《材料科学基础》混合式优秀教学设计（一等奖）一、课程教学整体思路（一）课程的建设开展历程《材料科学基础》是材料科学与工程学院金属材料工程、粉 体工程等专业基础课程，是研究材料成分、组织、结构与性能之 间相互关系的一门学科本门课程是金属材料工程专业、粉体工 程专业的学科基础之所在，故本门课程的教学内容与教学质量的 好坏，直接影响着本科毕业生的业务水平与开展潜力本课程分 别于2008年和2012年获批合肥工业大学精品课程和安徽省精品 课程，每年约有300名本科生学习该课程二）课程的基本信息：课程性质、课时安排、课程特色等根据最新修订的2019版教学大纲，《材料科学基础1））授课 学时为64学时，共4学分，授课时间为大二下学期，是金属材料 工程和粉体工程专业的专业基础课程通过本课程的学习，可以 使学生掌握材料科学与材料工程相关的基础知识，为后续专业课 程奠定坚实的基础，能够有效提升面向工程教育认证的学生培养 质量本课程是一门承上启下的专业必修课材料科学的快速开展 促进了新技术、新材料的广泛应用，在教学过程中，一方面强化 学生对于基础知识的积累，另一方面引导学生将基础知识与工程 应用相结合，因此与本课程的特色主要有以下三点：发现学生成绩的变化趋势，保证每个学生都能得到最充分的及时 关注，实现以学定教、因材施教。
利用材料科学与工程学院虚拟 仿真教学平台进行典型零件及工模具用钢的热处理虚拟仿真实验, 强化学生对于复杂工程问题解决的能力，高等教育内涵式开展背 景下，实验教学主动适应新技术革命性变化，提升新时代大学生 的创新精神、实践能力和社会责任感，培养卓越拔尖人才的重要 举措，是金属材料工程专业人才培养推进“智能+教育”的积极探 索，是推动人才培养质量提升的新的生产力在前期虚拟仿真教 学工作的基础上，该平台已获批2020年安徽省虚拟仿真实验教学 工程，同时申报了教育部国家级虚拟仿真实验教学一流课程，为《材料科学基础》的线上线下混合式教学奠定了良好基础七、教学过程与实施方法下面以《材料科学基础1》第六章中的铁碳合金相图为例阐 述教学过程与实施方法铁碳合金是使用最为广泛的金属基材料，是《材料科学基础 1》课程的重点内容之一该局部教学内容对学生的能力目标要求 是：（1）熟练掌握Fe-Fe3c二元相图中的基本相、组织以及含碳量 对其组织组成物变化的影响规律；（2）可以利用Fe-Fe3c二元相 图进行材料选择，解决实际应用过程中材料失效的问题，培养和 锻炼学生的研究与实践能力通过混合式教学，使该局部内容支 持课程目标2和课程目标3的达成。
混合式教学解决的重点问题 是：让学生在有限的时间内实现对课程内容广度和深度认知与掌握，培养学生的综合素质与能力在混合式课程教学之前，需要 对现有的教学资源进行重新整合、梳理和规划设计，铁碳合金相 图对应5个知识点，分别是铁碳合金相图的基本构成、合金中的 基本相、组织转变过程、杠杆定律的实际应用以及杂质元素对于 铁碳合金的影响线上线下混合式教学的优势是可以将原来的课 堂教学活动进一步延伸搞课前和课后，提前做好教学计划和安排 是先决条件，教学过程主要包括课前自学、课堂导学和课后学习准备资源，以学定教前V提供平台优帖，引导学生思考I共同探讨，质疑问答课I中雨课堂发布讨论、随堂测试,实时反应点评I 随堂测试，实时点评I回顾总结，答疑解惑铁碳合金相w探讨合金的组织变化因素 V_二一,,一卡―—二g多角度、深层次 L二公"E 3探讨影响铁碳合金因g-二二6 5讲解杠杆定律的具体应用少二？观看视频，论坛讨论，单元测试反思帖子内容现场或平台发表看法小组讨论，绘制、上传并解释 思维导图，完成随堂测试完成随堂测试现场或平台提问交流・看内容 进阶内容平台发布练习，布・拓展任务7 课后练习，巩固拓展•提交个人练习，参与平台讨论图4铁碳合金相图混合式教学流程图1.课前自学教师提前发布本次课程讲授内容的教学计划，包括教学重点、 难点，网上学习资源以及参考资料，发布对应本次课程所讲授知 识点的逻辑关系图，发布讨论题目。
