一流本科课程“材料物理化学”混合式教学改革刍议

胡杰珍，邓培昌，王 贵

（1.广东海洋大学机械与动力工程学院 广东 湛江 524088；2.广东海洋大学化学与环境学院 广东 湛江 524088）

一流本科课程“双万计划”的实施在全国高校和广大教师中引起了广泛的关注。广东海洋大学（以下简称“我校”）高度重视“双一流”建设，根据国家一流本科专业建设的精神和要求，制订了学校专业建设与本科教学规划，拨出专项经费全方位开展学校课程质量改革与一流课程建设，促进学校教育教学改革，提高创新人才培养质量。

随着互联网技术的不断发展，超星学习通、钉钉、腾讯会议和云课堂等一系列在线教学网络平台得到了广泛的应用。对于理论性强、知识抽象的课程来说，依赖“教师上课传授知识，学生下课完成作业”的这种传统教学模式很难调动学生的学习积极性，最终影响到人才的培养质量。将线上线下两种教学模式相互结合，发挥各自的优势，这种混合式的教学模式已经有不少高校在课程教学改革开展了有益的探索。

“材料物理化学”是一门重要的化学基础课程，是材料、化学工程与工艺、应用化学、生物工程等专业的必修基础课。利用数学和物理的理论和实验方法，从物质的物理现象和化学现象之间的关系出发，研究物质的化学反应所遵循的基本规律，以及它们在科研、生产和生活实践中的应用。该课程是广东海洋大学化学与环境学院各专业学生的学位基础课，同时也是我校机械与动力工程学院材料成型及控制工程专业的必修基础课。我校的材料成型及控制工程专业主要培养具备材料成型及其过程控制中有关的基本知识和技能，以及材料成型及控制工程实践能力、研究能力、创新意识和国际视野的高级工程复合型人才，该专业要求学生需要具有一定的相关化学基础知识，其核心内容是“材料物理化学”课程的主要理论知识，因此需要进行“材料物理化学”课程的学习。

本文以我校材料成型及控制工程专业的“材料物理化学”课程为例，针对非化学化工类短课时“材料物理化学”课程授课存在的问题，为了更好地体现专业特色，以学校的“双一流”建设为契机，根据前人已有的混合式教学实践经验，针对“材料物理化学”课程的特点，依托现有的超星网络平台，设计了线上线下混合式的教学模式支撑平台，将课程设计统一化，优化教学内容，并依托此平台在广东海洋大学材料成型及控制工程专业开展了两年的教学实践探索，以期对材料物理化学课程教学的提升有所帮助。

1 “材料物理化学”课程的教学现状

1.1 学生基础薄弱

由于“材料物理化学”课程理论性强、公式多且限定条件比较苛刻，需要具有良好的高等数学基础和较强的逻辑推理能力，因此，学生在学习过程中觉得内容比较复杂抽象难以掌握。对于材料成型及控制工程专业该课程放在入学后第四学期开设，相关的高等数学、高等物理和大学化学等基础课程虽已经学完，但是材料成型及控制工程专业的学生实际基础薄弱和接受能力比较差。

1.2 教学课时受限

相对于清华大学、四川大学、华北电力大学等学校化工专业该课程的80 个课时来说，我校学生“材料物理化学”课程的学时只有32 课时，相对较短，要求老师在这么短的教学时间内，让学生既要掌握课程的基本理论知识，又要能够理解课程内容的本质，运用所学的理论去解决实际问题，这明显提高了教师讲授和学生学习的难度。

1.3 材料的专业性不强

课程的专业性体现是指在学生学了本课程的知识和技术后，可以在特定的领域开展工作。由于学生基础比较差以及短教学课时的限制，教学上只强调了材料物理化学的基础知识，而忽略了与材料专业相关的理论知识，明显偏离了材料成型及控制工程专业的需要。

