工程材料及金屬工藝學混合教學模式

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摘要：以學生視角，通過分析學生對在線學習的認識和態(tài)度，及其對“工程材料及金屬工藝學”課程知識點、知識類型掌握狀況，挖掘?qū)W生群體的學習偏好，研究并構(gòu)建符合學生認知特點的“工程材料及金屬工藝學”課程混合式教學模式。

關(guān)鍵詞：工程材料及金屬工藝學；混合式教學；基于問題式學習；在線學習

1前言

機械/類機械工程專業(yè)的學生，必須掌握一定的工程材料基礎知識，了解金屬材料的常用加工方法和工藝過程，為學習其他相關(guān)課程和從事專業(yè)生產(chǎn)技術(shù)工作奠定基礎?！肮こ滩牧霞敖饘俟に噷W”是機械/類機械工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎必修課程。該課程具有概念抽象，內(nèi)容多，知識點廣，理論性和實踐性強的特點。大多數(shù)院校在開展該課程教學時普遍存在的問題包括：[1-2]授課學時少，教學以講授為主；學生易感到枯燥乏味，課堂上心不在焉。基于“工程材料及金屬工藝學”課程教學現(xiàn)狀，有必要摸索出一套更合理的教學模式，以更好地調(diào)動學生的學習積極性，使學生更好地掌握、理解課程內(nèi)容，幫助學生提高學習質(zhì)量和水平，以達到提升學生的社會工作競爭力的最終目的?，F(xiàn)今是一個通過新型可移動顯示終端為載體，實現(xiàn)信息傳播快速化的新時代。學習不再局限于課堂上，可隨時借助移動智能通信工具進行獲取，網(wǎng)絡視頻公開課、微課、慕課等一系列基于數(shù)字技術(shù)的在線學習資源受到越來越多關(guān)注。與在線學習相比，傳統(tǒng)面對面課堂教學的計劃性和系統(tǒng)性，提供面對面的真實語言交流，在學生合作精神、情商和道德意識培養(yǎng)，驅(qū)散學習孤獨感方面，具有無可比擬的優(yōu)勢?；旌鲜綄W習是在線學習和課堂系統(tǒng)教學的有機結(jié)合，在線學習比例在20%～80%之間。2016年，美國新媒體聯(lián)盟的地平線報告（高等教育版）指出，混合式學習將是未來1～2年內(nèi)促進高校教育技術(shù)應用的核心趨勢[3]。然而，混合式學習不是在線學習和課堂教學的簡單堆砌。在現(xiàn)代教學理念下，學生的主體地位被放大，學生對不同教學和學習方式也有不同的偏好。只有根據(jù)課程內(nèi)容和學生群體的特點，有針對性地進行在線和面對面的融合教學，實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補，才能優(yōu)化教學，體現(xiàn)建構(gòu)主義的“主導—主體”作用。為此，本文嘗試從學生視角，通過調(diào)查問卷分析學生對在線教學的認識和態(tài)度，“工程材料及金屬工藝學”課程混合式教學的知識類型，以挖掘?qū)W生群體的學習偏好，設計出符合學生認知特點的“工程材料及金屬工藝學”課程的混合式教學模式。問卷調(diào)查的參與者是廣州航海學院輪機工程專業(yè)大二和大三學生，他們在第二學年第一學期修讀了“工程材料及金屬工藝學”課程，采用的是傳統(tǒng)面對面的課堂教學模式，教材為鄧文英等編著的《金屬工藝學》（第五版）。學生有爾雅網(wǎng)絡課程的學習經(jīng)歷。

