《材料科学基础》课程混合式教学探索

材料科学基础课程是新能源材料与工程专业开设的一门重要的专业理论课，该课程以晶体的微观世界出发，探究材料内部结构、组成、制备工艺与使用性能间的共性规律，对学生的空间思维能力提出了很高的要求；该课程融合了物理化学、高等数学、材料力学等内容，知识衔接紧密，环环相扣。单一的线下教学模式已然不能激发学生的求知欲，教学效果可见一斑。在“互联网+”盛行的新形势下，线上线下双向融合的混合式教学模式已成为高等学校的主流教学趋势 [1]。混合式教学不但可应用多样的线上资源实现课堂教学空间的延伸，还可通过组合资源实现学习形式的多样化，突破了传统教学模式空间和时间的限制 [2]。但是，课程间的基本性质不同，怎样最大化混合式教学模式的优势，这对于每位授课教师而言依然是一个严峻的挑战。本文，作者根据材料科学基础课程教学存在的问题及授课经验，对混合式教学模式进行了初步的探索，旨在提高该课程的教学质量。

1 材料科学基础课程现状剖析

1.1 课程体系庞杂

材料科学基础课程是新能源材料与器件专业核心课程，设置为上、下两个学期授课，共 96 学时，主要内容囊括晶体结构、晶体缺陷、固体中分子及原子的运动、材料的形变与再结晶、固态相变、单组元和二组元相图等，知识体系庞杂，内容繁多且各章节知识点间的衔接性差，学生无法将碎片化的知识以“微观结构 - 宏观性能 - 工程应用”为主线串联起来 [4] ；课程偏向理论、授课内容以基本概念为主，抽象晦涩，学生普遍反映课程难度大，授课进度缓慢。

1.2 教学模式单一

尽管每学期配制 48 学时，要完成四章课程内容，课堂上仍然难以有充足的时间对抽象的理论知识体系展开细致地讲解，且班级里学生对物理化学等基础学科知识掌握程度不同，对相同的授课内容，学生的学习能力和理解力水平有明显差别，单一的线下授课模式不能合理地实现因材施教 [5]。例如，典型金属晶体结构模型是晶体结构章节的重难点内容，其既可建立对晶体结构的基本认识，又对晶体缺陷章节的学习起启下的作用，但在传统教学模式下，由于三维空间想象力的差异，一部分学生始终不能理解只能放弃学习，另一部分学生已熟练掌握，授课时间长，课堂上注意力不集中，导致课堂资源的浪费。

1.3 考核评价体系片面

目前该课程采用过程化考核成绩和期末成绩 ( 闭卷 ) 相结合的考核方式，其分别占整体成绩的 60% 和 40% 。其中，过程化考核成绩是由平时作业、课堂表现及单元测验三部分组成。虽然整个考核体系增加了平时成绩的比重，但过程化考核成绩大部分着重体现学生对知识目标的完成度，能力目标和素养目标的达成度仍然是较低下的，不利于高素质人才的培养。且大部分学生在课堂表现消极，互动参与度较低，学生的创新能力水平和综合素质得不到公平公正地评价。

2 材料科学基础课程混合式教学探索

2.1 优化课程内容

为促进高素质人才的培养，根据新能源材料与器件专业的培养方案，可将课程内容做如下调整：上学期包括原子结构与键合、固体结构、晶体缺陷、材料的形变与再结晶；下学期包括固体扩散、凝固理论、相图及相变。每一学期均遵循探索材料结构 - 性能与应用及制备工艺间相互联系的核心思想完成材料科学基础四章内容的学习，保证了知识的紧密衔接；但课本内容更新缓慢，材料科学发展日新月异，为开拓学生视野，培养学生创新思维，课程内容引入最新科研动态和科学热点的研读和讨论，保证了知识的时效性；师者，传道授业解惑也，教师不仅要帮助学生构建完整的知识结构体系和脉络梳理，更要以潜移默化的方式将思政元素融入课程内容，让学生的思想觉悟更上一层楼，实现知识传授与价值引领共频的教学目标。因此，为全面地达成知识目标、能力目标和素质目标，该课程初采用线上线下混合式教学模式，参照教学内容的重点、难点部分和抽象晦涩程度，对线上自主学习内容和线下教学内容进行了周详缜密的规划，线上自主学习和线下课堂教学分别占 8 和 40 学时，总教学课时量为48 学时。

