應用型大學視域下材料綜合實驗線上線下混合式教學初探

郭非 蔣璐瑤

摘? 要：實驗實踐教學是應用型高校發(fā)展建設過程中的重要建設方向。如何能利用在線課程對傳統(tǒng)材料類實驗實踐教學進行有益創(chuàng)新，提高教學質(zhì)量、提升學生專業(yè)技能的掌握程度及實踐、實驗能力，培養(yǎng)應用技術(shù)人才成為目前亟待解決的關鍵性問題。本文提出了線上線下結(jié)合的混合式教學方式，通過微課-實驗操作課合理結(jié)合的方式，促使實驗教學場所外延，鍛煉學生自主學習能力，增強學生實踐創(chuàng)新意愿。通過線上教學與互動實現(xiàn)課堂理論與實踐的結(jié)合，實現(xiàn)實驗實踐課程的“翻轉(zhuǎn)課堂”。

關鍵詞：應用型大學? 在線課程? 實踐教學? 材料綜合實驗? 翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（b）-0182-04

Abstract： Experimental practice takes an important role in teaching construction of applied universities. How to use online method to improve the traditional materials experiment practice teaching quality， enhance students' practicing skills and cultivate practice-innovation ability has become a critical issue that needs to be solved urgently. This article proposes a hybrid teaching short online course and experimental operation courses. This method promotes the extension of experiment out of the traditional lab， which cultivate students independent learning ability and enhances their willingness to practice innovation. Through online teaching and interaction to achieve the combination of classroom theory and practice， at last， achieve the "flip classroom" of experimental practice courses.

Key Words： Applied university; Online course; Practice learning; Comprehensive experiment of materials; Flip classroom

2014年2月國務院常務會議上提出“引導一批普通本科高校向應用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型”。其核心主旨在于改善地方本科高校普遍存在的辦學定位不清晰、辦學模式趨同等重要問題;解決地方普通高校學術(shù)水平比不上重點研究型大學，實踐能力又比不上?？坡毿５膶擂?同時希望能借此實現(xiàn)地方高校研究服務地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，體現(xiàn)地方高校服務性特征[1]。侯長林[2]認為培養(yǎng)應用技術(shù)人才是應用型大學的直接和終極目的，應用型大學的建設要以培養(yǎng)專業(yè)應用型人才為目標，注重學生的專業(yè)知識、實踐技能的培養(yǎng)和訓練。當前，實驗、實踐類的課程成為培養(yǎng)學生應用型技能知識的重要一環(huán)，因此，要實現(xiàn)應用型高校的轉(zhuǎn)變，需要對傳統(tǒng)的實驗、實踐類的課程教學方式、方法進行創(chuàng)造性的改變，提升此類課程對學生知識與技能培養(yǎng)。

對于理工類學科而言，實踐與實驗教學是培養(yǎng)學生專業(yè)技能、創(chuàng)新思維及合作能力的重要途徑。實驗課內(nèi)容與理論課關鍵知識點相互呼應，實現(xiàn)理論與現(xiàn)象的結(jié)合，幫助學生加深對理論知識的理解和認識，增強學生學習興趣。重慶理工大學材料綜合實驗是材料科學與工程專業(yè)三大實驗類課程之一，其內(nèi)容覆蓋多種類型材料制備工藝-組織分析-性能檢測等內(nèi)容。材料綜合實驗作為材料科學與工程專業(yè)學生的基礎實踐課，旨在幫助學生在掌握理論知識的同時掌握從事相關產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的相關應用實踐經(jīng)驗。

1? 材料綜合實驗課程定位及當前所存在的問題

材料科學專業(yè)特點決定了該方向?qū)W生的實驗能力、實踐能力及創(chuàng)新能力有著較高的要求。實驗教學既是理論教學的補充及延續(xù)，也是培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新的重要途徑。葉宏[3]指出材料綜合實驗這門課程不同于畢業(yè)設計及課程設計環(huán)節(jié)等完全以實踐為主要內(nèi)容的環(huán)節(jié)，綜合實驗是理論知識向?qū)嵺`技能的過渡階段。該實驗課程即是基礎理論課的實踐拓展，也是當前工業(yè)應用與專業(yè)基礎知識的紐帶。該門課程的教學質(zhì)量往往對后續(xù)實踐類教學環(huán)節(jié)學生動手能力及創(chuàng)新能力有著重要的影響。

