“线上+线下”混合教学背景下课程教改的探索与思考

［摘 要］ 在网络及现代技术的桥梁作用下，“线上+线下”混合教学势在必行。“材料分析方法”作为一门重要的实践性强的材料类专业基础课，具有教学计划学时少、课程内容难而多的特点。混合教学模式下如何开展“材料分析方法”课程教学是教育工作者亟待思考的问题。基于此，首先分析了“材料分析方法”的教学改革现状；其次从课程思政、课堂教学及课程考核等方面给出了相关建议，以提升“材料分析方法”教学质量，为“材料分析方法”及类似的其他专业基础课和工程类学科的课程提供一些教学改革思路。

［关键词］ “线上+线下”混合教学；材料分析方法；教学改革

［基金项目］ 2019年度安徽工程大学材料科学与工程学院教学质量项目（JG12019003）

［作者简介］ 利助民（1993—），男，江西九江人，博士，安徽工程大学材料科学与工程学院讲师，主要从事有色金属材料成分设计及制备研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）10-0137-04 ［收稿日期］ 2022-12-30

引言

随着时间的深入，各大高校结合自身的办学特色、区域特色，开展了一系列“线上+线下”混合教学模式，取得了较好的教学效果。比如，张清枝等［1］针对“电工实训”课程教学，采用了“平台架构+资源建设+教学应用”的形式，充分发挥网络课程资源丰富及互联网便捷、高效及实时的优势，提升了该课程的教学质量。在新形式、新模式的冲击下，教师和学生之间的互动应该在网络及现代技术的桥梁作用下而增加，触发学生的学习热情和动力，使其更加主动地学习相关知识［2］。

“材料分析方法”作为一门重要的材料类专业基础课，是学生今后从事材料科学方面的左膀右臂，为他们以后开展生产实践、毕业设计、科学研究和就业等方面打下良好的基础。通过这门课程的学习，学生要熟悉现有的材料科学分析测试仪器的原理与使用，学会数据处理与分析。课堂教学是将知识系统在一定逻辑条件下进行分割，分模块传授给学生。而学生再将分模块学习到的知识进行整合，从而形成这门课程的学习框架。在“线上+线下”教学模式不断切换的状态下，课程持续性受到干扰，对学生构建学习框架非常不利。另外，作为一门理论与实践相结合的课程，线上教学下如何保证学生高质量地完成本课程的学习，进行材料分析测试手段的实操，从而加深对测试手段的理解，是一个重要的难点。基于此，本文首先详述了“材料分析方法”的教学现状，随后从课程思政、教学内容及形式、课后资源数据库的建立及课程考核形式及内容等方面出发，提出新时代背景下“材料分析方法”教学改革的思考、建议及措施，以期为“材料分析方法”及类似的其他专业基础课和工程类学科课程提供一些教学改革思路。

一、“材料分析方法”教学改革现状

材料分析方法是一门原理与实践共存的学科，包含了大量的分析测试手段的原理与手段的叙述［3］。随着科学技术的飞速发展，新型测试技术不断涌现，新的分析方法不断涌现，使得教学计划学时少与课程内容难而多的矛盾日益突出［4］。为了能够更好地完成教学，各大高校主要从以下几个方面着手。

1.教材是教学的基础，一本好的教材对于完成教学具有事半功倍的效果。“材料分析方法”课程教材既要注重传统分析方法和现代分析方法的融合，又要在讲清楚分析方法原理的同时紧跟现代分析方法前沿，与科研前沿接轨，提升学生的个人素质。另外，融入材料分析案例教学是必须的。目前，哈尔滨工业大学周玉主编的《材料分析方法》第2版是多数高校选用的主讲教材，该教材教学重点突出，原理与实操取舍得当，同时注意了学生分析问题、解决问题的能力培养。

2.材料分析方法中的内容多而广，但是也要有侧重。比如，X射线衍射和透射电子显微镜是传统微结构分析的基础，应该花费大量的篇幅进行讲解，多数高校也确实将这两块内容作为重点。同时，为了减少课本知识的枯燥，使其有趣且容易理解，在现有的教学中加入了大量的多媒体教学，利用Flash动画将仪器原理的示意图、仪器内部的结构更好地展示出来，让课堂上难以理解的教学难点变得通俗易懂［5］。当然，多媒体教学存在优势也存在弊端，其播放速度快，导致学生的思维往往不能及时跟上教师的上课频率，很大程度上影响了教学质量。另外，教师往往会加入一部分研究内容到教学中，这是很好的措施。但是在讲解这些知识的过程中，教师往往强调专业知识及专业技能传授，而忽略了授课对象。由于授课对象往往是大二、大三的本科生，他们并没有接受过真正意义上的科研锻炼，大多时候是无法理解教师讲解的科研内容的。因此，教师在增加自身科研内容讲解的过程中，需要注意讲解的深度，重点在如何利用材料分析手段揭示材料本质的过程及逻辑思维。

