基于MOOC+雨课堂的《材料科学基础》混合式课程探索与建设

张 进 张春梅 李松霞 黄本生 张德芬

（西南石油大学新能源与材料学院 四川·成都 610500）

0 引言

教育部关于一流本科课程建设的实施意见中指出：课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。为贯彻落实习总书记关于教育的重要论述和讲话精神，必须深化教育教学改革，并把改革成果落实到课程建设中，全面开展一流本科课程建设，并通过三年左右时间，建设万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程（双万计划）。

在“双万计划”中，有关一流本科课程界定为5种，其中线上线下混合式一流课程主要指基于慕课，专属在线课程（SPOC）或其他在线课程，运用适当的数字化教学工具，结合本校实际对校内课程进行改造，安排20%-50%的教学时间实施学生线上自主学习，与线下面授有机结合开展翻转课堂、混合式教学，打造在线课程与本地课堂教学相融合的混合式“金课”。在具体指导意见中还特别倡导基于国家精品在线开放课程应用的线上线下混合式优质课程建设。

1 《材料科学基础》教学面临的主要问题

西南石油大学是国家“双一流”世界一流学科建设高校，新能源与材料学院是一流学科建设的重要支撑力量。《材料科学基础》是材料类专业的专业核心课程，对学生的知识结构搭建起着承上启下的作用，也是培养一流材料类人才的重要基础课程。《材料科学基础》的授课对象为整个新能源与材料学院的所有二、三年级阶段本科生，本课程对学生的知识结构搭建发挥着关键作用。当前，我院《材料科学基础》的课程与教学改革主要存在以下问题：

（1）基于OBE教育理念建立以“学习成果产出”为导向的新型教学模式在高校教师中虽已形成了共识，但并没有很好的落实在具体的教学行动中；

（2）国家层面上已经对“课程思政”做了顶层设计，但基层教师对“课程思政”的教育理念和重要作用认识不够；

（3）《材料科学基础》的基础理论难度大，内容较多，而现有课堂学时安排存在不足，学生有畏难情绪，难于实现“两性一度”的课程内容要求；

（4）教学方式及方法较为单一，线上平台和线下智慧教学工具的配合应用不够娴熟，学生的课堂参与度不够，学习积极性、效率不高，师生课堂互动及教学反馈流于形式，缺乏教学环节的全过程性考核，导致学生的自我学习的驱动力不够。

2 课程建设与实施

2.1 建设理念

首先是基于OBE理念加强学生学习及思维能力培养，针对学生学习基础、能力的不同，始终坚持以学生为中心，从教学内容重构、教学方式创新、学习的过程性评价等方面，重视学生学习过程的成就感；在基本知识讲授的基础上，将科学成果、工程案例的材料学问题融入教学内容，开展基于问题、项目的学习策略，促进学生学习和思维能力的提升。其次，将课程思政的育人理念融入课程教学全过程，“教育者先受教育”。作为授课教师，首先必须认真学习教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》的文件精神，并积极探索将“课程思政”理念融入课程内容设置、教学方法设计、考核评估等课程管理和教学各环节，如将马克思主义哲学观和教学内容相结合；围绕社会主义核心价值观给课程树魂。通过充分挖掘《材料科学基础》课程蕴含的思政元素，运用“润物细无声”的方法体现情感和价值引领，引导学生用正确的立场观点和方法看待事物，分析问题，认识社会，不断推进《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》和《普通高等学校专业认证标准》的全面落实，让学生学好专业知识的同时，加强对学科、专业的理解，增强对材料学科的热爱，努力实现思想、价值引领。

2.2 建立线上平台+线下智慧教学工具+微视频的教学模式

2017年11月，本课程基于校级课程中心+学习通尝试进行课内外的混合式教学，在前期反馈的基础上，经过教务处领导的大力支持，2020年开始尝试采用大连理工大学赵杰教授的《材科科学基础》国家级精品在线开放课程进行SPOC混合式教学，增加了每周2学时的线上学习要求，搭建了线上慕课平台+线下智慧教学工具+微视频的学习平台和情境。基于“互联网+”的智慧教学理念，充分利用慕课平台视频、电子课件、单元测试、讨论区等线上模块和学习通、雨课堂和QQ课程群线下教学工具进行教学互动；并结合自身课程特点分层次、分模块录制微课视频（包括基本概念，重难点内容，拓展学习等），充分发挥微课视频在新课导入、知识理解、提高和衔接中的作用，有效激发了学生学习兴趣，提高学习主动性。