隨著建設應用型大學目標的提出，如何培養(yǎng)應用技術(shù)人才成為當前課程改革的重點，而材料綜合實驗課程是實現(xiàn)應用技術(shù)人才培養(yǎng)中的重要組成部分[4]。隨著對培養(yǎng)學生專業(yè)實踐能力要求的提升，傳統(tǒng)的材料綜合實驗教學方法存在如下問題。

（1） 理論知識學習與具體實驗存在過渡銜接不緊密。

主要體現(xiàn)在理論教學內(nèi)容與實驗操作內(nèi)容易分離，時間延續(xù)性差。理論知識教學往往圍繞著教材展開、邏輯清晰、知識點明確，與此形成對比的是實驗教學往往由于面向生產(chǎn)應用，其核心內(nèi)容雖然與理論知識相互聯(lián)系，但缺乏明確的指向關聯(lián)性。同時，理論教學安排受制于教材內(nèi)容的邏輯順序，往往不能與其對應的實驗課時做到教學內(nèi)容與實驗操作連續(xù)。因此，造成學生在實踐過程中技能與理論知識結(jié)合困難等不利因素，嚴重影響了實踐教學的質(zhì)量。

（2） 學生實踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)有待提高。

由于目前的實驗課課時相對偏少，同時實驗課還需要承擔部分回顧理論課程的功能，使得學生實際操作、實踐的時間相對較少，學生的實踐操作不足。同時，由于實踐過程時間相對緊張，教師不得不采取模板化式實驗教學，提前安排實驗流程、制定實驗參數(shù)，形成模板式實驗教學。學生所做的更多是“按圖索驥”式實驗教學，使學生不用聯(lián)系所學理論知識即能完成實驗任務，理論聯(lián)系實際不足。同時，一成不變的模板化實踐教學難以提升學生的自主創(chuàng)新能力。

2? 線上線下混合式教學方式對材料綜合實驗教學改革的啟示

為了尋求高效的實驗課教學方法以解決當前應用型高校實踐教學中存在的問題，微課作為現(xiàn)代教學手段的重要組成部分，其在實踐教學中的作用值得進一步思考。大量的系統(tǒng)論述及教學實踐已經(jīng)證明微課對理論教學方面有著良好的應用前景，是未來教育的發(fā)展方向之一[5–7]。但是這一在線教育方式存在的最大的問題在于單一地利用在線教學（微課）難以實現(xiàn)實踐或?qū)嶒烆惤虒W。實驗、實踐類教學環(huán)節(jié)中對學生操作技能的培養(yǎng)只有通過實際參與才能獲得真正意義上的提升。我校材料綜合實驗課程根據(jù)在線教學的特點，結(jié)合當前實驗教學中存在的問題，揚長避短，提出了結(jié)合線上線下兩種教學方式相結(jié)合的混合式教學方案。把實驗課相關理論知識點凝練成為 5～10min的微課視頻，并在實驗課前夕進行發(fā)布。在同一主題實驗課程間，利用在線平臺引導學生進行學習討論，策劃實驗方案，訂制實驗流程。利用在線平臺實現(xiàn)學生實驗成果互評，建立基于實踐創(chuàng)新能力的實驗課成績評定機制（見圖1）。

2.1 混合式教學填補理論知識與實踐操作間的間隙

按照上節(jié)論述，傳統(tǒng)綜合實驗教學在理論知識學習與具體實驗間存在過渡銜接不緊密的情況。通常，實驗課所涉及的知識點較為集中，其知識構(gòu)架適合利用微課這類知識點聚焦明確的教學形式予以給出。5～10min的視頻時間既能抓住學生的注意力，提高學生知識點掌握力度，同時也能把實驗相關的理論內(nèi)容做到具體明晰的闡述，實現(xiàn)了理論-實踐關系搭建。微課視頻可以根據(jù)實驗課內(nèi)容安排和進度情況按需發(fā)布，實現(xiàn)學生理論回顧與實驗開展的時間同步。

