基于河南省精品在线开放课程《金属材料成形基础》混合式教学模式的探索与实践

张万红 梁新合 刘 建 贺甜甜 郭俊卿 徐晓峰 陈拂晓

（河南科技大学材料科学与工程学院 河南·洛阳 471023）

0 引言

金属材料成形基础是研究金属材料加工成形工艺的基础课程，其内容涉及金属材料的性能与应用、金属材料成形工艺方法、零件的结构工艺性、材料成形的新工艺和新技术，涵盖了从材料的选择、结构设计到工艺方法的确定等多个方面的内容。该课程内容多、知识结构复杂、实践性强，初学者很难全面掌握，如何改进教学模式和教学方法，提高学习效果，是亟待解决的问题。本文从河南科技大学《金属材料成形基础》的教学实际出发，将基于在线课程的混合教学方式引入到教学中，以提高学生的学习积极性和学习效果。

1 基于在线开放课程的混合式教学特点

在线开放课程（Massive Open Online Course，又称MOOC）是一种借助互联网资源的教学模式，具有开放性、低成本、个性化学习和协同评价的显著特点。与传统课堂相比，基于在线课程平台的混合式教学形式、教学方法和教学手段均不同，知识传递过程在课前完成，而知识内化过程在课堂完成。课前教师将教学视频、教学课件、教案、习题等教学资源发布在在线课程平台上，学生自由地利用课余时间学习这些教学资源，自主完成知识点的学习任务，课堂上教师和学生进行交流沟通，解决学生的学习问题和困难，学生之间分小组进行讨论，探讨学习效果和分享学习心得。基于在线课程的混合式教学是一种新的教学模式，学生能随时随地在线学习，突破了时间与空间的限制，有利于提高学生的学习积极性和学习效果。

2 混合式教学总体思路

2.1 混合模式

在在线课程平台资源的基础上，结合传统课堂教学的经验，设计了本课程的教学模式，包括线上教学与学习和线下教学与学习模块，如图1所示。

图1：在线开放课程的混合式教学模式

2.1.1 线上教学与学习

线上教学与学习是教师把课件、教学视频、习题等资源发布在在线课程平台上，让学生自主地有计划完成学习的过程。首先，教师要根据教学内容确定教学目标、布置学习任务，然后将教学内容划分为几个知识点、并制作相关课件、教案、视频和练习题等资源，教学内容知识点要包括重点和难点，具备承上启下的关系，录制视频时，讲解语速不能过快，遇到包含较多理论分析内容时，配以实际课堂教学录像方式讲解。教学资源制作好后，教师将资源发布在在线课程平台上，并实时查看学生的学习情况，包括学生视频观看时间、练习题完成情况、参与讨论的情况等，在在线课程平台讨论区，教师在线实时回答学生的疑难问题、点评学生线上学习情况等。学生明确学习任务后，先查阅相关资料，了解和掌握一些基础知识，然后在在线课程平台上随时观看视频，查看课件，完成练习题等任务。

2.1.2 线下教学与学习

线下教学与学习是教师回到课堂上简要讲解知识点、布置课堂练习题，学生课堂完成并分组讨论的过程。首先，教师简要地讲解教学内容知识点，对重点和难点着重讲解，并对学生线上学习的疑难问题进行详细讲解，使学生更好地掌握未能完全理解的知识点。然后，教师布置一些课堂测试题，以考查学生线上学习效果，同时按教学内容布置几个讨论主题，测试学生团队协作、分析问题和解决问题的能力。学生在课堂上按时完成练习题，并就预设主题进行分组讨论，各组内成员积极协作，努力完成讨论任务，组与组之间可进行交流、互评讨论结果等。最后，教师对本次教学内容进行总结，并对学生练习题完成情况、各小组主题讨论情况进行点评。线下教学与学习实质上是知识内化的过程，由于学生在线上已经完成了学习任务，在课堂上教师就有充足的时间开展重点难点讲解、答疑、课堂练习、小组讨论、小组交流互评等多种教学活动，使学生所学知识得到进一步巩固和提高。

3 在线教学环节设计

3.1 课程结构设计

线上教学采用超星的泛雅在线课程平台，教师登录PC端平台进行课程的建立和管理，学生登录PC端平台进行学习和交流互动，教师和学生也可以使用手机等移动电子设备下载“超星学习通”进行课程的同步管理、学习、互动交流。根据《金属材料成形基础》的课程教学大纲，按照章节内容设计在线课程的总体结构，每一章节选择适合采用线上教学的知识点录制视频，制作微课，对于理论性强、原理抽象的课程内容仍需要教师面对面与学生详细讲解，学生才能吸收和消化。而对于原理简单、应用性强的教学内容适合制作短视频。

