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摘要:《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程是工科類高等院校中材料類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。四川大學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程是早期的國家級精品課程。近年來，基于網(wǎng)絡(luò)在線課程的新型開放教育資源mooc，得到快速發(fā)展，能夠?yàn)楦嗟娜颂峁┟赓M(fèi)學(xué)習(xí)優(yōu)秀課程的機(jī)會。本文介紹了該課程在四川大學(xué)的發(fā)展概況，重點(diǎn)敘述了該課程在MOOC建設(shè)中的探索過程，以及近期的教學(xué)實(shí)踐情況。MOOC的引入極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:材料科學(xué)與工程基礎(chǔ);MOOC;教學(xué)實(shí)踐

材料在人類的生產(chǎn)生活中是必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類社會發(fā)展的巨大推動力。材料的使用和發(fā)展與生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)，人類的歷史發(fā)展按照使用材料的變化分為石器時代、陶器時代、銅器時代和鐵器時代，目前，新材料已成為科技發(fā)展的重要標(biāo)志之一。材料科學(xué)是以材料為研究對象的科學(xué)，在于認(rèn)識材料的本質(zhì)，而材料工程是材料科學(xué)知識的綜合及運(yùn)用。材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)是20世紀(jì)60年代初期創(chuàng)立的研究材料共性規(guī)律的一門學(xué)科，其研究內(nèi)容涉及金屬、無機(jī)非金屬、有機(jī)高分子及復(fù)合材料的成分、結(jié)構(gòu)、加工同材料性能及材料應(yīng)用之間的相互關(guān)系［1］。在此背景下，為了培養(yǎng)材料學(xué)相關(guān)的專業(yè)人才，《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程應(yīng)運(yùn)而生。目前，該課程已經(jīng)成為工科類高等院校中材料類專業(yè)學(xué)生的公共基礎(chǔ)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生具備對“大材料”的基本認(rèn)知，從而能夠更加從容地進(jìn)入專業(yè)課程的學(xué)習(xí)［2－4］。MOOC(慕課)是MassiveOpenOnlineCourse的縮寫，直譯為“大規(guī)模在線開放課程”，是互聯(lián)網(wǎng)與教育成功結(jié)合的產(chǎn)物。MOOC是一種在線教育模式，于2008年由加拿大愛德華王子島大學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳播與創(chuàng)新主任DaveCormier與國家人文教育技術(shù)應(yīng)用研究院高級研究員BryanAlexander聯(lián)合提出來［5］。2011年秋，斯坦福大學(xué)開出了《人工智能導(dǎo)論》在線課程，之后MOOC得到迅速發(fā)展。MOOC最大的特點(diǎn)和優(yōu)勢在于任何人都能夠免費(fèi)注冊使用，且具有在線學(xué)習(xí)、參與討論、完成作業(yè)、在線考試等一套系統(tǒng)的課程授課和課程學(xué)習(xí)的模式，使愿意學(xué)習(xí)的人足不出戶就能夠獲得全國乃至全世界優(yōu)質(zhì)課程的學(xué)習(xí)機(jī)會［5］。我國的MOOC建設(shè)起于2013年，先后有眾多高校參與其中，經(jīng)過幾年的發(fā)展，上線慕課數(shù)量已達(dá)5000門，學(xué)習(xí)人數(shù)超過7000萬人次，足以說明MOOC的受歡迎程度和繼續(xù)發(fā)展MOOC的必要性。本文介紹了四川大學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程的發(fā)展概況，重點(diǎn)敘述了該課程在MOOC建設(shè)中的探索過程，以及該MOOC在愛課程“中國MOOC”平臺上的實(shí)踐情況，最后，對該MOOC的進(jìn)一步發(fā)展提出了幾點(diǎn)認(rèn)識。

