“磁性材料与器件”课程慕课建设探索与实践

彭晓领 李静 王新庆 卫国英 葛洪良

摘要文章以“磁性材料与器件”课程为研究对象，以中国大学慕课作为在线平台，介绍了慕课课程建设的背景、目标、团队成员、资源、章节策划、过程考核等过程。课程开展了在线与线下教学相结合的混合式学习的探索与实践，提出了混合教学模式应用中存在的问题和今后的改进策略，为提高教学质量和其他相关课程的改革提供参考。

关键词磁性材料与器件；慕课；课程建设

中图分类号：G424                            文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.21.034

Exploration and Practice of MOOC Construction of Magnetic Materials and Devices Course

PENG Xiaoling， LI Jing， WANG Xinqing， WEI Guoying， GE Hongliang

（College of Materials Science and Chemistry of China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang 310018）

AbstractThe article takes the course "Magnetic Materials and Devices" as the research object， and uses China University MOOC as an online platform to introduce the background， objectives， team members， resources， chapter planning， process assessment， and other processes of MOOC course construction. The course explores and practices blended learning that combines online and offline teaching， proposes problems in the application of blended teaching mode and future improvement strategies， providing reference for improving teaching quality and reforming other related courses.

KeywordMagnetic Materials and Devices; MOOC; course construction

慕課是一种革命性的教育模式，利用互联网平台为学生提供全新的在线学习体验[1]。除了丰富多彩的教学内容，还融合了测试、互动交流和评价等环节，让学生在自主探究中实现真正意义上的知识获取。作为传统课堂的延伸，慕课使得学习模式更加丰富，并对高校传统教学和师生互动关系带来了全新的挑战。

慕课学习的兴起，不仅为教育模式改革带来了深远影响，也在全球范围内掀起了一场数字化教育的浪潮[2]。自麻省理工学院和斯坦福大学率先推出慕课以来，全球高校纷纷效仿，2013年慕课在我国也开始流行起来，并且得到越来越多人的认可和支持。随着慕课在我国的发展，教育部也不断提出要认真研究并提高慕课教学模式、教学方法以及慕课课程的建设标准[3]。据教育部统计，截至目前我国上线慕课数量超过 5 万门，选课人数突破8亿[4-5]。

1  课程背景

“磁性材料与器件”课程涉及多学科知识，是一门概念丰富、原理深刻、理论和实践紧密结合的课程。根据浙江大学出版社统计，国内有超过100所高校开设了磁性材料类课程。然而，在目前国内主流的慕课平台上，尚未推出任何一门磁性材料类慕课。鉴于庞大的用户群体以及该领域对在线教育资源的需求，建立磁性材料类慕课显得非常必要。

中国计量大学材化学院的材料科学与工程专业是国家一流专业，开设磁性材料等3个方向。磁性材料方向下设“磁学基础”“磁性材料与器件”和“磁测量原理与技术”3门核心课程。“磁性材料与器件”课程共32个学时，教学目的是将磁学知识应用到常用的磁性材料与器件，并利用各种磁性材料的特点分析、设计磁性器件。课程主要介绍常见的磁现象、基本磁学量、物质磁性、软磁材料、永磁材料、磁路设计以及磁学器件。通过课程的学习，希望学生了解常见的磁性材料及磁性能，灵活运用磁路原理，理解不同磁性器件的原理，分析和解决工程应用中遇到的常见问题。

在这门课程的学习中，要求学生深入理解各种不同类型磁性材料与器件的基本磁特性。通过系统化、全面地探究这些材料和器件在电子工业、通信技术等领域中的应用，教师将帮助学生更好地认识和把握现代科技的发展趋势，并为他们未来从事相关行业提供坚实而广泛的知识储备。同时，教师会注重培养学生的创新思维和实践能力，以期让他们成为具有竞争力和创造力的优秀人才。

2  课程建设

2.1  课程目标

通过本课程的学习，学生预期实现以下目标：了解磁性材料的发展状况，掌握磁性材料的分类和性能特点；掌握软磁材料和永磁材料的基本性能参数，了解常见的软磁和永磁材料以及它们的性能特点和相关应用；掌握磁性材料所对应的磁性器件的工作原理及性能影响因素，评估电磁器件在研发、制备和使用过程对环境和社会可持续发展的影响；分析、把握与解决工程应用磁路问题的能力，对实际使用的磁路设计技术运用工程管理与经济决策方法进行合理分析。

