基于《新材料概論》專業課程融合式教學的教學設計與實施

吳 鋒

（遼寧科技大學材料與冶金學院，遼寧 鞍山 114051）

0 引言

2020年年初，全國各高校陸續開展線上教學[1-3]，2022年我校在開學僅僅半個月的情況下，經過政府等部門研判及向遼寧省教育廳申請獲批后迅速封閉校園，開展線上教學。

1 教學內容及教學改革歷史

1.1 教學內容及目的

《新材料概論》課程是我校功能材料和無機非金屬材料工程的專業選修課。本課程從概念、性能特點、應用和發展等方面介紹了高性能結構材料、先進復合材料、電性材料、磁性材料、光學功能材料、信息功能材料、新能源材料、智能材料、生物醫用材料、納米材料、生態環境材料等新材料的相關知識，使學生在掌握了傳統材料知識的同時，熟悉和掌握正在發展，且具有優異性能和應用前景的新材料，從而掌握比較全面的材料科學與工程方面的綜合知識，提高自身綜合素質，為今后學習和工作等方面奠定基礎。

1.2 教學改革歷史

筆者負責的本門課2012年開始進行授課。由于是新開課教學經驗少，第一輪授課方式均采用課堂講授方式進行，在授課過程筆者講授的授課內容多、內容枯燥、與學生互動少，忽視了學生的主動認知過程，學生難以理解課堂內容，聽課狀態差，未注重過程評價，考核方式為期末6～8人一組，每組一個課題，根據課題撰寫一篇綜述性報告占50%，平時成績（課堂提問，出勤率以及作業完成情況）占50%；學生期末上交的報告格式非常不規范，內容雜亂無章，整體成績較低，未能有效培養學生的創新能力。

針對第一輪教學過程中的問題，筆者在2013年的第二輪授課過程中，注意適當引入應用實例，幫助學生理解教學中的難點，隨著學校提出對課程考試方法改革，為了提高對學生的過程評價，課程進行中要求每名同學根據所選課題制作PPT并進行演講，考核成績由平時成績、演講成績和期末報告成績組成，其中平時成績占20%，演講成績占50%，期末報告成績占30%；通過演講，鍛煉學生搜集材料、整理材料和表達能力，整體成績有所提高。

筆者在后續的2014～2017年的四輪教學過程中，進一步優化了對學生學習本門課的過程評價，在學生演講過程中，著重指導學生演講用的PPT格式、演講時的自我介紹、語調語速，增加了針對演講內容進行提問的環節，期末報告提出參考本科畢業論文格式，考核成績組成比例不變，通過4年的優化，整體反響較好。

2018年～2019年，筆者在進行教學過程中，適當將科研成果融入教學過程中，如在講授復合材料所用的晶須增強材料時，將筆者的科研成果溶膠凝膠法制備碳化硅晶須和熔鹽法制備片狀氧化鋁晶體介紹給學生，幫助學生理解了復合材料的增強材料及其制備方法，提高了學生的學習興趣；另外，為了提高學生撰寫論文的能力，利用一小節課程時間，詳細地介紹了期末報告各部分的撰寫方法及意義，如摘要的撰寫意義及方法，正文的章節設置及聯系，結論的撰寫要求，參考文獻在論文中的意義及格式要求等。通過采取以上改革措施，學生的文獻檢索能力、論文撰寫能力，交流能力均得到提高，整體成績得到有效提高，培養了學生的創新能力。

2020年上半年，全國各高校和中小學只能采取線上教學。筆者選用了超星泛雅網絡教學平臺進行線上教學，根據超星公司指導，完成《新材料概論》線上教學平臺建課，上傳了教學大綱、授課計劃、授課用PPT，在開展線上教學過程中，首先用EV錄屏軟件將前3次課的授課視頻錄播并上傳至泛雅網絡教學平臺并設置為不可拖拽的任務點，作為學生線上學習的主要內容，后期在授課過程中陸續錄制并上傳授課視頻，同時，根據知識點設置作業題庫和討論題題庫。在線上授課實施過程中，通過釘釘通信軟件建群，通知學生上課時間、上課安排已經進行線上討論課，學生在學生端通過泛雅網絡教學平臺或超星學習通進行線上學習，完成簽到、討論課和課后作業，這些作為平時成績，學生的演講環節采用EV等錄屏軟件錄屏后發送給筆者，筆者根據演講視頻給出演講成績，期末的報告以word文檔格式提前1～2周通過郵件發送給筆者，筆者在其上進行批注后通過郵件返回給學生，學生修改后再發送給筆者，筆者根據電子版的報告給出報告成績，同時保存電子版報告備查。

