課程，但受限于24學時，任課教師的授課壓力較大。為保證教學進度，仍以教師課堂講授為主，并結合課堂練習和習題課的傳統教學模式，教學效果不甚理想。從近年來學生考試結果來看，學生對材料學基礎知識的掌握程度較差，卷面成績下滑明顯，說明采用傳統課堂教學模式已經越來越難以達到理想的教學目標，教學模式的改革已迫在眉睫。

（二）可行性分析許多研究者在工科專業課程混合式教學模式改革方面做出了有益的嘗試。王毓章等把翻轉課堂理念引入基礎化學課程混合式教學，提高學生的學習主動性，提高學生學習效率，達到了良好的教學效果[1]。盧樹華等利用“互聯網+課程”思想，優化傳統教學方法，突出多源性、立體化和信息化教學手段，構建傳統和現代融合的大學物理教學模式[2]。郭娜娜等利用信息化手段增加學生在材料科學基礎授課過程中的參與度，提高學生自主學習能力，提升了課程教學質量[3]。楊雪銀結合工程材料和機械制造基礎的課程結構，結合信息化手段對混合式教學模式進行研究，強化了對學生學習過程的控制，引導學生放棄突擊過關心理，重視平時學習和實踐能力的鍛煉，提高了教學效果[4]。混合式教學模式對教學質量的提升作用已經得到了實踐的驗證。

二、教學方法和效果

（一）教學方法本文于2019-2020學年第一學期承擔了機械學院兩個本科教學班的工程材料學教學任務。教學班1共82人，延續傳統課堂教學方法；教學班2共104人，在教學過程中引入信息手段對傳統教學方法進行混合式教學改革，通過期末考試卷面成績分析評價混合式教學效果。根據課程教學大綱及歷屆教學班課堂作業情況和考試試卷分析結果，確定學生掌握較差的重難點、知識點，針對性地修訂教學目標，規劃線上課程（著重一般知識點）和線下課程（著重重難點、知識點）課時分配及教學進度安排，制定考核方式及成績組成。學生利用智慧樹教學平臺上的視頻課程完成對知識點的自學，通過平臺測試反饋系統考察對知識點的掌握程度，針對性地制定課堂教學模式，重點對學生掌握不好的知識點進行講授或討論。通過對比試點教學班和普通教學班的考試成績，結合學生問卷調查情況，對混合式教學模式教學效果進行評價，將評價結果用于指導新一輪課程的分析、規劃、設計和實施。整個混合式教學模式實施框架圖如圖1所示。

（二）教學效果評價混合式教學的效果評價通常可以從課堂簽到、課前預習、課后作業、隨堂測試，以及期末考試等多個方面進行全方位評價，最后的總成績通常包括以上多個項目。為了和采用傳統教學方式的班級進行對比，僅從期末考試卷面成績對混合式教學效果進行初步評價。表1中列出了近年來本文承擔學校工科專業工程材料學課程選課人數與卷面平均分。可以看到，從2014-2015到2018-2019學年，盡管期末考試題均由工程材料學課程題庫中抽取，并保持難度基本相當，但卷面成績卻由80分左右逐漸下降至69分左右。在2019-2020學年第一學期工程材料學期末考試中，延續傳統教學模式的教學班1平均分數為69.93，與2016-2017學年第二學期和2018-2019學年第一學期的成績相近。教學班2平均分數為72.37，明顯高于教學班1。結課后隨機調查了教學班2的33位學生，近85%學生（28/33）對于新的教學模式表示滿意。

三、結語

混合式教學模式在工程材料學課程中的應用取得了初步效果。信息化手段豐富了學生獲取知識的方式，對學習能動性的提升有一定幫助。同時，混合式教學有助于學生對專業知識的掌握，這從期末考試卷面成績的提升得以印證。對于混合式教學模式的應用仍然處于探索階段，還需要通過更多方面的手段對教學效果進行全面評價，如通過平臺測試反饋系統考察學生對知識點的掌握程度，比較試點教學班和普通教學班的課堂活躍度、考試成績等，最終將評價結果用于指導新一輪課程的分析、規劃、設計和實施，有效提升工程材料學的教學質量。

參考文獻：

[1]王毓章,劉轉利,孫莉峰,等.基于反轉課堂的混合式教學模式研究與實踐[J].科教論壇,2019（4）：42-43.

[2]盧樹華,田方,王麗輝.大學物理教學信息化探討與實踐[J].大學物理,2019（38）：47-51.

[3]郭娜娜,方曉英,谷萬里,等.《材料科學基礎》課程的教學改革探索[J].機電教育創新,2019（3,）：174-175.

[4]楊雪銀.混合式教學在《工程材料與機械制造基礎》中的應用[J].農機使用與維修,2019（4）：73-74.

作者：胡騫 黃峰 劉靜 宋述鵬 吳雋 單位：武漢科技大學