2.2  课程资源

慕课课程的建设需要围绕主题设计PPT、撰写脚本、录制视频、编写题库、组织专题讨论，这些都需要一支高水平的课程团队。课程教学团队是课程建设的灵魂和基础。建课团队应选择熟悉内容、经验丰富、有影响力的教师，同时也要考虑年龄和职称等因素。中国计量大学课程团队依托国家磁性材料及其制品质量检验检测中心和浙江省磁性材料重点实验室，实验室中展示了许多课程中提到的材料、器件、设备和检测仪器，可以直接观察和操作。

课程资源主要依托团队自主打造的3本教材：《磁学基础与磁性材料》（1、2版）、《磁性材料与磁测量》、《磁性材料基础与应用》。《磁学基础与磁性材料》（2006、2019，浙江大学出版社）包含基础磁学量、磁学理论和常用的磁性材料，是专业领域内最畅销的教科书之一，截至目前知网引用次数超1300次；《磁性材料与磁测量》（2019，化学工业出版社）结合中国计量大学在磁性材料及磁测量领域的特色，系统总结了磁测量的原理、技术与设备，将磁性材料和磁测量结合起来便于读者学习。《磁性材料基础与应用》（2022，化学工业出版社）翻译自英国剑桥大学出版社的经典教材《Magnetic Materials： Fundamentals and Applications》（第2版）。此外，磁性器件部分课程资源来源于横店集团东磁股份有限公司等业内头部企业的最新技术成果。

2.3  章节计划

“磁性材料與器件”慕课侧重材料与器件的基本知识，在内容构建过程中主要把握两点：一是以满足学生磁性器件相关知识的基本需求为出发点，注意建立磁性材料与磁性器件之间的内在联系；二是考虑到大部分学生没有电磁学相关专业知识背景，因此需要根据他们的学情进行教学，以及磁学概念和磁学理论比电学更加难理解的客观现实，在授课过程中尽量用通俗易懂的语言来介绍磁学量，注意把握慕课的难易度。

在知识体系构建上，课程采用“概念→理论→材料→器件”的方式循序渐进地构建教学内容体系。第1章介绍基本磁学量，让学生掌握一些基本概念；第2章介绍磁性理论，以灵活运用基础磁学量；第3、4章分别介绍两类最常用的软磁材料和永磁材料，掌握它们的性能特点；第5章介绍常见的磁性器件，了解这些器件中所用的磁性材料以及它们所起的作用，建立概念、理论、材料、器件之间的有机联系。只有当学生了解他们学习的材料有何具体应用时，才能激发出更大的兴趣进行课程的学习。

课程团队根据教学大纲、章节计划和在线课程教学的特点，梳理慕课线上教学的知识点，确定了最终的教学内容。课程总计录制时长480分钟，每个视频5～15分钟，共40个视频，其中磁现象和磁学量的基础部分11个视频，物质的磁性部分8个视频，软磁材料部分5个视频，永磁材料部分7个视频，磁性器件部分9个视频。

2.4  多维度过程考核

“磁性材料与器件”慕课构建了多维度的过程考核体系。学生的最终成绩由视频学习时长、课后习题、章节测试和期末考试共计4个部分组成，各部分比例分别占20%、20%、20%和40%。除考试是在课程结束后的期末进行，其他环节都在课程各章节的学习过程中开展，实现了全过程考核。

课程针对不同章节的知识点建设了涵盖所有知识点、不同难易程度的题库。每章节结束后，开放章节题目和章节测试，题目类型包括：单选题、多选题、判断题和问答题，除问答题外，其他题型都会根据预设值自动给出分数。题目由题库随机给出，每个人都不一样，因此也避免了同学之间相互抄袭的情况。另外，每人有3次答题机会，取分数最高的1次计入最终成绩。

3  课程应用实践与优化策略

3.1  应用实践

在“磁性材料与器件”慕课建设完成后，中国计量大学课程团队在教学实践中采用线上慕课、课堂研讨的方式开展了混合式教学模式的探索。在教学开始前，课程在中国大学慕课平台开放选课。学生可以在平台上看到课程简介、目标、团队、章节目录、视频、习题、测试等内容。在线下第1节课，班级组建课程钉钉群，便于交流课程教学内容。通过在线匿名问卷调查学生对课程的了解程度以及对课程所学内容的期待。教师和助教可以在后台进行学生成员管理，发布课程资源，并提供在线测试、追踪系统等工具。这些工具方便了教师管理课堂事务，也使得在线教育更高效有趣。学生可以自主安排时间完成课程慕课的线上学习，因此在课堂教学环节中可以有更多的时间进行难点讲解、专题讨论、互动答疑。学生带着问题来参与课堂教学，提升了课程教学效果。此外，教师通过采用自己的课程团队录制的慕课视频，教学效果似乎比采用其他团队录制的视频更有效，因为视频中的教师和学生都是身边熟悉的人，学生可以产生共鸣，更愿意去学习。