2.2 丰富线上教学资源

材料科学基础课程线上学习平台为超星学习通。首先，教师在该平台创建材料科学基础课程，并根据优化后的课程内容，上传相应的课程 PPT、教学大纲、授课计划进度表、教案等，让学生在开学前对该课程内容的难易程度、学时安排、重点章节以及教学进度有一初步的了解和心理准备；录制教学视频、重难点内容剖析微视频以及作业、习题讲解视频；绘制各章节内容知识图谱；从网页及中国慕课、爱课程、智慧树及学习通等平台收集一些学习资料，加深学生对抽象内容的理解和弥补教材内容的滞后性；根据历届学生的测验成绩和线上与线下的学习情况，建立与学生学情相符的动态题库、试卷库及作业库，完善课程思政素材库及科研案例库，并时刻关注材料科学前沿的最新研究动态和收集课程思政元素，及时更新。

2.3 完善混合式教学评价体系

为充分体现平时成绩的合理性和公正性，将过程化考核方式细化为课前线上自学、随堂测验、章节测验、课后作业、课堂问答等若干部分。此外，为综合评价学生的成绩，过程化考核增加了科研课题研讨和课程思政。课前，每组学生整理研讨课题相关资料；课后，教师记录和总结每组学生具体的答辩和辩论表现，上传至学习通平台。同时，教师在学习通平台上发布关于课程思政的讨论题或思考题，然后平台统计学生的接受情况，并折合成相应的分数值 [6]。这样，过程化考核成绩在学习通平台上都有理可依和有据可查。而且，为实现高素质人才的培养，平时和期末考试内容可适当地增加开放性综合题，不设标准答案，灵活考查学生运用书本知识的能力题目，考查学生解决实际问题的能力。多元化、多角度的课程考核评价机制可有效地提升教学质量。

结语

本文依据我院新能源材料与器件专业材料科学基础课程目前存在的挑战，从优化课程内容、丰富线上教学资源、构建混合式教学模式以及完善混合式评价体系这四个方面对线上线下混合式教学模式进行初步探索，既发挥了教师的主导作用，又有效地激发了学生学习的主动性，提升了教学效果，实现了价值塑造、知识传授和能力培养地有机统一。

参考文献

[1] 杨力 . 高校混合式教学质量影响因素分析及对策 [J]. 教育教学论坛，2021, 13: 123-126.

[2] 刘瑞平 , 许晨阳 , 黄啸 , 等．基于 SPOC 的材料科学基础线上线下混合式教学模式的改革与实践 [J]．高教学刊 , 2021, 12(7):145-148.

[3] 李 囡 , 孔祥照 , 骆雨辰 , 等 . 基于云班课的混合式教学模式在系统解剖学中的应用 [J]. 解剖学杂志 , 2021, 44(6): 540-542.

[4] 王金晓, 梁 玮, 李 伟, 等. 材料科学基础课程线上线下混合式教学实践[J]. 高教学刊 , 2023, 24: 124-127.

[5] 付萌 , 黎相明 . 以创新思维和能力培养为导向的材料科学基础课程教学改革研究 [J]. 化工教学，2023, 49(11): 127-130.

[6] 王 香 , 刘二宝 , 周惠敏 , 等 . 线上线下混合式教学联动课程思政教学模式——以材料科学基础课程为例 [J]. 高教学刊，2023, 24: 45-48.

作者简介：

李凤，1989 年2 月，女，河南信阳，新能源材料与器件，副教授，博士。

黄金昭，1979 年10 月，男，山东临沂，新能源材料与器件，教授，博士。

致 谢： 山 东 省 研 究 生 教 育 教 学 改 革 研 究 项 目 面 上 项 目（SDYJSJGC2023043），以过程性评价为抓手的教学生态探索与实践；济南大学研究生课程思政示范课建设项目（YKCSZ202405）。