1.4 课程的趣味性不足

激发学生的学习兴趣是教学方法，也是教学目的，教育应当始终贯穿在学生的学习兴趣之中。课程本身理论性强，与实际容易脱节，很多知识比较乏味，而且该课程公式多，内容复杂抽象，很难激发学习的兴趣，学生被动接受知识，教学效果不好。

2 课程的改革与实践

针对材料成型与控制工程专业学生基础薄弱，材料物理化学课时短，只有32 课时，教材的起点不能太高，我们选择了西南大学主编、科学出版社出版的《工科物理化学》作为教材，该教材主要研究对象是固体和液体，体现了材料类专业的特点，同时，该教材起点较低，简化了公式推导，适合短学时材料类专业学生的学习。

2.1 线上课程的设计

“材料物理化学”课程内容较多、课时较少，这对学生的课后学习提出了要求。为了充分发挥线上学习的优势，笔者利用超星学习平台开展线上学习，将课程的PPT发布到网上，使学生可以提前预习，同时根据线下授课的内容每个章节都布置了适合线上完成的作业，如填空题、选择题、判断题和简答题这样的题型，通过课后作业起到了巩固复习的作用，任课老师在后台获得学生对知识点的掌握情况，在下次授课时对出现的问题再进行讲解，促使任课教师开展更高质量的线下授课教学。通过线上预习→线下授课→线上作业→发现问题→查阅资料→解决问题的教学设计，培养了学生的自学能力和分析能力，提高了教师的教学效果。

2.2 线下教学的设计

优化教学内容，强化基础知识，删掉了大学化学类似的内容，如化学平衡及化学动力学两章内容，将这两章课程相关的基本概念穿插到了其他章节中讲解。针对学生基础薄弱的问题，弱化公式推导与计算，但公式繁多也是材料物理化学课程的最大特点，课上受教学课时的限制无法去通过大量的习题去巩固，课后以书面作业的形式促进学生掌握。对于材料成型与控制工程专业，适当加强专业性及应用性强的知识讲解，如相平衡、多组分热力学、电化学等，体现专业特点。

将教学与科研相结合，可以实现教学与科研的互相促进。笔者的研究方向是材料的腐蚀与防护，与材料物理化学课程内容密切相关，特别是电化学部分，在授课时注意把国内外的最新科研成果结合进去，提高了学生的学习兴趣。同时，接纳一些学生参与到科研活动中，将理论知识运用到实践中，提高了学生解决实际问题的能力。

2.3 实践环节教学的设计

“材料物理化学”是一门实践性很强的课程，重视实践教学，提高学生用理论解决实际问题的实践能力、研究能力和创新能力，这是材料成型与控制工程专业人才的培养目标，也是国家本科一流课程的建设目标。

对于课程的实验部分，由于课时较短，我们选择了网络实验课堂，通过计算机技术实现实验的仿真模拟，使学生在掌握了实验基本技能的同时，可以更加深入地理解该课程的理论知识，提高教学效果和培养质量。

2.4 学生评价体系的设计

学校建立多维度的学生综合评价体系，有效提升学生学习的自信心。降低原有的笔试考试成绩的比例，提升平时成绩的考核，通过课堂学习、线上学习、线下作业、小组讨论等多渠道的评分体系，评价学生学习知识、查阅资料、发现问题和解决问题等不同方面的能力，并进行有针对性地指导，达到综合培养学生理论解决实际问题能力的目的。

3 结语

在“材料物理化学”课程的教学中，教师可按照一流本科课程建设的标准，开展线上线下混合式教学模式的建设与实践，从线上学习、线下课堂、实践环节、评价考核环节4方面入手，强化对学生学习过程的管理。通过对完整课程学生线上线下的学习和实践，教师完成对学生学习状态的综合评价，增强学生在该课程的投入，提高他们的学习效率和学习兴趣，促进教师完善教学过程，开展更有效的课程教学工作，为一流本科课程建设打下坚实的基础。