信息技术下的工程材料学混合式教学

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摘要：利用多媒体信息和互动交流平台，实现课上课下联动、传统和现代融合，多维度、信息化、立体化教学是提升教学质量的有效手段。通过信息化手段对工程材料学进行了混合式教学改革，提升了学生学习能动性，加强了对专业知识的掌握，取得了较好的教学效果。

关键词：材料学科；信息技术；混合式教学

随着“互联网+”时代的到来，各种信息化手段已深度融入大学校园。微课、慕课及“翻转课堂”等信息化教学方式的普及给教学改革带来了深刻影响。充分利用基于信息化手段的多媒体信息和互动交流平台，实现课上课下联动、传统和现代融合的多维度、信息化、立体化教学模式是提升教学质量的有效手段。

一、可行性分析

（一）课程教学现状基于信息技术的混合式教学模式在学时较多的公共课程（如形势与政策、心理健康教育等）大班教学中的应用较为普遍，且效果理想，很大程度上解决了师资力量不足的问题。许多理工科专业课存在授课内容多，课时压缩较大的问题，授课教师多采用讲授为主、PPT教学为辅的教学模式，学生被动接受，缺乏主动参与，不能调动学习主动性，教学质量出现不同程度的下降。武汉科技大学金属材料工程系近年来一直承担全校工程材料学课程的教学任务，机械类、工业工程、车辆工程等专业将其作为专业必修课程，选课学生多，课程内容涉及金属学原理，金属的塑性加工，金属热处理等金属材料工程专业的主干课程，但受限于24学时，任课教师的授课压力较大。为保证教学进度，仍以教师课堂讲授为主，并结合课堂练习和习题课的传统教学模式，教学效果不甚理想。从近年来学生考试结果来看，学生对材料学基础知识的掌握程度较差，卷面成绩下滑明显，说明采用传统课堂教学模式已经越来越难以达到理想的教学目标，教学模式的改革已迫在眉睫。

（二）可行性分析许多研究者在工科专业课程混合式教学模式改革方面做出了有益的尝试。王毓章等把翻转课堂理念引入基础化学课程混合式教学，提高学生的学习主动性，提高学生学习效率，达到了良好的教学效果[1]。卢树华等利用“互联网+课程”思想，优化传统教学方法，突出多源性、立体化和信息化教学手段，构建传统和现代融合的大学物理教学模式[2]。郭娜娜等利用信息化手段增加学生在材料科学基础授课过程中的参与度，提高学生自主学习能力，提升了课程教学质量[3]。杨雪银结合工程材料和机械制造基础的课程结构，结合信息化手段对混合式教学模式进行研究，强化了对学生学习过程的控制，引导学生放弃突击过关心理，重视平时学习和实践能力的锻炼，提高了教学效果[4]。混合式教学模式对教学质量的提升作用已经得到了实践的验证。

二、教学方法和效果

（一）教学方法本文于2019-2020学年第一学期承担了机械学院两个本科教学班的工程材料学教学任务。教学班1共82人，延续传统课堂教学方法；教学班2共104人，在教学过程中引入信息手段对传统教学方法进行混合式教学改革，通过期末考试卷面成绩分析评价混合式教学效果。根据课程教学大纲及历届教学班课堂作业情况和考试试卷分析结果，确定学生掌握较差的重难点、知识点，针对性地修订教学目标，规划线上课程（着重一般知识点）和线下课程（着重重难点、知识点）课时分配及教学进度安排，制定考核方式及成绩组成。学生利用智慧树教学平台上的视频课程完成对知识点的自学，通过平台测试反馈系统考察对知识点的掌握程度，针对性地制定课堂教学模式，重点对学生掌握不好的知识点进行讲授或讨论。通过对比试点教学班和普通教学班的考试成绩，结合学生问卷调查情况，对混合式教学模式教学效果进行评价，将评价结果用于指导新一轮课程的分析、规划、设计和实施。整个混合式教学模式实施框架图如图1所示。

（二）教学效果评价混合式教学的效果评价通常可以从课堂签到、课前预习、课后作业、随堂测试，以及期末考试等多个方面进行全方位评价，最后的总成绩通常包括以上多个项目。为了和采用传统教学方式的班级进行对比，仅从期末考试卷面成绩对混合式教学效果进行初步评价。表1中列出了近年来本文承担学校工科专业工程材料学课程选课人数与卷面平均分。可以看到，从2014-2015到2018-2019学年，尽管期末考试题均由工程材料学课程题库中抽取，并保持难度基本相当，但卷面成绩却由80分左右逐渐下降至69分左右。在2019-2020学年第一学期工程材料学期末考试中，延续传统教学模式的教学班1平均分数为69.93，与2016-2017学年第二学期和2018-2019学年第一学期的成绩相近。教学班2平均分数为72.37，明显高于教学班1。结课后随机调查了教学班2的33位学生，近85%学生（28/33）对于新的教学模式表示满意。

三、结语

混合式教学模式在工程材料学课程中的应用取得了初步效果。信息化手段丰富了学生获取知识的方式，对学习能动性的提升有一定帮助。同时，混合式教学有助于学生对专业知识的掌握，这从期末考试卷面成绩的提升得以印证。对于混合式教学模式的应用仍然处于探索阶段，还需要通过更多方面的手段对教学效果进行全面评价，如通过平台测试反馈系统考察学生对知识点的掌握程度，比较试点教学班和普通教学班的课堂活跃度、考试成绩等，最终将评价结果用于指导新一轮课程的分析、规划、设计和实施，有效提升工程材料学的教学质量。

参考文献：

[1]王毓章,刘转利,孙莉峰,等.基于反转课堂的混合式教学模式研究与实践[J].科教论坛,2019（4）：42-43.

[2]卢树华,田方,王丽辉.大学物理教学信息化探讨与实践[J].大学物理,2019（38）：47-51.

[3]郭娜娜,方晓英,谷万里,等.《材料科学基础》课程的教学改革探索[J].机电教育创新,2019（3,）：174-175.

[4]杨雪银.混合式教学在《工程材料与机械制造基础》中的应用[J].农机使用与维修,2019（4）：73-74.

作者：胡骞 黄峰 刘静 宋述鹏 吴隽 单位：武汉科技大学