《材料学概论》课程“混合式”教学优化探索

张 娜 王 琳 周 熠 孙 黎 黄洪伟 郝向阳

（中国地质大学（北京）材料科学与工程学院 北京 100083）

《材料学概论》是我校材料科学与工程学院面向材料类专业大二本科生开设的一门入门级专业基础必修课程，总计32学时。该课程主要目的是在学生现有知识与材料科学知识之间搭建桥梁，使其建立材料科学与工程学科的总体印象，通过介绍材料科学与工程学科的最新进展，特别是新材料在高科技发展、自主创新中的作用，拓宽学生的知识面和开阔眼界，为后续专业课程的扎实学习做必要准备。作为概论性课程，其内容较多，虽然以材料科学与工程的四要素及四要素之间的关系作为本学科主线，但该课程内容的连贯性欠佳[1]，教学过程中容易让学生感到困惑和枯燥[2,3]，导致学生对该专业基础课程的重视度不够[4]。此外，专业大类招生、分流培养已成为新世纪高校人才培养改革的发展趋势[5]。为了更好地适用我校材料类专业大类招生培养方案的要求，同时激发学生的学习热情和提升教学质量，本文从教师“混合式”授课、线上线下“混合式”教学、课程成绩“混合式”评定等方面对《材料学概论》课程教学进行优化探索。

1 教师“混合式”授课

基于我校材料专业的特点，《材料学概论》课程教学主要包括十二章内容，分别为绪论、材料在元素周期表中、材料的组成、结构与性质、金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、粉体和纳米材料、环境材料、能源材料、生物医学材料、薄膜材料和薄膜技术。其中，绪论、材料的组成、结构与性质、金属材料、无机非金属材料等4章内容共16学时，其他8章内容共16学时。虽然课程设置仅32学时，但教学内容较多，且教授2个课程班（每个课程班由3个行政班构成）。如何突出每章的重点并使学生清晰掌握每章的知识点是授课教师要明确的一个关键环节。然而，如此多且广的教学内容若只由一位教师讲授的话，难免会顾此失彼，影响到教学质量。俗话说“术业有专攻”，结合我院材料专业的设置结构，可从材料科学与工程、材料物理、材料化学等三个专业方向分别抽调教学经验丰富、教学质量好且学术专业水平高的教师来讲授《材料学概论》课程，并从其中指派一名责任心强的任课教师作为课程负责人。由该课程负责教师组织并协同其他任课教师，统一编写教学大纲和教学内容，制定教学计划，规范教学要求，进行考试命题和阅卷批改等工作。

材料科学与工程具有多学科融合交叉、很强的应用目的及明确的应用背景等特点，而《材料学概论》的任课教师“混合式”授课恰好可以满足该学科特点的要求，同时也可以较好地解决由于该课程覆盖范围广、教学内容多而使单一任课教师应接不暇的问题。比如，绪论、材料的组成、结构与性质、金属材料、无机非金属材料等内容由材料科学与工程专业方向的教师进行授课；材料在元素周期表中、粉体和纳米材料、环境材料、高分子材料等内容由材料化学专业方向的教师进行授课；复合材料、能源材料、生物医学材料、薄膜材料和薄膜技术等内容则由材料物理专业方向的教师进行授课。为了更好地衔接各章节内容之间的逻辑性，需要各任课教师统一规范教学要求，集体备课并定期进行教学情况研讨。在统一规范教学要求的前提下，通过任课教师“混合式”授课，发挥其专业特长，不仅可以使学生学到更加全面的专业知识，而且可以在一定程度上提高教学质量。此外，在教学过程中，各任课教师还可适当地在专业知识中混入思政内容，例如从人文历史的角度突出材料在人类文明进步中的作用，以列举实例的形式阐述新材料是国家核心竞争力的体现，通过讲解生态环境材料加深学生对“绿水青山就是金山银山”理念的认识等，从而使学生在专业知识和思政教育两方面都得到高质量培养[6]。

2 线上线下“混合式”教学

为了进一步激发学生的学习积极性和提高教学质量，任课教师协同剖析《材料学概论》课程教学内容并重组知识点，设计线上+线下“混合式”教学方案。将该课程所涉及的知识点进行剖析，建立知识点思维导图，明确课程教学的重点与难点，并根据各章节知识点之间的联系进行重新组合，做到知识点在各章节授课中均匀分布。在此基础上，完善课程所需要的课件、视频、电子书籍等资料，并将其与知识点的设计有机结合。目前，我校已成功将超星学习通引入本科教学活动中且取得了较好的效果，任课教师和学生对超星学习通平台的使用也较为熟练。基于此，可将重新规划好的《材料学概论》教学方案进行合理分配，明确需要通过超星学习通实现的线上学习部分，设计相应的教学手段，比如随堂测验、讨论区布置研讨主题或调查问卷等方式来实现线上的学习。