3.材料分析方法需要为解决实际生产问题或者科研问题服务，一味地课堂教学会削弱这门课程的教学意义。为了让学生快速了解这些测试方法的应用，鼓励学生以小组的形式加入教师科研团队以开展科学研究，从而加深学生对测试方法的了解，这是现有高校经常采用的一种方案。在带领学生开展研究的过程中，首先，从搜集文献、阅读文献开始，进行选题；其次，引导学生根据自己的需求，选择恰当合适的测试手段获得结果；最后，让学生独立地进行数据分析，了解测试过程中需要注意的问题，同时了解本领域的研究进展。这是一种非常好的教学模式，能够让学生将自身学习的知识用于实际问题的解决。但需要注意的是，如何对科研知识进行合理分配是高校需要考虑的问题。在普通高校中，学生的科研资源往往是有限的，如何最大限度发挥现有科研资源的作用，是一个值得思考的问题。

二、“线上+线下”混合教学模式下的“材料分析方法”教学改革探索

（一）课程思政元素融入教学内容

立德树人是高等学校的根本任务，而更关键的是要解决“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的问题。高校关系到整个国家的科技创新能力，负有历史使命感和社会责任感，为党育人、为国育才，是一定要坚守的原则。高校培养学生，首先强调的是爱国主义情怀、正确的价值观和信念［6］。回归到“材料分析方法”这门课程上，我国有大量的爱国学者为微结构分析事业做出了贡献，比如，郭可信先生始终以国家利益为本，在晶体结构、晶体缺陷及准晶方面的研究有着极高的造诣，至死不渝地推动我国电子显微学事业的发展。在课堂教学上，我们一定要将这些具有爱国主义情怀的事迹融入进来，让学生能够感受到前辈们的奋斗与汗水，同时更加激励自己前进。另外，近年来，国外对我国科学技术的发展设置了重重障碍，持续不断的技术封锁带给我们多重压力，材料领域也存在许多“卡脖子”问题。比如，用于制备液晶显示器、平板显示器及等离子显示器的ITO靶材。我国在ITO靶材方面尚未突破。随着国家凝聚力逐渐增强，广大青年学生的使命感及责任感油然而生，这种情况下，我们更应该将这些材料分析领域存在的问题告知学生，激发其不断向困难挑战的能动力。比如，在X射线衍射图谱的标定及选区电子衍射图谱的标定过程中，学生要学会严谨，同时应该结合知识基础，去伪存真，对结果进行确认。这些过程可以培养学生一丝不苟的职业精神，无论是从事微结构表征抑或是其他工作，这些意识都是非常重要的。

（二）新形式融入教学内容

在线上教学模式下，教师和学生之间很难互动，无法较好地进行教学反馈。这种情形下，学生容易产生厌学、不学的心理，教师也难以改善教学质量，从而造成恶性循环。互联网时代促进了多元化发展，教师也应该与时俱进，将这些新媒体形式融入教学中，从以下几个方面进行思考。

1.“材料分析方法”课程涉及大量的晶体学内容，而这部分内容对学生而言是抽象的、不立体的，往往使学生难以理解。事实上，晶体学软件众多，比如diamond、crystalmaker及PTC-LAB等。在教授晶体学内容时，可以将这些软件融入进来，和学生一起绘制晶体学结构，在掌握软件操作的同时加深对课程内容的理解。图1显示的是利用VESTA软件绘制的Cu晶格。可以看出，这种利用晶体学软件的方式，可以清晰地显示出各种相的晶体结构。极图和选区电子衍射分析是“材料分析方法”教学中的难点，学生往往无法对其准确理解。图2为利用PTC-LAB软件绘制的Cu的极图（a）及选区电子衍射图谱（b）。在PTC-LAB软件中，任一相的各种类型极图及选区电子衍射图谱均可以获得，可以在指导学生相关知识方面发挥重要作用。

