李祖來 劉瑞瑜 黃國雄 楊盛安

摘 要： 材料學(xué)科是具有前沿性、抽象性、工程性等特殊性的專業(yè)學(xué)科，當(dāng)前教學(xué)中存在教材的局限性與學(xué)科前沿性的矛盾、知識(shí)點(diǎn)多且分散與教學(xué)時(shí)間有限的矛盾。本文在材料學(xué)科課堂教學(xué)中引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，通過轉(zhuǎn)變教學(xué)中心，學(xué)生在課外接受更多學(xué)科前沿性信息，課堂上通過討論與練習(xí)梳理知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)化形成系統(tǒng)思維，從而為材料學(xué)科的課堂教學(xué)提供新的思路和方法。

關(guān)鍵詞： 材料學(xué)科 教學(xué)模式 翻轉(zhuǎn)課堂

一、材料學(xué)科教學(xué)的特殊性

材料科學(xué)是研究材料的組織結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生產(chǎn)流程和使用效能及它們之間的相互關(guān)系，集物理學(xué)、化學(xué)、冶金學(xué)等于一體的科學(xué)。材料科學(xué)是一門與工程技術(shù)密不可分的應(yīng)用科學(xué)。材料學(xué)科的前沿性、抽象性、工程性等特殊性給學(xué)科教育教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)。

（一）教材局限性與學(xué)科前沿性的矛盾

目前，高等學(xué)校教學(xué)中教材內(nèi)容的更新速度與高速發(fā)展的材料學(xué)科需求之間已經(jīng)出現(xiàn)了明顯矛盾，嚴(yán)重影響創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，不能適應(yīng)現(xiàn)代化人才培養(yǎng)的需要及知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的要求。材料學(xué)科具有前沿性特點(diǎn)，教材的內(nèi)容相對(duì)于飛速發(fā)展的新材料來說嚴(yán)重滯后，而要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，掌握最新科研成果對(duì)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維非常重要?？茖W(xué)前沿的知識(shí)可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)。而課堂上有限的時(shí)間內(nèi)只能對(duì)教材中的基礎(chǔ)理論進(jìn)行解讀，不能對(duì)學(xué)科前沿內(nèi)容進(jìn)行深入研究和探索。課堂上的時(shí)間十分有限，既要傳遞基礎(chǔ)知識(shí)，又要提供前沿信息，時(shí)間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

（二）知識(shí)點(diǎn)多且分散與學(xué)科系統(tǒng)思維的矛盾

材料學(xué)科涉及的知識(shí)點(diǎn)多且比較分散。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以形成系統(tǒng)化思維，課堂時(shí)間比較短，抽象的概念、多且分散的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)讓學(xué)生疲于應(yīng)付，更不要說對(duì)所學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系形成清晰系統(tǒng)的思維。而材料學(xué)科的思維方式和研究方法對(duì)該學(xué)科尤其重要，沒有思考，生硬的記誦概念是沒有用的。

（三）學(xué)科學(xué)習(xí)樹框架僅限于書面教學(xué)，缺乏直接實(shí)踐

材料學(xué)科屬于多元交叉領(lǐng)域，跨度大、縱深長(zhǎng)是該學(xué)科學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一，當(dāng)下教學(xué)教育模式多停留于書面教學(xué)，在教學(xué)體系的設(shè)置上實(shí)踐環(huán)節(jié)或直觀接觸的機(jī)會(huì)均分配得較少。這樣的填鴨式教學(xué)很容易加重學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)及其應(yīng)用的迷茫感，在學(xué)習(xí)中無法對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通。如在專業(yè)課上學(xué)生會(huì)接觸到相關(guān)制造設(shè)備等領(lǐng)域，但是對(duì)于這些設(shè)備的介紹均為字面描述，太過于籠統(tǒng)含糊，如果能給予學(xué)生圖片視頻類的教學(xué)機(jī)會(huì)，甚至讓學(xué)生自己動(dòng)手建立模型或直觀接觸設(shè)備則將大大提高教學(xué)質(zhì)量。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)

翻轉(zhuǎn)課堂譯自英文“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將教學(xué)中心由教師轉(zhuǎn)移向?qū)W生的教學(xué)模式。這種流程變革帶來的是知識(shí)或信息傳授的提前和知識(shí)內(nèi)化的優(yōu)化，原來需要教師費(fèi)勁灌輸?shù)闹R(shí)先讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，即知識(shí)傳授提前到課前，而課后需要學(xué)生做大量練習(xí)進(jìn)行知識(shí)內(nèi)化訓(xùn)練放到了課堂中，在教師和同伴的互動(dòng)討論中完成。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生在課堂內(nèi)寶貴的時(shí)間中能更專注于基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，共同研究解決挑戰(zhàn)和問題，從而獲得更深層次的理解。課堂外可以看視頻講座、聽播客、閱讀功能增強(qiáng)的電子書，還能在網(wǎng)絡(luò)上與別的同學(xué)討論，隨時(shí)隨地進(jìn)行信息搜索和獲取，掌握更大的學(xué)習(xí)自主權(quán)，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性；課堂上教師有更多時(shí)間進(jìn)行有效指導(dǎo)，同學(xué)間可以通過討論互動(dòng)加深對(duì)知識(shí)的理解；課后，學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)風(fēng)格和呈現(xiàn)知識(shí)的方式，促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)?！胺D(zhuǎn)課堂”從重視知識(shí)傳遞、以教帶學(xué)的知識(shí)傳授模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榛谛畔⒒h(huán)境的強(qiáng)調(diào)問題中心、以學(xué)為主的整合探究模式，這正是翻轉(zhuǎn)教學(xué)的真正內(nèi)涵。