1《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程的發(fā)展

四川大學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程源于1989年開設(shè)的本科生專業(yè)核心課程《高分子材料導(dǎo)論》中的部分內(nèi)容，于1996年正式開設(shè)此課程。經(jīng)過不斷的打磨和鍛造，四川大學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程于2004年被評為國家級精品課程。該課程從材料科學(xué)與工程的“四要素”出發(fā)，采用“集成化”的模式，詳細(xì)講授了金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料等四大類材料的共性規(guī)律及個性特征。該課程主要面向高分子科學(xué)與工程學(xué)院的本科二年級學(xué)生，通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生建立材料的組成/結(jié)構(gòu)－制備加工－性能－應(yīng)用關(guān)系的一級學(xué)科整體概念，從原理上認(rèn)識金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等各種材料的基本屬性，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。該課程分為五章，分別為緒論、材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、材料組成與結(jié)構(gòu)、材料的性能和材料的制備與成型加工。整個課程分為16講，每講3個學(xué)時，共48學(xué)時，安排在大二下學(xué)期進(jìn)行授課。課程采用的教材為本課程負(fù)責(zé)人趙長生教授和顧宜教授主編的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》，該書第一版由化學(xué)工業(yè)出版社于2002年出版，2006年列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，累計(jì)發(fā)行超過1.5萬冊;第二版于2011年出版，同年被評為國家級精品教材，2013年獲得中國石油和化學(xué)工業(yè)出版物獎(教材獎)一等獎，2014年列入“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，累計(jì)重印11次，共發(fā)行4萬余冊;第三版于2020年2月首次印刷，已經(jīng)有眾多高校將其定為材料專業(yè)教材。此外，作為雙語課程，該課程還選用了WilliamD.Callister，Jr主編的《FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering(第五版)》作為英文教材，在教學(xué)過程中采用了中英文結(jié)合的講義、課件、作業(yè)題和試卷。課程網(wǎng)站是課程教學(xué)的重要組成部分。本課程早在2009年就建立了課程網(wǎng)站，并擁有本課程的全程授課錄像。2012年，本課程依托四川大學(xué)課程中心，建立并完善了新的課程網(wǎng)站，采用新技術(shù)重新進(jìn)行了課程全程錄像，并增加了自測評模塊，幫助學(xué)生在課后穩(wěn)固所學(xué)的知識點(diǎn)。目前，該課程網(wǎng)站的瀏覽量已經(jīng)超過35萬人次。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過精心準(zhǔn)備，該課程于2014年在“愛課程”平臺上線成為國家級精品資源共享課程，影響力進(jìn)一步擴(kuò)大。

2《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》MOOC建設(shè)

MOOC作為大規(guī)模開放在線課程，具有打破時空限制、開放程度高、可重復(fù)學(xué)習(xí)、良好的互動體驗(yàn)等特點(diǎn)。MOOC的建設(shè)首先要求教師設(shè)計(jì)好課程中準(zhǔn)備講授的重要知識點(diǎn)及相關(guān)內(nèi)容，之后由專業(yè)的視頻制作技術(shù)團(tuán)隊(duì)協(xié)助教師制作成5～20分鐘的微視頻，配以相應(yīng)的PPT課件，作為MOOC的核心資源。隨后，再配合隨堂測驗(yàn)、課后討論以及最后的課程考試。四川大學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》MOOC于2017年開始籌備建設(shè)，2018年進(jìn)行微視頻的錄制，2019年9月在愛課程平臺上線。課程團(tuán)隊(duì)共錄制微視頻54個，每個微視頻均配合一個PPT課件，包括:第1章“緒論”(1個);第2章“材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”(12個);第3章“材料組成與結(jié)構(gòu)”(5個);第4章“材料的性能”(34個);第5章“材料的制備與成型加工”(2個)。該MOOC包含88個知識點(diǎn)，遍布各個章節(jié)。課程設(shè)計(jì)為17周，每周3學(xué)時，其中:第1～5周學(xué)習(xí)第1～2章，第6～9周學(xué)習(xí)第3章，第10～16周學(xué)習(xí)第4章，第17周學(xué)習(xí)第5章。學(xué)習(xí)周次的分配主要基于學(xué)習(xí)單元中教學(xué)內(nèi)容的數(shù)量、難易程度和知識點(diǎn)的重要性，使學(xué)生有充足的時間學(xué)習(xí)和理解新的知識。本課程的考核成績分為3部分:(1)單元測驗(yàn)，占40%;(2)課程討論，占10%;(3)期末考試，占50%。這就要求學(xué)生注重平時的學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)積累課程知識，僅通過考前的突擊復(fù)習(xí)無法獲得好的成績。其中，在完成每周一個課程單元的學(xué)習(xí)后，有一個包含約20道題的單元測驗(yàn)，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成作答。此外，在每個學(xué)習(xí)單元后，會有1～2道基于本單元知識點(diǎn)的討論題在討論區(qū)，由學(xué)生跟帖回復(fù)，同時，學(xué)生也可發(fā)帖公開自己的問題，老師和其他學(xué)生均可對帖子上的問題進(jìn)行釋疑。最后，在完成所有課程單元的學(xué)習(xí)后，有一套圍繞課程知識點(diǎn)的期末試卷，要求學(xué)生在約定的時間點(diǎn)進(jìn)行線上答題，在規(guī)定的時間內(nèi)完成答卷。針對單元測驗(yàn)和期末考試，系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動評判并給出相應(yīng)的得分，省時高效。考核成績達(dá)到60分及以上可申請合格證書，85分及以上可申請優(yōu)秀證書。該課程的參考資料主要有:(1)《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)(第三版)》，趙長生，顧宜主編，化學(xué)工業(yè)出版社;(2)《FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering(材料科學(xué)與工程基礎(chǔ))》，WilliamD.CallisterJr.主編，化學(xué)工業(yè)出版社。結(jié)合中英文參考資料，可以增加學(xué)生的專業(yè)英語詞匯量，提升專業(yè)英語的理解和應(yīng)用能力。四川大學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》MOOC的建設(shè)立足于課程團(tuán)隊(duì)在該課程多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)目的明確，教學(xué)內(nèi)容豐富，教學(xué)思路清晰，教學(xué)安排合理，借助平臺創(chuàng)新了教學(xué)模式，將學(xué)生作為課程的主體，由老師“認(rèn)真教”向?qū)W生“主動學(xué)”轉(zhuǎn)變，鼓勵學(xué)生多向老師問問題，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、提出問題和分析問題的能力。該MOOC可以作為材料類專業(yè)本科生學(xué)習(xí)“材料”相關(guān)課程的課外輔導(dǎo)以及SPOC的源課程，也可供其他材料類工程技術(shù)人員在業(yè)余時間補(bǔ)充相關(guān)基礎(chǔ)知識，提升專業(yè)理論素養(yǎng)。