2 教學過程存在的問題及融合式教學設計

2.1 教學過程存在的問題

《新材料概論》課程是我校功能材料和無機非金屬材料工程的專業選修課，在常規的線下授課過程中，按照“以學生為中心”的教學理念開展教學，由于專業課中內容枯燥、知識點涉及的理論晦澀難懂、專業課內容與實際脫節及課程考核方式單一等問題導致部分學生學習興趣低、聽課狀態較差、期末考核總成績偏低；2020年上半年，所有學生均未返校，學生與老師均在家中進行線上教學，教師準備時間短，線上教學過程中無法有效監控學生學習情況，雖然考核方式較多，但是不能合理反映學生學習效果。2021年教育部提倡各高校在教學工作那個中開展融合式教學，筆者在2020年線上教學成果的基礎上，通過對授課內容、授課方式、考核方式的教學改革，進行了融合式教學的教學設計與教學實施工作。

2.2 教學設計

首先，筆者依據負責講授的《新材料概論》課程教學課件中的知識點，在遼寧科技大學泛雅網絡教學平臺上建課，用 EV錄屏軟件將每節課的授課視頻錄播并上傳至泛雅網絡教學平臺并設置為不可拖拽的任務點，作為學生線上學習的主要內容，同時，根據知識點設置作業題庫和討論題題庫。

在錄播的授課視頻中，通過參考相關的課程思政文獻[4-6]，根據相關知識點開展課程思政，如：在第一章材料概論中通過介紹中國航天技術研發奠基人錢學森和郭永懷的事跡激發學生的愛國主義情感，第二章高性能結構材料中通過舉例鋁合金、鈦合金在汽車行業應用，特種陶瓷在航空工業的應用以及新型高分子材料在汽車輕量化的應用等具體實例理解本章內容并提出我國與國外技術差距，第三章先進復合材料中介紹復合材料在航空、航天、化工、體育用品中的應用理解復合材料的實際應用意義，特別是提出復合材料助推我國航天領域神舟系列飛船輸送楊利偉、費俊龍、聶海勝、王亞平、劉洋等人上天的事跡，激發學生的民族自豪感，第四章電性材料通過介紹華為公司的麒麟芯片理解半導體材料在實際生活中的應用，進一步激發學生的愛國熱情，通過課程思政，激發學生的學習興趣。

其次，將課程介紹、教學大綱、教學計劃、電子版的教材和授課課件上傳至泛雅網絡教學平臺，作為學生課前預習、課上討論和課后完成作業用參考資料，引導學生進行自學，提高自我學習的能力。

授課過程中“以學生為中心”開展教學，要求學生在學生端通過泛雅網絡教學平臺或超星學習通進行線上學習、開展討論和完成課后作業，提高學生的課堂參與度，提高學生的交流能力。

最后，期末時，將學生分組，3～4人一組，每組選擇一個課題，根據課題組員間分工協作制作PPT并進行演講錄屏，另外，按照標準本科畢業論文格式撰寫并上交一篇報告，培養鍛煉學生分析、歸納、總結以及演講表達的能力。

3 教學實施

在教學實施過程中，根據課程設計內容，《新材料概論》課程可實現線上授課、線下授課流暢轉換，同時融入課程思政元素，實現了教學方式靈活多變、課堂氣氛活躍、考核方式合理等教學特點，培養了學生的學習能力、表達能力、交流能力以及工程能力。

3.1 線上授課教學實施

3.1.1 發布通知

目前，常用的可以發布通知的線上交流軟件非常多，如微信、釘釘、QQ、手機短信、學習通等，在每次課程授課前1～3天，筆者選擇釘釘群/QQ群和學習通發送通知，通知學生上課的具體時間以及課程安排，通知中強調預習本節課中教材內容和PPT內容。

3.1.2 線上授課

筆者在課程授課實施過程中，首先提前用學習通發布簽到，在每次的第一小節發布錄播的本節講課視頻讓同學們觀看，時長為40分鐘左右；第二小節為互動討論環節；在討論環節，每隔10分鐘通過學習通發布一道討論題，讓同學們根據講課內容回答。