传统教学中往往会忽略课前的学习过程，即使有也会提倡学生提前阅读教材，并做好标记。然而，学生在预习过程中往往会感觉到教材中的知识点晦涩难懂，失去阅读的兴趣，久而久之便应付预习。另外，督导手段的缺失也使得教师无法得知学生的预习效果，导致教学过程的设计与学生的需求相脱节。鉴于此，可借助超星学习通设计导学模块，布置课前任务点。课前的导学模块需要根据线下课堂教学的重点和难点来精心设计，学习资料的数量和内容都需要严格把关。首先，数量上应该对应学生的课前预习时间，不超过20分钟，如果制作PPT进行演示的话，应该控制在20页以内。其次，内容设置方面应该注重趣味性，调动学生的学习兴趣和主动性，因此知识的难度要低于线下课堂的重点和难点；另外，内容应与课堂上讲授的知识有一定的起承衔接性，有时还需要插入问题，引发学生的思考。设计好课前预习内容之后，通过超星学习通的资料模块进行上传，同时设置任务点。学生可以标记自己看不懂的地方，做到“带着问题去听课”。教师可以通过学生对任务点的完成情况实现课前导学的监督，同时对学生的课前预习情况进行有效评价。

在线下课堂活动的设计中，可结合超星学习通的优势，将相关的材料制备工艺实例视频、材料实物与课堂重点内容有机结合，让学生顺利将理论与实际相结合。在授课形式上，合理化利用超星学习通的讨论区，针对材料研发、生产或应用过程中遇到的实际问题，展开分组讨论，学生也可以通过讨论区与教师进行实时互动，引导学生从材料科学与工程的四要素角度去开展研讨。同时，利用超星平台自带的网络课程教学资源，筛选与本课程相关的慕课内容，并将其引入到课堂教学中。在课堂教学活动中，结合对应章节的重点和难点内容，也可以加入随堂测验，限制学生作答的时间，考察其对知识点的掌握情况。通过线上线下“混合式”教学，加强师生、生生互动，使教学活动主体由传统的“教师为主、学生为辅”向“学生为主，教师为辅”逐渐转变。

3 课程成绩“混合式”评定

作为专业基础必修课程，《材料学概论》的综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占50%，期末成绩占50%。其中，平时成绩以往主要根据学生上课出席情况和课后作业评定。这些传统的考核方式难免有些单调，也很难全方位反映学生对该课程专业基础知识的掌握情况和学习效果。考虑到材料学涉及到多学科交叉、知识面广、应用目的明确、时效性及综合性强等特点，多样化的考核方式才能与《材料学概论》的课程特点相匹配。平时成绩可注重考查学生的主观能动性，将课前导学、课堂签到、课中研讨、随堂测试、课后作业完成情况等都纳入平时成绩的考察范围。此外，为了加强学生对章节内容知识点的熟悉掌握牢固度，可在讲授完每章内容后，鼓励学生根据自己的理解将知识点以思维导图的形式梳理一遍，待全部内容讲授完之后，再撰写课程总结报告，根据相关权重记入平时成绩。期末考核方式采用闭卷考试的形式，试卷题型主要以问答题和论述题为主，内容涵盖我院三个专业方向，促使学生全方面掌握材料类专业基础知识，从而为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。通过以上多方面“混合式”考核，构建现代学习评价观和多元评价体系，促进教师创造性教学和学生个性化学习。

4 结语

《材料学概论》是我校材料科学与工程学院面向材料类专业大二本科生开设的一门入门级专业基础必修课程，旨在学生现有知识与材料科学知识之间搭建桥梁，使其建立材料科学与工程学科的总体印象，拓宽学生的知识面和开阔眼界，对培养学生的专业兴趣以及后续专业课程的扎实学习有非常重要的作用。为了更好地适用我校材料类专业大类招生培养方案的要求，本文从教师“混合式”授课、线上线下“混合式”教学、课程成绩“混合式”评定等三方面对《材料学概论》课程教学进行了优化探索，在发挥教师专业特长和调动学生主观能动性的同时，大大提升了教学效果。该课程“混合式”教学优化思路的提出对其他相关专业基础课程的教学改革具有一定的借鉴意义。