学生在自主学习过程中遇到 问题，教师及时提供答疑，同时整理共性问题以备课堂讲解 2.课堂导学课堂导学是线上线下混合式教学的核心环节，是将学生通过 微课和PPT课件自学知识点内化和疑难问题解决的重要途径根 据教学过程的基本规律，本单元通过一个案例、一组数据、两个 视频、三个应用深入浅出讲解铁碳合金相图中的基本相、组织、 组织演变规律、杠杆定律的使用以及杂质元素对铁碳合金性能的 影响具体教学流程分为以下几个步骤：【一次课100 min］引入：通过“泰坦尼克号”漂浮事件，从 材料的角度剖析钢中杂质元素对材料性能的重要影响，从而引入 学习和研究铁碳合金相图的重要意义教师为主，2分钟】剖析：阐述铁碳合金相图产生的历史 背景，深度剖析相图构成及相图中存在的特殊相变类型，包含包 晶转变、共晶转变以及共析转变教师为主，20分钟】分组讨论：根据铁碳合金中碳含量将 相图分为七个局部，分别为工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共 析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁，将学 生分成七组，分别讨论七种成分的铁碳合金在冷却过程中的相和 组织的转变过程，以及在转变的不同阶段相的相对含量变化学生为主，30分钟】探究：基于分组讨论的结果，探究不 同成分的合金在冷却过程中相及组织转变的异同点，获得铁碳合 金的相和组织随成分变化的规律。
师生互动，30分钟】评价：通过随堂测验完成对本课程学习效果的检验【学生为主,14分钟】总结与点评:【教师为主，2分钟】布置课后作业:【教师为主，2分钟】3.课后学习课后及时发布作业清单，包括雨课堂测试题，开放型作业撰 写等题目，由于本科次的内容具有工程应用背景，因此给学校安 排一次课后调查报告，要求将所学内容与本次课所学的铁碳合金 的开展以及应用相结合完成一篇调查报告，鼓励学生进行探索与 思考在《材料科学基础1》课程混合式教学设计与实践过程中， 通过合适的、新颖的教学活动表达“两性一度”八、学习评价与教学反应.过程性评价和综合评价相结合《材料科学基础》课程评估方式主要包括期中考试、期末考 试，课堂测试与作业撰写四个局部期中，课程过程学习评价主 要由线上学习、课堂测试、作业撰写三局部组成1)线上学习线上学习主要是教师在课前通过SPOC推送即将学习的内容 给学习，利用微课、PPT展示、测试等方式考察学生对于基础 知识、基本原理的掌握情况2)课堂测试针对课程中的知识要点，通过雨课堂进行随堂测试，精心设计 题库，及时反应评分，帮助学生诊断学习情况，课堂测试主要以客观题为主⑶作业撰写通过雨课堂在课后推送开放型试题、调研性课题让学生进行 铁碳合金相关知识的调查，使其掌握书本知识外的知识，拓宽学 生知识面。
1 .教学评价与反应评价是检验教学效果的有效方法，对教学过程有监控和控制 作用，而对教师和学生那么是一种促进与强化传统的课堂教学评 价注重结果，而雨课堂、腾讯问卷提供的是群体参与的形成性评 价，学生的意见能在一个公开的可视化的平台上呈现相对于传 统式教师主导的教学，线上线下混合式教学更透明，也更能有效 地敦促教师重视学生的感受教师通过与学生交流及时了解教学 效果，及时调整教学方式本课程评价采用过程性评价，分为教师对学生评价和学生对 教学评价两个方面对学生评价分为对个人评价和对小组评价， 评价方式有课前测验、课堂测试、作业撰写、期中期末考试、随 机提问、调查问卷对教学评价为每章讲完后通过腾讯问卷了解 学生对课堂教学的评价及建议，同时教师也会及时将评价结果反 馈给学生个体，催促学生进行改进九、教学总结与反思《材料科学基础》课程团队是一支教学经验丰富、富有活力 