矿冶类专业课程线上线下融合式深度教学模式构建与实践——以高温加工过程原理为例

王帅，郭宇峰，杨永斌，陈凤，杨凌志，彭志伟

（中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南长沙 410083）

深度学习是提升教学质量和人才培养质量的关键；深度教学是深度学习的发展方向。深度教学理念要求学习者运用批判性、抽象和创造性的思维对原知识和新知识进行批判性整合分析，是运用高阶思维解决复杂问题、最终实现知识内化的一种教学理念。

矿冶类专业是中南大学优势学科。高温加工过程原理课程为矿物加工工程专业的基础课和必修课程，是矿物加工工程和冶金工程专业进一步学习铁矿造块学、钢铁冶金学等专业课程的理论基础。学生通过学习本课程，理解并掌握冶金反应热力学、动力学的基础理论，以及冶金熔体的结构、热力学特性及物理化学性质，学会运用上述基础理论对矿物高温加工过程发生的诸如化合物形成-分解、硫化物氧化、碳和氢燃烧、氧化物还原熔炼、氧化熔炼等反应的现象及过程规律进行分析，形成系统的矿物高温加工过程基础理论知识体系。能够掌握矿物高温加工过程各种现象的内在本质，建立矿物高温加工基础理论与矿物高温加工工艺实际过程相结合的观念，使学生形成应用矿物高温加工的基本原理和基本方法分析及解决实际问题的科学素养，并提升自主学习和运用基础理论进行创新性设计，研发新技术、新工艺的意识。该课程理论性强，内容抽象，学生课堂互动主动性弱，学习效果不理想，影响了后续专业课程的学习和理解。

针对上述教学过程中存在的问题，本文基于深度教学思想进行教学改革，通过重新构建教学模式，不断提高课程教学水平，促进学生形成能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力的核心素养，并最终实现人才培养、教师成长和学科建设的共赢。

1 深度教学研究进展

随着科学技术的不断发展，关于高等教育人才培养的研究正从关注教师授课和学生学习的形式与技术水平走向对学习过程的深度探索[1]。超越表层学习，重视深度学习，已成为国际教学改革的基本方向。深度学习的概念来自计算机科学。随着相关研究的不断深入，深度学习的思想不断在不同阶段和类型教育中应用。深度学习的出现符合当前教育发展方向，符合创新人才培养的目标和理念。进一步推进深度学习研究，使学生掌握更强的深度学习能力，这些是教育改革和发展的重要课题和方向。

近10年来，国外深度学习研究主要集中在网络课程、深度学习实践活动、评价学生深度学习能力工具等[2]。与国外相比，国内关于深度学习的研究发展较慢。国外相关研究成果认为深度学习是指在理解学习的基础上，学习者可以对新的知识、概念、事实进行批判性的学习，将所学新知识与现有知识进行融会贯通，形成新的知识体系，并且在遇到新问题的时候，可以灵活应用所学知识解决相关问题[3-4]。

实际教学过程中若要学习者掌握深度学习能力，则必须依靠教师的深度教导和积极引导，才能实现对所学知识内在结构体系的逐层理解，才能实现对学习过程的深度参与和全身心投入。深度学习必然要走向深度教学[1,5-6]。

目前，深度教学理念在高校教学中的探索及应用已成为教学改革热点之一。从图1可以看出，深度教学受到了持续关注，特别是2016年以来，深度教学教改论文发表量持续攀升，说明广大教育者对深度教学的研究越来越重视。张英提出了四种基于深度学习观的教学策略，分别是理论与乐趣有机结合，让情绪思维双重卷入；学习和提问结合，让学习随心而动；思考与辨析相伴，让法理越辩越明；学习与应用融合，让学生“知其然，知其所以然”[7]。李志河等人从沟通交流、知识加工和反思评价三方面提出相应的策略，促进学生深度学习[8]。陈紫天基于深度教学理念，结合融合教学方式，构建高校线上线下融合式深度教学模式的设计思路、理念与运行程序[9]。除此之外，还有关于深度教学理念在多个课程教学中应用的研究报道[10-15]。如图2所示，对深度教学相关文献进行分析可以发现，关于深度教学的教改论文中78%以上为中等教育及初等教育，关于高等教育相关教改的研究较少。针对高等教育的教学新特点，开展深度教学相关研究是非常必要的。此外，在“互联网+教育”背景下，课堂面授教学与多种学习平台在线学习的线上线下融合式教学，也是高校深度教学的一种有效方式。通过线上线下相结合，既可以使学生在真实课堂情境中学习，也有助于学生在在线学习中巩固知识，促进对复杂知识体系的掌握和构建，提升对抽象概念的认知和理解、培养深度学习的能力及素养。

