混合式教学模式在材料力学性能课程中的应用

（攀枝花学院钒钛学院 四川·攀枝花 617000)

0 引言

材料力学性能是各高等院校材料类专业学生必修的专业基础课程。通过学习材料力学性能，将材料工程理论与实践相结合，进一步掌握材料各种力学性能的基本概念、物理本质、变化规律及性能指标的工程意义，了解影响材料力学性能的主要因素，掌握材料力学性能与其化学成分、组织结构、制备与加工和使用效能的关系，基本掌握提高材料力学性能指标、充分发挥材料力学性能潜力的主要途径，了解材料力学性能的测试原理、方法及仪器设备，培养学生具有初步的材料失效分析、合理选材、用材，以及开发新型材料的技能。本课程具有内容涉及面广泛、学科交叉性强，知识点多，理论与实际相结合、理论性和实践性都较强的特点。因此，如何通过课堂教学使学生掌握材料的各种力学性能具有较大的难度。

根据本校材料科学与工程专业的学生学习本课程的情况看，该课程的学习效果不是很好，跟其它专业课程相比，平均分偏低，不及格率较高。通过具体分析和总结，原因如下：首先，本课程涉及“材料化学”、“物理化学”、“材料力学”、“材料科学基础”、“金属材料及热处理”、“材料制备与加工”等前驱课程的内容较多，由于学生对这些课程的理解和掌握程度不够，各知识点之间不能形成有机联系，不能做到环环相扣递进式深入学习。这是导致本课程学习难度较大的重要原因。其次，随着人才培养方案的调整，材料力学性能课程的学时数不断被缩减，要在较少学时内把涉及材料的各种力学性能的知识讲解清楚，对教师提出了巨大的挑战；再次，传统的授课方式是以课堂教学为主，重理论，轻应用，这种教师“满堂灌”、“填鸭式”的教学模式使得学生只能被动地接受知识，很难有效调动学生学习的主动性。综上所述，材料力学性能课程改革势在必行。

随着信息技术与网络技术的飞速发展，新技术、新思想、新理念层出不穷，传统的教育理念和教学手段受到了冲击，高校教师们将网络技术运用于高校专业课程教学中，出现了兼具课堂学习和在线学习的优势的新型混合式教学模式。混合式教学模式是教学理念的一种变革，这种变革改变了学生对学习的认知方式，它把学习的主动权从教师的手上交还给学生，教师以引导、督促为主，能够促使学生自主学习，有效促进学生在专业课程的学习上倾注更多时间，明显提高学习效率和效果。

笔者结合材料力学性能的课程特点，根据不同的教学内容，打破传统的“老师教，学生学”这种单一课堂讲授知识的教学手段，采用传统课堂教学方式、翻转课堂、微课等多种方式相结合的教学模式，形成适合课程特点、教师教学风格和学生学习习惯的混合式教学模式，并对教学评价方式做了相应的改革，取得了良好的教学效果。

1 移动网络教学平台的搭建

作为混合式教学模式的重要支撑，移动网络教学平台的搭建必不可少。在选课结束之后课程开始之前，教师应了解学生的学习情况，根据学生的意见选择学生习惯使用的移动学习平台(例如超星学习通、优慕课、雨课堂等)搭建网络教学平台。微课视频是移动网络教学平台的核心资源。如何在连贯且庞杂的课程体系中选择合适的内容来制作微课视频呢？其原则既要保证内容相对独立，同时为吸引学生的学习兴趣，又要尽量提高视频的趣味性和实用性。微课视频除了要保证内容独立完整外，还应尽量控制时长在10分钟左右，避免时间过长而使学生产生厌学情绪。作业库是移动网络教学平台的一个重要模块。教师通过建立题库，不仅方便平时作业的布置和在线测验，期末考试试卷也可以从题库中组合而成。课前十分钟通过选择合适的客观题对学生进行在线测验，系统可以马上得出分数和成绩分析，让教师及时调整课堂教学内容，对学生的知识误区和存在的问题进行针对性的纠正和解答。

2 翻转课堂的实施情况

由教师的课堂讲授来完成的知识传授和学生在课后通过作业、操作或者实践来完成的知识内化这两个阶段组成了传统教学过程。在翻转课堂上，这种教学过程受到了颠倒，知识传授在课外通过观看微课视频、查阅相关资料、与教师和同学进行在线交流和讨论等方式完成，知识内化则在课堂中经老师的辅导与同学的讨论而完成的，这种与“老师在课堂上讲授课程内容，学生课后在家里完成相应的作业”的传统教学方式正好相反的课堂模式，被称之为“翻转课堂”。翻转课堂的核心特点是在课堂中把传统课堂教学中的教师讲授时间更多地让给学生的学习活动，比如小组讨论、案例展示、问题解答等。教师应该精心设计相关内容，围绕与所讲课程内容相关的真实案例开展学习活动，让学生能够在交互协作中完成学习任务。为了提高学生学习兴趣，增加翻转课堂的活跃程度，要尽量选取一些趣味性较强、与生活或工程实际联系紧密的案例作为翻转课堂的内容。具体案例如下：

案例：在学习材料的冲击韧性及低温脆性的前一周，布置其中一项课前学习任务为观看电影“泰坦尼克号”，并要求其结合查阅相关资料及微课视频的学习总结导致沉船的外在因素和外在因素并在课堂中展开讨论最后教师进行总结。1912年，号称永不沉没的泰坦尼克号首航沉没于冰海，成为和平年代令人难以忘怀的悲惨海难。通过教师的引导，学生能从外在因素（温度、加载速率等）和内在因素（钢板成分、连接方式等）对事故的产生原因进行分析，提出相应的改进措施。

在进行翻转课堂教学的前一周，教师将相关内容上传至网络教学平台，并通知学生完成预习工作；上课前两天，让学生在网上提交学习报告，教师认真批阅并总结学生的学习情况，及时调整上课内容。在课堂活动中，教师要求学生在讲台上展示相应案例的产生原因及改善或防止措施，教师针对知识误区或者缺漏之处给予指正和补充。为了督促学生做好课前的准备，随机抽取上讲台讲解的学生，给学生一定的压力，从而提高了上课的教学效果。

3 教学评价方式的改革

教师针对课程的评价方式也进行了相应的改革，传统考核方式主要由期末考试成绩决定，而现有课程考核应加大过程考核比重，分为过程考核和期末考试成绩两部分。其中过程考核成绩由线上学习情况和课堂表现两大部分组成。线上学习情况包括在线学习时间、网上提交学习报告质量、在线测验成绩、线上讨论参与程度等，课堂表现则包括学生在课堂上的展示、讨论、回答问题环节中的参与程度和完成质量，根据实际情况合理设置各项成绩所占的比例。

4 结语

随着信息技术和互联网技术的高速发展，在专业课程上开展混合式教学是未来教学发展的必然趋势，这就要求各高等院校要在教学时间安排上予以支持并投入资金用于教学资源建设，教师要更新教学理念和教学方法，且适应自己从知识的传授者到学习的引导者、督促者的身份转变并对整个课程教学过程进行精心设计和探索。实践证明，混合式教学模式能使教学内容与学生的学习活动或学习需求紧密联系起来，能够顺利地完成材料力学性能课程的教学目标，提高学生参与课程教学的积极性和主观能动性，激发学生产生探究性行为和思辨能力，获得较好的学习效果。