的教师组成，经过十年左右的教学实践，尤其是近两年的混合式 教学实践，逐渐形成了一种行之有效、易于操作的混合式教学路 径，同时也对该课程的混合式教学进行了总结与反思十、教学总结教学有理念：坚持立德树人为导向，以学生为中心，以任务 为驱动，促进学生综合素质的开展；教学有设计：线上线下相互 配合，明确线上学什么，怎么学，线下如何传达，如何内化；线 上有资源：依托中国大学MOOC平台，依托雨课堂交互平台；线下 有活动：课堂测试、开放型作业撰写，角色互换；过程有评估： 课堂表现、线上学习状态、虚拟仿真效果等方面进行过程考核； 评估有手段：通过雨课堂、问卷等手段对过程评估进行考核。
十一、教学反思线上线下混合式教学是未来教学模式改革的大趋势，《材料 科学基础》在施行线上线下混合式教学改革过程中存在以下三个 难题：一是，学生对于混合式教学比拟陌生，且学习任务更加繁 重，前期参与的积极性不高，对教师的评价不够正面，在很大程 度上影响教师进行混合式教学改革的热情；二是，混合式教学中 混合学习评价处于探索阶段，其评价效果过度依赖于学习平 台的监测，能否真正反映学生的学习效果尚待进一步观察；三是， 根据OBE的教学理念，教师在实施混合式教学活动之前，需要对 混合式教学做出合理的设计，并与课程思政相结合，教师进行混 合式教学耗费的时间将会急剧增加，在一定程度上阻碍了教师进 行混合式教学改革的动力1)注重跟踪相关新技术的开展，并将其反映在教学内容中 教学队伍中年轻教师均具有海外留学经历，学习能力强，与国际 接轨程度高；(2)注重教学研究与教学改革任课教师承当多项教学改革 工程，研究中将先进的教学理念和教学方法应用到该课程之中， 在此基础上创立新的教学法，提出的“现象-问题-理论-方法-创 新意识”五环相扣的创新教学法实施效果良好；(3)注重学生实践能力、创新能力的培养教学过程中利用 多媒体、虚拟仿真平台等多种手段，将理论知识与工程实践相结 合，提高学生的学习热情，培养学生科学的思维和创新的能力。
积极开展校企合作，通过开展专家讲堂、企业实践、认知实习等 方式，拓展学生的实践平台，培养学生的解决实际问题的能力三)混合式教学改革要解决的重点问题线上线下混合式教学，本质是解构知识体系、重构学习体系 的过程混合式教学均须遵循“以学生为中心” “两性一度”的 基本原那么，但是在具体的设计与实施中，要充分结合课程的具体 实际，不能简单地用某一标准对同类课程的教学过程实行“一刀 切”在进行混合式教学探索前需要明确课程改革要解决的核心 问题究竟是什么，然后有针对性地进行“靶向治疗”因此在混 合式教学改革过程中需要重点解决以下问题：1 .厘清线上与线下学习的关系线上和线下学习是混合式教学密不可分的两个重要环节，共 同作用于学生的学习效果线上学习是每阶段学习的起点，通过 自主学习，让学生基本掌握课程知识点，带着一定的知识基础及 问题走进教室；同时一，也是每阶段学习的小结，完成学习内 容的总结、检验与反思，从头和尾两个环节对课堂教学的质量进 行保障线下学习是控制课程学习效果的关键环节，是实现课堂 高阶性、创新性和挑战度的最主要途径之一教师以精心设计的 课堂教学活动为载体，完成学生线上学习成果的检验、帮助学生 完成知识的巩固和转化，引导学生实现高阶学习。
线上与线下教 学环环相扣、循环往复，构成完整的教学周期，形成贯穿“课前 +课中+课后”的闭环学习2 .明晰学习任务中心混合式教学构建了一种新型师生关系，传统课堂中教师是教 学任务的主要承当者，是整个教学活动的中心，掌握着知识传递 的绝对话语权混合式教学那么强调学生是学习的主体，学生的学 习过程及能力的达成是教学活动的中心，将“以教师为中心”转 变为“以学生为中心”的教学模式，实现教学主体的改变，学生 对课堂教学活动的参与度直接影响教学的效。