微課利用學生碎片化的時間進行理論學習，把實驗課上理論回顧所占時間轉(zhuǎn)移到平時進行，使得學生有更加充足的時間進行實踐操作，提升專業(yè)技術(shù)能力。學生通過利用在線交流平臺可以實現(xiàn)課前問題反饋及實踐方案設計討論，同時也能幫助開展實驗過程及結(jié)果分享。利用線上線下混合式教學把實驗課的課堂拓展到課堂之外，實現(xiàn)實驗課程理論部分的時間外延。從而使得實驗課程教師有更多的時間指導學生進行實驗活動，學生有更多的機會參與實踐，從整體提升實踐能力。

2.2 破除“模板化”實驗教學，提升學生專業(yè)技術(shù)能力與創(chuàng)新能力

在線教學的出現(xiàn)為學生補充了與實驗密切相關理論知識，同時引發(fā)學生對該實驗的深入思考。相對于實驗課上的理論知識傳授，微課給予學生更多的思考時間，使得學生在教師指導下有足夠時間去構(gòu)思、設計實驗方案與實驗手段。學生可利用所學知識在合理范圍內(nèi)選擇實驗手法、制定實驗條件參數(shù)以完成實驗目標。當線下實驗實踐開始時，學生便能有的放矢地自主開展相關實驗。線上線下混合式教學消除了傳統(tǒng)實踐教學過程中的模板式教學方法，大幅增加了學生課堂參與度，顯著提升學生的實踐創(chuàng)新能力。同時，在線課程的課前教育使得傳統(tǒng)的教師與學生的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變。教師由原先的教導者轉(zhuǎn)變成為示范者及參與者，學生也從之前的跟從者、模仿者轉(zhuǎn)變?yōu)樗伎颊呒爸鲗д?。角色的轉(zhuǎn)變能顯著地培養(yǎng)學生應用知識能力、實踐創(chuàng)新能力。

2.3 實現(xiàn)基于學生實踐創(chuàng)新能力的實驗課成績評價體系

傳統(tǒng)實驗實踐教學課程成績評定主要依賴于課堂表現(xiàn)與實驗報告兩項指標，由于模板式的實驗教學將導致模板式的實驗報告，因此，該評定方法并不能完全反饋學生的實踐創(chuàng)新能力。在線平臺的加入讓學生形成一人（組）一方案、一人（組）一結(jié)果、一人（組）一分析的“三一”獨立實驗模式，使得實驗報告更能反映學生創(chuàng)新實踐能力。同時，課程成績評定由原來的結(jié)果評定轉(zhuǎn)變成為過程評價，在線平臺與線下平臺的結(jié)合使學生微課觀看情況、實驗方案設計情況、實踐表現(xiàn)、結(jié)果分析與組間討論均成為實驗成績的量化評價指標點，因此，兩者的結(jié)合有利于科學評價學生的實踐創(chuàng)新能力，給予善于思考、實踐創(chuàng)新能力學生強的學生更好的正反饋。

3? 結(jié)語

通過對線上線下混合式材料綜合實驗課程的教學方式探討，可以發(fā)現(xiàn)在線平臺的加入將加強理論實踐知識的聯(lián)系、提高學生自主創(chuàng)新能力，同時優(yōu)化實驗課成績評價體系。該教學方式結(jié)合了兩種教學方式的優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)教學和在線教學的弊端。在應用型高校轉(zhuǎn)型的過程中，為理工科實踐、實驗教學方式方法提供新的思路，實現(xiàn)對學生專業(yè)實踐能力、創(chuàng)新能力的最大化培養(yǎng)。

參考文獻

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[4] 朱榮濤，胡炳濤，王艷飛，等.新工科下高校實驗與實踐教學體系改革與探索[J].教育教學論壇，2019（16）：72–75.

[5] 張優(yōu)良，尚俊杰.“互聯(lián)網(wǎng)+”與中國高等教育變革前景[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2018（1）：15–23.

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[7] 劉風華.基于SPOC的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學模式研究[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（28）：220–221.