材料专业在线课程建设与思考

秦岩+彭进波+梅启林

【摘要】本文以当下在教育领域大规模开放式在线课程的蓬勃发展为背景，阐述了在线课程改革的必要性和可行性。并以材料科学专业课程为例，针对当前此类课程的教学现状，阐明在线课程改革给此类课程所带来的挑战和机遇，并结合具体教学过程给出了教学改革的一系列的具体性措施。

【关键词】教学改革；在线课程；MOOC；材料学科

【中图分类号】TH140-4；G434 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）09-0016-02

在当今数字化时代，网络技术与信息和通讯交流技术（ICT）的爆炸式发展，对人们的生活及社会的各行各业的业态产生了深远的影响，导致了在全世界范围内各个行业的技术革新与体制改革，推动了行业的进步与时代的发展[1-2]。在教育行业，慕课（MOOC）与翻转课堂的出现，改变了传统的教育模式，引发了全世界范围内的教學体制改革。

MOOC是一种大规模在线开放课程，相比于传统的教学模式，它具有大规模性[3]，开放性，自主性等特征。它的出现和发展对传统教育模式进行了优化，使得优质教学资源全民共享，推动了教育公平性，推进的学习型社会的发展，同时也给高职教育带来了新的机遇。在美国，实践证明：在慕课和翻转课堂的教育模式下，学生的学业质量得以提升，学习动机得以增强，师生关系更为密切，同学之间相互帮助，合作学习，同时教师工作满意度有效提升，家校关系更为密切[4]。基于在线课程改革对教育行业带来的深远影响及机遇，本文以材料科学专业课程为例，分析了当前此类课程在教学管理上的现状，阐明在线课程改革给此类课程所带来的挑战和机遇，并结合具体教学过程给出教学改革的一系列的具体性措施。

一、目前材料科学专业课程的教学现状

1.教学形式单一

目前材料科学专业课程大体还是以“人-人”教学形式为主，即教师在教室与学生面与面教学。教师从绪论开始，到课程最后一章结束，采用灌输形式向学生传授知识。这种教学形式不仅枯燥乏味，同时还忽略了学生是否听懂，能否及时消化吸收所掌握的知识，甚至忽略了课堂应有的提问与讨论[5]。这种填鸭式的教学方式，造成学生对教师所讲专业知识难以理解、不知所云，从而产生厌学情绪，导致学生接收专业知识能力提高受限，进而使教学效率降低。当然，也有一些课程老师选择使用多媒体教学形式，使用PPT教学，在其中添加一些生动的图片或动画，虽然仍未摆脱“人-人”教学的形式，但是提高了教学吸引力，在一定程度上激发了学生的学习兴趣。

2.部分课程理论性强

材料学科专业课程注重逻辑严谨，科学系统，部分课程的内容大多是一些新概念、新理论，其中涉及一些定义和公式等偏重于理论的知识，需要学生花时间去理解和掌握。而当代大学生普遍存在自控能力差，学习不刻苦，吃苦精神不强等问题，对于这些理论课程容易产生抵触情绪，学习积极性不高。这无疑加大了教师的教学难度，直接影响教师的课堂效率和教学效果。

3.课程内容多，学时数不足

材料学科是一门多属性交叉学科，涉及物理、化学、生物、机电等其它学科知识。因此，学生在学习材料科学专业课程之前，需要学习诸如《大学物理》、《高等数学》、《无机化学》、《工程制图》等其它大类学科的课程。而且对这些先修课的掌握程度要求比较高，占据了学习培养计划中的大量课时，导致材料科学专业课程的学时数不足，教学难度加大。而教师往往为了完成教学任务，加快讲课进度，让学生们感觉材料学科课程学习难度大，影响了学生的学习效率和学习效果。

二、在线课程改革的可行性

在线课程自从出现以来经历了从开放式课程（OCW）、开放教育资源（OER）到大型开放式网络课程（MOOC）的发展历程。相比当前教学背景下的“人-人”教育形式，在线课程则是采用“人-网络-人”的教学模式，其理念更加新颖，思维更加宽泛、方式更加便捷。在线课程不仅继承了传统课程中的教学内容、课后习题和思考题等，而且以在线的形式为老师和学生提供了一个互动平台。学生和教师通过互动式平台的交流学习，不再局限于时间和空间的限制，学生可以随时随地的学习与讨论，同样教师也能及时的解答学生提出的疑问。在线课程创造了一种新的学习生态系统，诞生了一种全新的教育理念[6]。