3.2  优化策略

“磁性材料与器件”课程在中国大学慕课中国计量大学校内平台已经成功运行了两期。虽然取得了一定的成效，但是也发现了一些问题亟待解决。尽管所有学员都完成了视频的学习，并且达到了规定的时长要求，但是很多学生只是挂机刷时间而没有认真地进行知识点掌握和理解。这导致他们在期末考试中表现不佳，无法充分展示自己所掌握的知识。此外，在课后作业和章节测试中也存在着代答等违规行为。虽然这些学生得到了分数，但实际上并没有真正掌握相关知识点。针对线上、线下混合式教学所面临的这些问题，需要不断探索新的方式来提升教育效果。

混合式教学需要教师具备丰富的动机激发、课程设计、课堂准备、分组讨论和随机应变的能力。高校教师应整合资源以确保教学开展，并加强与学生之间的交流讨论以确保最佳效果，提升学生的综合素质和创新能力。为了吸引学生关注，可以采用案例或问题导入的方式。此外，教师还应当布置每周任务并将知识点有效串联在一起，在互动的课堂中组织活跃氛围，密切关注话题并及时回复学生提出的问题。

同伴互动是传统学习中有效的方式，也是混合式教学环境下重要的学习手段。同伴学习所带来的积极作用有时甚至不逊于教师指导。在小组讨论活动中，有些学生会主动向教师提出自己在学习过程中遇到的问题，而这些问题可以与其他同伴共享并引发交流探讨，从而促进知识生成和建构，并且还能够一定程度上推进替代式学习。因此，教师在混合式教学中应鼓励和引导学生进行分组互动交流，并且教师也应该积极参与其中以解答学生的疑惑。

当前的学习资源已经从传统的课本拓展到更为直观的图片、视频和动画等多种形式。为了满足不同学习者对于资源类型的需求，教师应提供丰富多彩的学习材料。特别需要强调的是，教师如果能够将日常科研成果呈现给学生，除了能激发学生对知识探究和创新思维方面的兴趣，也能促进科研与教育之间的深度融合。同时，在依托平台进行教学时还可以有效地提高教学效果。例如，在“磁性材料与器件”这门课程中，借助国家磁性材料及其制品质量检验检测中心所提供的支持，在实验室内向学生介绍仪器设备等相关内容，取得了显著成效。通过以上改善方案的实施与推广，“磁性材料与器件”课程将会培养出更多综合性的高素质人才。

4  结语

慕课教学是未来高等教育的必然趋势。慕课建设和应用为磁性材料类课程提供了新的途径。目前，“磁性材料与器件”慕课基于教学大纲，对教学内容体系进行了系统化整合，并打造了丰富多样的线上资源库。在磁性材料类课程中，如何将抽象理论与实际应用相结合是重点和难点之一。从近几年的教学效果来看，中国计量大学磁性材料慕课取得了不错的成效，但仍存在一些需要解决的问题。为此，课程团队开展了有针对性的反思，并提出了优化策略和建设方向以完善课程。需要注意的是，在线慕课资源未必适合所有高校。各高校需根据学生培养方案和基础学情，结合慕课资源开展课堂教学或混合式教学。在条件成熟的情况下，可打造适合本校的慕课资源。在慕课建设过程中，教師团队也能得到成长与提高，对规范教师教学行为、提升教育教学水平都具有重大的意义。

参考文献

[1]徐晓飞，战德臣，张策.关于高校慕课建设规范及应用的思考[J].中国大学教学，2021（5）：85-91.

[2]杨军，王海艳，陈卉，等.基于慕课的混合教学模式在“环境科学概论”课程中的应用研究[J].科教导刊，2022（9）：82-84.

[3]丁锦宏，钱小龙.教学研究型大学慕课建设的路径[J].高教发展与评估，2019，35（5）：87-98，117-118.

[4]樊明涛，刘变芳，杨保伟，等.目前我国高校慕课建设的思考[J].教育教学论坛，2019（12）：227-228.

[5]王国星，王慧文，宋晓国.材料力学性能课程智慧树平台慕课建设实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2022（11）：66-68.