3.2 教学资源建设

泛雅在线课程平台通过教学互动平台、学校管理平台实现教学互动功能、资源共享功能、移动学习功能、教学门户的建设，达到教师能够进行课程建设、教学监控、资源共享、学生能够自主学习的目的，并实现所有数据的整合。根据本课程的教学实际，建成的主要功能模块有首页（课程单元发放及学习）、统计（学情及成绩统计、督学等）、资料（学习资料、工程案例等）、通知（发布课程通知）、作业（作业库、发放作业）、考试（考题库、发布课程考试）、讨论（互动交流讨论区）、管理（课程管理）等模块。

根据教学内容，将选取的各单元知识点制作5-20分钟的短视频。对于概念性或分析简单的知识采取录屏软件录制PPT视频，而对于需要重点讲解的原理性及理论较强的部分采用课堂现场录像的方式讲解。为帮助学生更好地理解知识，在每个视频讲解后配置易、中、难程度的单元测试题，每个章节后配置章节测试题，测试题包括判断、选择、填空等题型，主要用于了解学生掌握概念和基本原理的情况。

4 线下教学环节设计

4.1 总体设计

线下教学采用课堂讲授和互动讨论方式进行，对于理论性、原理性较强的部分章节重点讲解，同时在互动讨论中鼓励学生组内自问自答，组间互问互答，疑难部分教师课堂解答讲解，增强学生提出问题和解决问题的能力，使学生在讨论中加深对知识的理解，巩固所学知识。

4.2 课前任务单设计

课前学习任务单是学生完成阶段性自主学习的指导，一般可分为课程信息、学习指南、课前学习任务、困惑与建议、课堂活动预告五个部分。

课程信息部分主要向学生提供本课程相关的基础信息，包括教材、授课对象、已修课程基础等。本课程面向机械类、材料类、近机类各专业本科生开设，先修课程：材料科学基础，工程图学，工程实训，大学物理。

学习指南部分主要向学习者提供课程与教学的相关信息，如课前自主学习拟达成目标、本章节知识重点和学习方法建议。以《金属的液态成形》一章为例，学生课前学习拟完成的目标为掌握金属液态成形工艺原理，常用液态成形（铸造）合金，特种铸造，铸件的结构工艺性，具有设计铸造工艺方案及合理设计铸件的结构的能力。知识重点：液态合金的充型能力、铸造内应力与铸件的变形；铸造工艺图的绘制；铸件结构设计。难点：铸造缺陷的形成机理；铸造工艺图的绘制等。建议的学习方法为自主学习和小组合作讨论。

课前自主学习任务是在学生完成观看微视频和其他资源的基础上，通过小组讨论完成的学习任务，《金属的液态成形》一章的课前任务包括以下几方面内容：（1）根据自主学习任务单中本章知识重点的提示，结合课前资源的学习，初步掌握本章主要知识内容。（2）铸造过程中各种铸造缺陷的形成机理如何？生产中如何防止？（3）铸造工艺设计包括哪些内容？（4）铸件的结构工艺性设计是基于何种考虑？

困惑建议部分是指学生通过此部分将课前学习中存在的问题反馈给教师，教师可以把握学生课前自主学习状况，便于在课堂教学过程中进行解答与学习指导。此部分功能也可利用教学平台上的互助讨论区实现。

课堂活动预告功能是让学生对课堂授课形式有所了解，便于有针对性地开展准备。本章课堂活动采取教师精讲答疑与学生学习任务汇报相结合的方式进行。

4.3 课上教学设计

混合式教学过程中将知识传递过程前置，学生对浅层知识的学习通过课前学习完成，而课上学习阶段的主要任务是完成知识的内化与综合应用的深度学习。课上学习阶段可以分为解答疑惑、课前学习成果汇报两部分内容。

教师综合学生反馈到平台上的课前学习中存在的问题与疑惑，梳理归纳出学生在课前自主学习中主要存在的问题。简单的知识学习方面的问题可以通过小组互助解答的方式完成；疑难型问题可由教师采用集中讲解完成答疑；有探究价值的问题可以通过发起课堂讨论活动进行深入交流。课上学习阶段学生需进行课前自主学习任务的交流展示，学习任务的成果展示可以提升学生对知识的综合能力、运用能力和表达交流能力。

5 结语

本文借助在线开放课程平台，构建了一种网上线上教学与课堂线下教学的混合式教学模式，并将其引入到我校金属材料成形基础课程教学中。课堂上，教师通过知识点简要讲解、重点内容精讲、答疑、课堂练习、案例分析、小组讨论等活动，巩固学生在线上所学知识。基于在线开放课程的混合式教学可以使学生利用大量的业余时间，自主地完成线上教学任务，而不受传统课堂理论学时不足的限制，并且混合式教学方式的教学环节有利于提高学生钻研问题和探索问题的能力，学生变被动接受知识为主动接受，从而提高学习效率和学习效果，学习成绩有了明显提升。