2.在新媒体时代，短视频的应用日益增多。目前短视频开始显示出科普化及知识化的趋势。在线上教学过程中，短视频的合理融入对课堂教学质量的提升非常有帮助。比如，在讲解扫描电子显微镜、透射电子显微镜及X射线衍射分析仪等设备构造时，可以发现这些设备的构成非常复杂，学生往往很难从书本中或者教师机械化的讲解中真正了解这些设备的构造，同时这部分知识复杂抽象，一些学生难以接受。在互联网上存在大量的材料测试设备介绍短视频，若能充分利用这些网络资源，利用学习通等学习平台，建立材料分析案例库、习题库等，可以让学生在枯燥的课堂教学中得到舒缓，拓宽学生的视野。丰富的网络资源让学生的学习更加饱满充实，但是在线上教学过程中，学生的自觉性不强、交流不足，容易出现不认真听讲的现象，这些现象非常影响学生的学习效果。因此，加强线上教学监督机制尤为重要，多数网络平台都有点名签到机制，可以保证到课率。同时，以考核的形式保证学生充足的学习时间也十分有必要。

3.“材料分析方法”的教学目标是使学生对常用的各种材料现代分析方法有一个整体的了解认识；材料现代分析方法的基本原理、过程、设备、应用，是学生学习的重点［7］；掌握基本知识、基本技能及必要的理论基础，使学生具备从事材料分析测试工作的初步基础，换言之，能正确选择材料分析、测试方法，能看懂、会分析一般测试结果。同时，应该具备通过继续学习掌握材料分析新方法、新技术的自学能力。因此，传统的考核形式须要重新设定，不能再是一张答卷代表一切的思想，多样化考核势在必行。设备实际操作以及材料分析手段的应用应该加入考试范围中，并重新设置权重。考虑到线上教学模式下学生实操的困难性，可以考虑引入VR虚拟技术对学生的实操能力进行培训及考核［8］。

在“线上+线下”混合教学背景下，教育部采取政府主导、高校主体、社会参与的方式，有力地保障了线上教学的质量。“材料分析方法”作为一门重要的专业基础课，应该得到更多的重视，线上教学或许是推动“材料分析方法”教学改革的催化剂，合理利用网络资源，匹配完备的考核制度将会进一步促使“材料分析方法”改革，进而推动材料学科的发展。

结语

本文从“线上+线下”混合教学模式的实际现状出发，详述了“材料分析方法”的教学现状，探讨了混合教学模式给课程教学带来的挑战。同时，提出了在“线上+线下”混合教学背景下，教育工作者更应该将思政元素融入“材料分析方法”教学中，同时积极利用网络资源，将课堂教学和互联网技术结合起来，最后，提出了创建多元化考核方式的重要性。“线上+线下”混合教学模式对于高校教学而言，既是挑战又是机遇，但无论如何，坚持始终以学生为中心的思想不动摇是开展好“材料分析方法”教学改革的动力源泉。

参考文献

［1］张清枝.后疫情时代电工实训课程的教学改革［J］.新乡学院学报，2022，39（6）：66-69.

［2］李渌岩，吕宝海.研讨课是高校改革“填鸭式”教学模式的突破口［J］.黄河科技大学学报，2016，18（3）：121-124.

［3］吴显.《材料现代分析方法》教学改革探索［J］.广东化工，2020，47（20）：222-224.

［4］张婷，邹敏敏，张优，等.从工程教育专业认证出发对《现代材料研究方法》课程的教学改革探索［J］.教育教学论坛，2019（20）：87-89.

［5］王铮.多媒体教学阶段性的提高［J］.黑龙江科技信息，2010（2）：193.

［6］木本荣，杨艺，刘文雯，等.后疫情时代高等教育教学模式思考［J］.成都中医药大学学报（教育科学版），2021，23（4）：26-29+72.

［7］张新鸽.高校线上教学的调查研究以及教学模式的创新［J］.汉字文化，2022（11）：46-48.

［8］杨梅松竹，李辉，陈金华，等.虚拟现实技术在研究生生物医学实验教学中的探索与应用［J］.高教学刊，2022，8（24）：115-119.

Exploration and Reflection on the Educational Reform of Material Analysis Method under the Background of “Online + Offline” Blended Learning Concept

LI Zhu-min， LIU Qi， MAO Guo-bing

（School of Materials Science and Engineering， Anhui Polytechnic University， Wuhu，