在同學們回答討論題的同時，向學生介紹周邊形勢，宣傳防護知識，學校采取的防護措施，具體問題如：提問防護的基本常識有哪些？沈陽昨天數據？海城臺安昨天數據？并讓同學們在QQ群回答，提醒大家危險就在身邊，必須提高思想意識，封校期間絕對不能翻墻外出，不能與外面的人交接任何東西，共產黨員應該發揮黨員的先鋒模范作用，提醒大家團結一致；生動講述我校師生參與防護的感人事跡；為了緩解封閉期間過大的壓力，給同學們介紹比較關心的將來考研相關的院?？佳蟹謹稻€，今年考研形勢及復試情況，介紹功能材料專業的就業形勢和周邊的就業企業招聘情況等，鼓勵學生參加我校組織的系列學術活動線上學術沙龍，引導參與到我院教師的科研活動中，為提高學生的綜合素質提供支持。

通過采取以上措施，活躍了課堂氣氛，調動了學生上課的積極性，在保證課堂教學質量的同時，將防護精神融入了課堂教學中，提高了學生的綜合素質。

3.1.3 線上授課成績評定

通過參考2020年的線上學習成績評定方案，筆者將2022年學生學習成績評定方案設置如下?？偝煽冇善綍r成績、演講成績和期末報告成績組成，其中平時成績占20%，演講成績占50%，期末報告成績占30%。平時成績由學習通簽到成績（10%）、線上學習錄播視頻成績（30%）、線上參與主題討論成績（30%）以及線上完成作業成績（30%）組成。演講成績通過觀看學生上交的演講錄屏視頻文件進行評定。評定依據學生演講所用PPT制作水平、演講流利程度、演講風格、聲音大小及對課題的理解程度等因素給出成績。期末報告成績通過上交的電子版報告進行評定。評定依據主要為本科畢業論文格式，如標題的字號、摘要、關鍵詞、正文中字體、正文中表格、圖片、結論、參考文獻；報告內容要求層次清晰、語言流暢、分析合理、結論正確。

3.2 線下授課教學實施

3.2.1 線下授課

當形勢有所緩解，可進行線下授課時，本門課程即可轉為線下授課。首先，提前1～3天在學習通發布學習通知，通知中強調預習本節課中教材內容和PPT內容，在上課時，學習通簽到，然后在第一小節采用傳統的多媒體教學手段在課堂講授本節知識點，同時注意適當引入課程思政元素，激發學生的學習興趣，增強民族自豪感；在第二小節根據本節課的知識點發布3～4道討論題，同學們在課堂上用手機的學習通查資料回答討論題，課后在學習通發布本節課的錄播視頻及相關的作業。

3.2.2 線上、線下融合式教學成績評定

當采用線上線下融合式教學時，學生的學習成績評定方案設置如下。

總成績依然由平時成績、演講成績和期末報告成績組成，其中平時成績占20%，演講成績占50%，期末報告成績占30%。

平時成績由學習通簽到成績（10%）、課后/線上學習錄播視頻成績（30%）、課堂/線上參與主題討論成績（30%）以及課后/線上完成作業成績（30%）組成。

演講成績通過觀看學生上交的演講錄屏視頻文件進行評定。評定依據學生演講所用PPT制作水平、演講流利程度、演講風格、聲音大小及對課題的理解程度等因素給出成績。

線下授課時，期末報告成績通過上交的打印版報告進行評定。評定依據主要為本科畢業論文格式，如標題的字號、摘要、關鍵詞、正文中字體、正文中表格、圖片、結論、參考文獻；報告內容要求層次清晰、語言流暢、分析合理、結論正確。

4 總結

通過采用線上、線下兩種教學模式的流暢切換，筆者已經分別于2020年、2021年和2022年順利進行3輪融合式教學，教學效果良好，幫助學生鞏固了理論知識、提高了學習興趣、提升了自學能力，并培養了愛國主義、增強民族自信、建立職業道德，提高了學生的搜集整理文獻資料能力、論文撰寫能力、演講能力和團隊合作能力，為將來完成畢業（設計）論文、提高本科生的工程創新意識奠定了扎實的基礎。