翻轉(zhuǎn)課堂模式是大教育運(yùn)動(dòng)的一部分，它與混合式學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)、其他教學(xué)方法和工具在含義上有所重疊，都是為了讓學(xué)習(xí)更加靈活、主動(dòng)，讓學(xué)生的參與度更強(qiáng)[1]。

三、基于“翻轉(zhuǎn)課堂”下材料學(xué)科課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)

教學(xué)手段和方法是提高教育質(zhì)量非常重要的一個(gè)方面。傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師為中心，以傳授知識(shí)為目的，采取“一言堂”的教學(xué)方法，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，學(xué)習(xí)積極性不高，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。材料學(xué)科是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)為教學(xué)重點(diǎn)的學(xué)科，必須改進(jìn)教學(xué)方法，采取多樣化教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量?；凇胺D(zhuǎn)課堂”，材料學(xué)科的課堂教學(xué)模式做出以下改變。

上課前，教師將課程主線、課程大綱、課程目標(biāo)及基本教學(xué)信息視頻、文獻(xiàn)等放在公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。教學(xué)準(zhǔn)備主要包括每個(gè)單元教學(xué)目標(biāo)的提出、教學(xué)重點(diǎn)的概括、教學(xué)任務(wù)的布置及教學(xué)課件、視頻的制作；特別可以將材料實(shí)際應(yīng)用的照片、材料加工制作過程的視頻等圖片影視資料、教師的科研成果、與課程內(nèi)容相關(guān)的最新文獻(xiàn)向?qū)W生進(jìn)行適當(dāng)展示，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容的興趣。學(xué)生需要在線完成小練習(xí)，還需完成老師布置的教學(xué)活動(dòng)或任務(wù)，可涉及文獻(xiàn)搜索、小組討論等，這些練習(xí)與活動(dòng)的準(zhǔn)備工作都通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)互動(dòng)交流完成。

課堂上，由于課前自主學(xué)習(xí)，傳授知識(shí)的部分可適度減少，教師可以設(shè)計(jì)一些開放式問題與學(xué)生探討，使學(xué)生通過思想碰撞，自覺地把創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入課堂教學(xué)之中。教學(xué)中心由教師為中心的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榛趩栴}學(xué)習(xí)、基于案例學(xué)習(xí)、研究型學(xué)習(xí)等多種形式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)和思考問題的參與性和主動(dòng)性。

課堂后，教師圍繞課程內(nèi)容的前沿課題，讓學(xué)生撰寫研究報(bào)告。這樣一方面可以使學(xué)有余力的學(xué)生接觸到材料領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展，培養(yǎng)他們對(duì)科研的興趣，另一方面可以讓學(xué)生看到自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的不足，在學(xué)習(xí)中自覺完善自己。同時(shí)，鍛煉學(xué)生查閱文獻(xiàn)和英文閱讀的能力，為將來進(jìn)行專業(yè)科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與教師和同學(xué)進(jìn)行交流、探討，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室觀摩學(xué)習(xí)，完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的內(nèi)化與實(shí)際應(yīng)用[2]。

四、結(jié)語

翻轉(zhuǎn)課堂顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)方式和教學(xué)模式，真正建立起以“學(xué)生為中心”的個(gè)性化教學(xué)模式。學(xué)生通過觀看視頻與課件學(xué)習(xí)知識(shí)，使學(xué)生擁有更大學(xué)習(xí)自主性，學(xué)生根據(jù)自身實(shí)際情況自由選擇學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)，調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度與節(jié)奏，獲得個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，對(duì)于重點(diǎn)、難點(diǎn)，可以隨時(shí)倒回去再次觀看，對(duì)于已經(jīng)掌握的內(nèi)容可以快進(jìn)跳過。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到難題時(shí)，還可及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向教師或同學(xué)發(fā)出反饋，尋求幫助。此外，教學(xué)視頻便于學(xué)生在一段時(shí)間的學(xué)習(xí)之后復(fù)習(xí)和鞏固。這種教學(xué)方式使學(xué)生在課外接受更多學(xué)科前沿性的信息，課堂上通過討論與練習(xí)梳理知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)化成系統(tǒng)思維。

通過翻轉(zhuǎn)課堂模式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力得到提升。翻轉(zhuǎn)課堂將對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)交給學(xué)習(xí)者負(fù)責(zé)，由學(xué)習(xí)者自行安排學(xué)習(xí)進(jìn)度、獨(dú)立內(nèi)化與構(gòu)建知識(shí)、自主完成教師布置的任務(wù)，培養(yǎng)和提升學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力具有重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳怡，趙呈領(lǐng).基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014.2：49-54.

[2]王素敏，張立新.大學(xué)英語學(xué)習(xí)者對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂接受度的調(diào)查研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014.3[24]：71-78.