图1 中国知网检索主题“深度教学”年度发文量趋势图（2022年9月15日检索）

图2 中国知网检索主题“深度教学”文献主要学科分布图（2022年9月15日检索）

2 高温加工过程原理线上线下融合式深度教学模式构建

在深度教学理论的指导下，依托在线学习平台和实体课堂，运用线上线下融合的教学方式，构建线上线下、课内课外、课前课中课后一体化的闭环式的深度教学模式。

（1）建设教学团队，提升教师队伍教学能力。

高温加工过程原理是一门理论性很强的课程，该课程的教学团队共有6 人，有教学经验丰富的老教师，也有教学经验少的青年教师，教师授课水平的高低、教育内容的充实度都影响学生课程学习的兴趣与投入度。通过助课学习，在线研修，认真反思总结，积极参加学校教师教学发展中心组织的各种教学能力培训活动，不断锤炼教学技能，重构课堂内容，提升教师的教学能力。

（2）改革课程评价体系，建立精准的成绩评定标准。

探索优化考核方式，平时学习环节成绩占的比例为40%，平时成绩包括：线上学习成绩和线下学习成绩，线上学习成绩包括：线上学习时间、线上测试、线上讨论等，线下学习成绩包括：课堂参与度、书面作业、拓展训练等。采用教师评价为主、学生积极参与的评价方式，不断提升学生参与度，引导学生学习。

（3）改进教学方法，设计线上线下融合式深度教学模式。

实现线下教学的“以教师为中心”和线上学习的“以学生为中心”的整合。以问题为导向，通过不同难度、不同深度、不同广度的问题，逐步引导学生发展深度认知。重构教学过程设计，对有质疑精神的学生要予以鼓励，积极引导学生创造性地解决问题。

课前线上预备：如图3所示，主要依托本校提供的可视化线上教学平台，在开课之前，依据所教课程的课程目标和课程内容，选择下节课计划所学的相关知识内容，查找对应的教学视频和相关电子参考资料，上传到在线学习平台。教师通过在线学习平台查看学生学习情况，设置课前预习测试，通过测试回答情况了解学生的知识空缺点。根据学生对知识的掌握情况，针对性地修改授课课件，为后续课堂教学提供参考。

图3 课前线上预习示意图

课堂线下研讨：如图4所示，主要在实体课堂完成。课前通过在线平台的学习分析功能，了解学生学习情况及课前知识掌握情况。在此基础上，明确计划讲授的知识精讲重点难点，梳理知识点逻辑关系，帮助构建相关章节的知识体系，深刻掌握所学知识。针对学生课前预习中的疑点及难点，教师及时分析，答疑解惑。根据课堂讲授情况及时更新后续课件，不断完善课件质量。针对每章节具有辨析性的知识点，教师选择性地提供经典案例，开展小组探究式学习讨论，适时开展随堂小测验，针对重点难点知识强化理解，促进学生对知识的融会贯通。

图4 课堂研讨示意图

课后线上反思：如图5所示，依托线上教学平台，根据教学内容，推送相关的学科研究学习资料，供学生拓宽视野。结合教学过程发生的新闻及热点问题，提出与所学知识有关的探究性思考题，要求学生提出创新的解决问题的方案，并在课后按时完成。另外，借助学校及相关网络教学平台，组织学生线上反馈课堂听课及学习不足，查漏补缺，不断提升学习能力；教师回顾全程教学情况，进行教学反思。

图5 课后反思示意图

3 结语

深度教学理念越来越受到广大教育者的重视，但目前大部分教改研究成果聚焦于初等教育及中等教育，对于深度教学理念在高校课堂教学中的应用还需进一步深入研究。针对矿冶类专业核心课程高温加工过程原理课堂教学，运用线上线下融合的教学方式，构建线上线下、课内课外、课前课中课后一体化的闭环式深度教学模式。通过建设教学团队，提升教师队伍教学能力；改革课程评价体系，建立精准的成绩评定标准；改进教学方法，设计线上线下融合式深度教学模式，课前线上预习、课中线下研讨、课后线上反思，全面提升教师教学能力以及学生学习能力。