2學生對在線學習的認識和態(tài)度

在教學效果方面，62%的學生通過在線學習達到記憶理解學習內(nèi)容的程度，能達到融會貫通和綜合應用水平的只有25%和13%；在線學習后能及時進行反思和總結(jié)的學生僅有16%。在教學組織方面，受學生歡迎的在線學習活動依次為教師在線答疑、課程內(nèi)容講授和學生在線討論。大部分學生接受以在線學習時間、發(fā)帖數(shù)量等指標作為在線學習的考勤依據(jù)。學生對于評價方式（隨堂小測、課后作業(yè)、階段性考試、學生互評或綜合評價）沒有明顯的傾向性。90%的學生認為，師生互動交流太少，建議增加學習輔助人員，并愿意成為同伴的助學者。79%的學生指出，在線學習過程中遇到的問題，教師未能及時予以回復。在學生學習偏好上，近70%的學生希望通過在線學習養(yǎng)成自主學習的習慣，培養(yǎng)獨立分析、判斷和評價能力，或提升自身信息搜集處理水平；只有不到一半的學生期望能提高個人的團隊合作和交流能力。82%的學生喜歡在線學習中教師提供的文本資料；選擇課程內(nèi)容相關(guān)的視頻和音頻資料也有接近70%；但愿意通過觀看教師的教學視頻進行學習的人數(shù)不足50%。當學習中遇到問題時，有80%以上的學生選擇使用互聯(lián)網(wǎng)尋找答案，或跟其他學生討論解決；有61%的學生考慮向教師咨詢；但也有近10%的學生會采取直接跳過的態(tài)度。針對以線下小組討論的形式完成課后作業(yè)和任務，80%的學生選擇有條件地支持，但同時表示，小組討論無法體現(xiàn)個體差異，影響個體表現(xiàn)，并增加部分學生的學習負擔。至于在線學習中教師所起到的作用，44%的學生認為是參與學生討論，引導學生進行積極思考；31%的學生覺得應及時解決學生提出的問題；認為是批改作業(yè)和督促學習的分別為15%和10%。從在線學習的教學效果、教學組織和學生的學習偏好可以看出，要增強在線學習效果，面對面課堂教學是必不可少的。當允許自主選擇授課方式時，學生更偏向選擇面對面的課堂教學，其人數(shù)是選擇在線學習人數(shù)的三倍。為此，在課堂教學過程中，教師應給予學生更多的交流和更及時的反饋，并且講授重點應放在知識點的總結(jié)、融會貫通和綜合運用方面。與此同時，目前國內(nèi)學生更重視專業(yè)素質(zhì)的學習，而較為缺乏對團隊合作能力培養(yǎng)的認識。國外的學校教育始終重視團隊協(xié)作和溝通能力培養(yǎng)。在許多課程的第一節(jié)課，教師都設置有認識新同學、確定討論組的破冰環(huán)節(jié)，布置的課后作業(yè)、實驗報告、項目論文都由小組成員合作完成。通過不斷強化，將合作精神培養(yǎng)成為學生特質(zhì)的一部分。為此，在進行課程建設時，教師應進一步加強學生的團隊意識的訓練。

