“材料工程传递现象”课程应用翻转课堂教学模式后的思考

[摘 要] “材料工程传递现象”课程是该文作者所在学校材料科学专业本科生的专业基础课。该专业学生通过本课程的学习，掌握有关传递现象的基础知识，熟悉动量、热量、质量传递三种传递的基本原理，并能对一些材料相关传递问题进行分析，培养学生独立思考、分析及简化问题的能力。传递现象理论知识具有理论性强、公式纷繁复杂、内容涉及面广的特点，而传递现象知识在材料领域的实践应用具有前沿性和针对性强的特点。基于翻转课堂的理念，该文对优化与更新教学内容、融合多元化教学模式、建立多元化教学评价体系等几方面进行探索，并对翻转课堂教学模式应用于材料工程传递现象课程教学后予以思考。

[关键词] 材料工程传递现象;翻转课堂;本科生

[基金项目] 上海市教委本科重点建设课程项目“材料工程传递现象”;上海理工大学优质在线课程建设项目“材料工程传递现象”

[作者简介] 沈淑玲，上海理工大学材料科学与工程学院教师。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0210-02    [收稿日期] 2019-12-02

一、材料工程传递现象课程对材料科学专业本科生的重要性

材料是发展现代工业的基石，是现代高新技术发展的基础和先导，推动着人类文明的进步。材料涉及国民经济和社会发展的方方面面，有力支撑着创新型国家的建设。材料工业的发展，在很大程度上将影响到整个工业部门，特别是先进制造业的发展。

二、传统模式下材料工程传递现象课程教学存在的问题及翻转课堂的优势

（一）材料工程传递现象课程的特点

材料工程传递现象主要涉及动量、热量、质量传递三种传递的理论知识和在材料领域实践应用两方面。动量、热量、质量传递三种传递的理论知识具有理论性强、公式纷繁复杂、内容涉及面广的特点，而传递现象知识在材料领域的实践应用具有前沿性和针对性强的特点。要想学好材料工程传递现象这门课还要具有较强的物理和高等数学知识基础。

（二）被动学习环境下，学生创造力和自学能力欠缺

关于如何提高学生对理论性比较强的课程的学习效果，一直是教育工作者思考和讨论的问题。可以肯定的是，传统的材料工程传递现象课程教学方法和技巧具有负面影响。在传统的材料工程传递现象课程教学方法中，教师很积极，学生却只是倾听并做笔记，学生对自己的学习没有责任感。以这种方式接受教育的学生他们获得的是基于记忆的信息，而不是能够通过解决问题来质疑和提出解决方案的创造性。这也会影响学生的积极性和自学能力。然而，只有具有高度自学能力的学生，才能真正独立解决难题，取得更大的成就。这就是为什么在规范教育活动中除了使学生在材料工程传递现象课程中获得更高成绩的同时考虑如何提高学生自学能力的问题。

（三）翻转课堂的特点及优势

翻转课堂是一种教学策略，是一种混合式学习，通过在教室外提供教学内容（通常是在线）来颠覆传统的学习环境[1-3]。翻转课堂的教学形式由来已久，但真正普及要从2007年开始。最初是由于美国科罗拉多州一所高中的Jonathan Bergmann和Aaron Sams两位老师为了补救学生缺课问题而将教学内容上传至Youtube，让缺课学生自己学习[4]。在这种教育模式中，学生课下观看教学讲座的视频，而课堂时间则用来讨论和解决在传统课堂中可能被指定为作业的问题（如图所示）。上课时间由传统教学模式下的老师为主体变为更高级的学生提问、实验和解决问题。学生的参与度、积极性和创造性得到充分提高。

三、将翻转课堂应用于材料工程传递现象课程教学遇到的问题与思考

不同于高度重视个人主义和独立学习的西方学生，由于我们国家长久以来的教学模式都是教师为主体的传统教学法，学生从小学到高中都是在传统教学模式下学习，学生被认为是被动学习者，他们自己也倾向于作为一个群体学习，并依靠老师作为主要的知识信息来源。因此，在材料工程传递现象课实施翻转课堂教学的过程中，我们发现，学生会感到某种程度的迷失，对如何在翻转课堂中扮演学生角色不知所措。所以，在目前的课堂教学中，不适合完全放弃传统教学模式而全部采用翻转课堂方式，应该是翻转课堂和传统教学方法相结合的混合式教学模式[5-6]。

翻转课堂教学模式虽然有利于提高学生的学习兴趣和课堂参与度以及培养学生的自学能力和解决问题的能力，但是針对我们国家学生的特点、以往的教学模式以及材料工程传递现象课程的特点，可以借鉴翻转课堂教学方法，在材料工程传递现象课堂不适于完全采用翻转课堂的教学模式而彻底摒弃传统教学模式，应该是采用两种教学模式相互融合的混合教学模式。

参考文献

[1]Ruiz JG，Mintzer MJ，Leipzig RM.The Impact of E-learning in Medical Education[J].Acad Med.2006，81：207-212.

[2]Foertsch J，Moses G，Strikwerda J，Litzkow M.Reversing the Lecture/Homework Paradigm Using eTEACH（r） Web-based Streaming Video Software[J].Journal of Engineering Education，2002，91（3）：267-274.

[3]Rotellar C，Cain J.Research，Perspectives，and Recommendations on Implementing the Flipped Classroom[J].American Journal of Pharmaceutical Education，2016，80 （2）：34.

[4]Tucker B.The Flipped Classroom：Online Instruction at Home Frees Class Time for Learning[J].Education Next，2012，1：2-83.

[5]楊宇翔，黄继业，吴占雄.线上线下混合教学模式实施方案设计[J].课程教育研究，2015（5）：3-4.

[6]Ginns P，Ellis R.Quality in Blended Learning：Exploring the Relationships Between On-line and Face-to-face Teaching and Learning[J].Internet and Higher Education，2007，10（1）：53-64.

Reflection on the Application of Flipped Classroom Teaching Model

in the Course in Material Engineering Transfer Phenomena

SHEN Shu-ling

（School of Materials Science and Engineering，Shanghai University of Technology，Shanghai，200093，China）

Abstract：Material Engineering Transfer Phenomena is a basic course for undergraduate students majoring in material science.Through the study of this course，students of this major can master the basic knowledge of transfer phenomena，get familiar with three basic transfer principles of momentum，heat，and mass，and analyze some materials related transfer problems，so as to cultivate their ability to think independently，analyze and simplify problems.The transfer phenomenon knowledge is theoretical with complicated formulas and extensive contents，while the application of transfer phenomenon knowledge in the material field is leading-edge and targeted.Based on the concept of flipped classroom，this paper explores ways of optimizing and updating the teaching content，integrating diversified teaching models，establishing diversified teaching evaluation systems and other aspects，and reflects on the application of the flipped classroom teaching model in the course on Material Engineering Transfer Phenomena.

Key words：Material Engineering Transfer Phenomena;flipped classroom;undergraduates