1.在线课程具有开放性

开放性是在线课程的首要特点，在线平台通过互联网的形式将学习资源公开化，面向全世界范围内的学习者开放。最新形式的在线课程-MOOC将全世界一切有用的、优质的学习资源收集在一起，然后低价的甚至免费的提供给需要学习的学习者，并赋予了学习者重复和循环利用、修改及传播资源的权利。这种开放式的教育模式最大限度地突破了学习条件的制约，有效的利用了教育资源，使其价值最大化。

2.在线课程具有大规模性

当下，在线课程已经发展至大规模开放在线课程（MOOC）的形式，其相比于传统的教学形式具有大规模性。具体表现为以下几个层次：（1）学习群体的大规模。MOOC面向全世界范围内的个体免费注册，且对注册人数没有限制。因此一门课程的学习者可能有成百上千甚至上万人同时学习。这种学习群体的大规模避免了传统教育形式下的空间限制，即节约了教学资源又提高了教学效率。（2）课程体系的大规模。MOOC面向所有专业课程开放，任何专业课程都可以借助相应的技术手段，在MOOC平台上创建自己的专业课。然后通过互联网的形式提供给任何有需要的学习者学习，实现了在线专业课程体系的多样化、大规模化及全面化。（3）内容形式的大规模。MOOC不仅包含了传统教学的教材内容、课后习题等，还包括各种音频，视频以及电子相册等多媒体教学，同时还提供了交互性的论坛和讨论区，搭建了一种形式多样化的学习平台，实现了学习者的自主学习、互动学习和合作学习。（4）数据的大规模。MOOC平台上所记录的数据具有大数据的特点，即大容量（Volume）、高速度（Velocity）、多样化（Variety）、真实性（Veracity）、高价值（Value）、可视化（Visualization）[7]。这种大数据特征，实现了教学内容的全面性，同时也避免了传统教学中出现的学时数不足的问题。

3.在线课程具有实时性

不同于传统的教学形式，在线教学存在了一定的自由性，学生可以随时进行课程学习，同时还能够随时和老师进行交流沟通。这打破了时间的限制，使学习者可以充分合理的利用学习时间。同样，这也要求老师和学生双方经常在线，以便随时进行疑问解答，或者是双方进行在线的课程讨论。当然，有些老师可能承担了许多教学任务或科研任务，不能及时与学生进行沟通学习，也可以通过指定专业的课程助教，实时的解答学生提出的问题。同时，由于在线课程大规模性，有许多学习相同课程，兴趣相投的学习者也可以实时进行在线交流互动，互助帮助，合作学习。

由此可见，在线课程是一种开放的、互动的、便捷的教育新模式。它创造了一种全新的教学理念和教育形式，促进了全球优质教学资源的共享和开放，推动了全球教育事业的发展。因此，在线课程教学改革是可行的，也是十分必要的。

三、材料科学专业在线课程改革具体性措施

材料科学专业课程是材料类专业的核心课程，其涉及的专业知识是材料科学专业学生必须学习和掌握的专业能力和技能。因此，必须选择合理地教学模式，使用科学的教育方法。考虑到材料科学专业的目前现有的教学情况，开放式在线课程具有开放性，大规模化，实时便捷等优势的条件，因此引入这种新型的教学形式，对材料科学专业课程进行在线课程改革进行探索可以提高材料科学专业课程的教学质量。

1.课程资源的整编优化

课程资源的优化主要是对教学内容的规范化和标准化。MOOC是大型开放的共享平台，其具有大规模性，收集了全球海量的教学资源，内容丰富驳杂，因此需要对创建的课程进行严格的管理。教学内容的规范化和标准化，便于课程资源的检索和运用，同时也可以增加相似甚至相同资源之间关键信息的描述，并应用智能关联推荐技术帮助用户快速查找自己所需的教学资源。目前现行课程资源建设的代表性产业标准分别有ULF（Universal Learning Format）、SCORM（Sharable Content Object Reference Model）以及IMS（Instructional Management Systems）等[8]。在实际改革过程中，需研究各类专业教学内容的标准，对教学资源中涉及的专业性概念和理论进行规范化，并结合各类高校在线课程建设的实际应用需求以及各专业课程的实际特点，对课程知识点进行层次分明有条理的梳理整合，形成科学合理的、便于理解的、规范的以及可操作的在线课程教学资源。同时，对于相似或相同课程，研究课程间的关联信息描述方案，增强课程资源之间的紧密联系，形成课程资源的有序组织。