3《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》MOOC教學(xué)實(shí)踐

四川大學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程第一期MOOC于2019年9月10日－2020年1月20日進(jìn)行，選課人數(shù)為1700人。在第一期結(jié)束后，課程團(tuán)隊(duì)組織對課程設(shè)計(jì)及部分內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，對部分測試題進(jìn)行了修訂以使其更好地考核學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握程度。第二期MOOC于2020年2月24日開課，同時作為四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院大二學(xué)生學(xué)習(xí)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程的SPOC源課程。在7月6日結(jié)課前，選課人數(shù)達(dá)到3100人，相比第一期增加了80%。其中，觀看微視頻達(dá)到4萬余次，完成單元測試近7千人次，討論區(qū)回帖數(shù)超過7千。期末考試平均分達(dá)到91，有240人成績?yōu)閮?yōu)秀，占考核人數(shù)的25%。教師與學(xué)生在課程平臺上積極討論、廣泛交流，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)互長，參課學(xué)生對該課程給予了較高的評價(jià)。值得說明的是，第二期《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》MOOC的運(yùn)行正遇到疫情爆發(fā)，絕大部分的大學(xué)生無法返校，老師和學(xué)生都只能在家中借助各種網(wǎng)絡(luò)平臺倉促進(jìn)行臨時教學(xué)活動，這在較大程度上影響了教學(xué)效果。此時，前期精心準(zhǔn)備和完善的MOOC在此特殊時期發(fā)揮了巨大的作用，學(xué)生可以隨時隨地打開MOOC進(jìn)行學(xué)習(xí)，與老師進(jìn)行互動，老師也可以通過MOOC平臺對學(xué)生進(jìn)行測驗(yàn)，及時跟進(jìn)和掌握學(xué)生在各個階段的學(xué)習(xí)效果。在后續(xù)的課程實(shí)踐中，課程團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步豐富教學(xué)資料，填充試題庫，優(yōu)化教學(xué)方案，完善課程體系;同時，借助多種渠道對該課程進(jìn)行推廣，廣泛聽取各方的意見和建議，扎實(shí)推進(jìn)課程建設(shè)與改革，不斷提高課程的“含金量”。

4結(jié)語

MOOC是近年來發(fā)展起來的一種新型教學(xué)方式，其豐富的課程資源、靈活的上課形式、多樣的參與方式以及完善的評價(jià)體系吸引了大量的學(xué)習(xí)者，為全民學(xué)習(xí)提供了很好的平臺，對于提高人們的整體文化素質(zhì)具有重要的意義。同時，我們也應(yīng)該看到，在MOOC的實(shí)施過程中，仍存在一些問題，例如，許多選課的學(xué)生往往半途而廢，沒有能夠堅(jiān)持完成全課程的學(xué)習(xí);課程證書的影響力不大、社會認(rèn)可度不高;與SPOC結(jié)合還不夠成熟，如何結(jié)合線上、線下共同教學(xué)以提高學(xué)習(xí)效率、改善學(xué)習(xí)效果還需要進(jìn)一步的探索。面對這些問題，需要教育管理部門、學(xué)校、教師以及線上平臺共同努力，積極開展相關(guān)研究，勇于探索，創(chuàng)新發(fā)展模式，發(fā)揮MOOC更大的作用。

作者:冉起超 凌紅 丁春梅 李曹 劉曉玲 趙長生 單位:四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院