3“工程材料及金屬工藝學”混合式教學知識類型分析

開展問卷調(diào)查時，首先向?qū)W生介紹混合式教學的概念，了解學生對實施混合式教學的看法。學生普遍期待通過開展混合式教學：豐富教學方式，給學生帶來新鮮感，吸引學生的注意力，提高課堂的學習效率；解放教師，有更多時間進行課堂上的個性化指導；讓學生更自主地安排學習時間；使抽象教學內(nèi)容變得更形象，易于理解接受。教材的上冊分四篇，分別是“金屬材料的基本知識”“鑄造”“金屬塑性加工”和“焊接”，問卷讓學生只選擇掌握最好的一篇進行知識點篩選。在適合進行“工程材料及金屬工藝學”在線學習的知識類型方面，57%的學生選擇實操性知識；選擇理論性知識和公式推導計算的學生分別有44.83%和34.48%；40%的學生認為可根據(jù)知識點的難易程度確定在線學習內(nèi)容，其中28%的學生認為難度一般的知識點適合在線學習，而14%的學生認為在線學習應該運用在較難的知識點上。在傳統(tǒng)面對面教學模式下，針對四個篇目，認為“金屬材料的基本知識”學得比較深入、掌握最好的學生人數(shù)最多，有52%；認為“鑄造”“金屬塑性加工”和“焊接”掌握最好的學生分別只有3%、17%和28%。對于最多學生選擇的“金屬材料的基本知識”，近70的學生認為第一章“金屬材料的主要性能”和第三章“鋼的熱處理”，采用傳統(tǒng)課堂講授的學習效率最低。在“焊接”的五個章節(jié)中，最多學生選擇的是第三章“常用金屬材料的焊接”和第四章“焊接結(jié)構(gòu)設計”?？梢?，側(cè)重理論的內(nèi)容，采用傳統(tǒng)面對面課堂教學，學生依然能獲得良好的學習效果；實踐性較強的內(nèi)容，學生普遍表示掌握得不理想。進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工藝、操作和概念類的知識點是學生心目中傳統(tǒng)面對面教學模式下學習效率較低的知識類型。導致學生課堂學習效率較低，有兩種截然不同的原因：一是知識容易理解，課堂教學無法激發(fā)學生的學習熱情；二是知識難度較大，綜合性強，學生掌握程度較低，希望通過改變教學方法，提高學習效率。顯然，概念類和操作類的知識點屬于前者。其中，概念類的知識點以文字敘述為主，除了特別抽象的概念，學生一般易于掌握理解，認為更適合在線學習，不必占用過多教師課堂教學時間進行講解；操作類的知識點借助操作視頻，就能有直觀的認識和有效的理解，也可選擇在線學習。相反，工藝類的知識點屬于后者，需要學生有較強的運用和分析能力。前文曾指出，僅通過在線學習，學生難以對知識進行融會貫通和綜合運用。因此，工藝類的知識點仍需要采用教師面對面的課堂教學，但要摒棄傳統(tǒng)的灌輸式講授，運用更有效合理的教學方式。基于問題式學習（Problembasedlearning，PBL）是近年來受到廣泛重視的一種學習方式[4-5]。PBL教學法是以問題為基礎，以學生為主體，以小組討論為形式，強調(diào)把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中，讓學生通過合作解決問題，并掌握隱含于問題背后的科學知識，獲得解決問題的技能，形成自主學習的能力，并成為有效的合作者。結(jié)合當前課堂教學中學生團隊意識訓練的缺失，PBL非常適合“工程材料及金屬工藝學”的工藝類知識的教學。

4“工程材料及金屬工藝學”混合式教學課程的構(gòu)建

根據(jù)上述分析，采用傳統(tǒng)課堂講授、在線學習和PBL三種教學方式，對“工程材料及金屬工藝學”課程進行混合式教學構(gòu)建。

5結(jié)語

根據(jù)學生對在線學習的認識和態(tài)度，及其對“工程材料及金屬工藝學”課程知識點、知識類型掌握狀況，將“工程材料及金屬工藝學”的知識類型劃分為概念性、操作性和工藝性三類。其中，概念性、操作性的知識點采用在線學習和傳統(tǒng)課堂講授；工藝性的知識點實施PBL教學方式。三種教學方式的有機融合，可構(gòu)建出符合學生認知特點的“工程材料及金屬工藝學”課程混合式教學。

參考文獻

[1]倪衛(wèi)華,汪中厚.機械工程材料教學方法探討[J].教育教學論壇,2015(9):155-156.

[2]管曉光,王永東,鄭光海,等.提升《金屬工藝學》本科教學質(zhì)量的改革與探索[J].黑龍江教育:理論與實踐,2016(1):85-86.

[3]金慧,劉迪,高玲慧,等.新媒體聯(lián)盟《地平線報告》(2016高等教育版)解讀與啟示[J].遠程教育雜志,2016,35(2):3-10.

[4]馮喜蘭,胡林峰,李英.PBL與LBL結(jié)合的教學模式在工科有機化學教學中的應用[J].化學教育,2015,36(22):55-58.

[5]楊立強,倪家驤,岳劍寧,等.淺析基于PBL教學模式下的臨床醫(yī)學教學應用[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學進展,2014,14(29):5768-5772.

作者:葉永權(quán) 劉志軍 葉美巧 郭銘科 單位:1.廣州航海學院船舶與海洋工程學院 2.廣州航海學院船舶與海洋工程學院