2.教学方法的革新优化

考虑到传统填鸭式的教育形式太过单调，学生很难提高学习兴趣，导致教学吸引力底下。在线课程需要在教学方法上进行革新优化，即使用多元化的教学手段，提高教学吸引力。MOOC 是大型开放的教学资源共享平台，其是由教师、学习者、学习资源和共享平台 4 个元素组成。与传统的授课形式相比，MOOC 这一开放性的平台式在线教学极其重视老师和学生在学习过程中的体验和感受，采用多元化的教学手段，可以让学生在在线课程的学习中体验到新鲜感，提高学生对课程的学习兴趣。比如，在 MOOC平台的课程学习过程中，可以添加一些具有吸引力的课程背景知识和拓展知识，使学生能够更加深入的了解这门课程，培养学生的学习兴趣。再如，充分利用多媒体教学的优势，在在线课堂中添加一些模拟实验，影视拓展等相关资源，可使学生更加直观深刻的掌握所学知识。又如，在MOOC平台中设置开放讨论区，老师和学生可以在讨论去自由探讨课程相关内容，在能够很好的及时的解答提问者所提问题的同时，也带动了学习效率。而这在传统的教育模式下是难以实现的，因为传统课程内容和进度需要受到该课程的教学大纲的约束。

3.学习评价和认证机制的建设

学生的课程成绩是反应学生的课程学习是否达标的重要指标，同时也是考核学生掌握专业技能的重要依据。由于在线课程的多元化教学模式，现有的学习评价和认证机制已经不能够完全符合教学要求。因此，需要建立和完善在线课程学习质量评价及认证机制，科学和严谨的来评定并认证学生的在线课程学习成绩。目前，大多数在线课程还是通过在线测试来作为成绩考核的主要依据，但这种方式太过简单化，学生可以通过互联网查询试题答案，导致不能够真实的反映学生的学习成绩。为了能够真实、客观、公平的反应学生学习在线课程的情况，我们可以考虑将学生的在线学习过程情况与线下试题考核结合起来进行科学评价。而对于学生的在线学习过程情况的考察，我们可以通过监测和采集学生的在线学习过程数据，看学生学习课时和学习时长是否达标。为避免学生出现挂机现象，还可以考察学生在讨论区的活跃度以及回答讨论区问题的质量等情况。从而，制定出一种多元的在线课程学习质量评价及认证机制的解决方案。

四、结束语

通过对在线课程的可行性的分析，结合目前材料科学专业教学现状，分析了材料学科在线课程改革的必要性，并提出了几点关于材料科学专业在线课程改革的具体性措施，科学的为材料学科在线课程建设提供了参考。

参考文献

[1]王伟.大数据环境下的管理信息系统课程在线教学改革探索[J].福建电脑，2017，01：64-65.

[2]陈玉琨，田爱丽.慕课与翻转课堂导论[M].华东师范大学出版社.2014.07.

[3]Ken Masters. A Brief Guide To Understanding MOOCs[J]. The Internet Journal of Medical Education.2009.1（2）：1-6.

[4]Kathleen Fulton. The Flipped Classroom： Transforming Education at Byron High School[J]. THE Journal.2012.39（3）：18-21.

[5]赵红，张洪信，王玉林，陈焕明.慕课时代《汽车设计》教学改革与对策研究[J].教育教学论坛，2016，27：106-107.

[6]徐松芝，刘嘉诚，林晓兰，彭涛.土木工程材料课程教学改革与实践[J].扬州大学学报（高教研究），2014，S1：19-21.

[7]秦学明，孟红娟.大规模开放在线课程的特征分析及其发展反思[J].软件导刊（教育技术），2015，03：27-29.

[8]趙厚福，于连民，洪智凤.国际数字化学习标准纵览[J].电化教育研究，2009，（1）：29 -35，45.

作者简介： 秦岩（1967-），男，安徽芜湖人，武汉理工大学教授，从事研究聚合物基复合材料。