2.3 课程资源应用及组织实施情况

《材料科学基础》课程内容抽象、概念性强，为提高学生学习效果，课程资源的应用需要体现在课前预习，课中学习和课后复习三个环节。

课前，教师下发教学公告，包括学习资源和任务要求，让学生明确该次课程的学习内容、学习目标以及教学内容的重点和难点。上课过程中，对于基础理论教学内容，在课堂上常采用启发式、互动式等教学方法，力求讲授生动活泼，以调动学生积极思维能力，加深学生对课程内容的理解；对于重难点内容，可以积极采用现代教育技术辅助教学，用图像、动画等演示给学生，提高学习兴趣；授课过程中通过学习通、雨课堂等工具实现教师与学生之间、学生与学生之间的互动。此外，依托课程网站，精选部分内容，建成功能明确的微课视频，探索和发挥其在新课导入、知识衔接、强化理解和提高等环节中的作用，提高授课效率和效果，弥补学时不足。课后，充分利用教学资源进行复习、完成思考题和习题等作业，并针对部分教学内容进行一定的文献调研分析等拓展活动。

此外，对于特别重要而又比较难掌握的位错的基本理论以及塑性变形等部分除了在课堂上重点讲解外，还为学生指定需要阅读的扩充文献资料和图书，组织学生进行课堂讨论，讨论时由学生各抒己见，经过充分辩论将问题彻底搞清，有效地调动学习积极性，激发学生的学习潜能。

2.4 将实验教学和大学生学科竞赛结合，实现“以赛促教，以赛促改，以赛促学”

材料学是一门应用科学，除了理论知识，还必须注重培养学生用实验检验理论和总结实验规律的能力以及发展理论的素质。本课程的实验项目包括验证性和综合型两类。在常规教学实践的基础上，积极探索高校学科竞赛对培养学生创新能力、竞争意识、动手操作及团队合作方面的作用。目前，在材料学科领域的全国性大赛项目内容丰富，除了挑战杯，互联网+大学生创新创业大赛等，还包括金相技能大赛、材料热处理系列竞赛、焊接、无损检测技能大赛和材料设计大赛等。因此，以学科竞赛为载体，通过“以赛促教，以赛促改，以赛促学”，可以激发学生学习兴趣、主动性和竞争意识，丰富实验教学内容。此外，在学生制样过程、组织评价、显微镜操作等细节方面的评分参照国赛标准，提高了实验项目过程考核的规范性和合理性。建立实验室开放使用系统，满足学生课余实验操作练习的要求，锻炼学生的动手能力，培养学生的创新意识、培养学生一丝不苟、精益求精的工匠精神。

2.5 课程成绩评定方式

基于OBE理念，围绕课程目标，加强对课前预习、课堂学习和课后复习的全过程考察，将学的态度、习的投入纳入全过程考核，注重形成性评价的数据积累和分析。具体的课程成绩评价内容及考核方式如下所示：

成绩构成=期末成绩63%+平时成绩（线上学习数据、讨论、测试、作业）27%+实验成绩（操作、报告）10%

3 课程评价及改革成效

通过一系列的课程改革探索，课堂教学环境产生变化，初步实现以教师为中心到以学生为中心的转变，教学互动明显加强，教师在教学过程更多发挥了引导者、合作者和促进者的作用。从学生层面来看，学习积极性有了大幅提高，加深了对专业的兴趣和对学科发展的热爱，学生二次转专业率明显降低。同时，从考试成绩来看，见图1,2，运用线上线下混合式教学的试点班的平均成绩比常规班高5-8分。从教师角度来说，更新了教育教学理念，在教学组织设计和交叉运用资源的能力上也得到了一定的提高，大家一致表示要加强新时代教育教学理论的学习，不断提高自身的教育教学水平。

图1：材料科学与工程专业两学期数据

图2：材料成型与控制专业两学期数据

近三年来，本课程的校内专家、学生的评教效果均在学院前20%，教师团队已建成中国高等教育博览会“校企合作双百计划”典型案例1项，主持及主研省级教改项目2项，校级教改项目5项，获得校级优秀教案奖1次、课堂教学质量奖3次、发表教改文章10余篇。