材料科学与工程学报
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雨课堂在材料科学基础课程中的应用实践

一、引言

“雨课堂”是基于PowerPoint软件与微信平台的一种新型智慧教学工具。该教学工具具备推送PPT课件、分享链接和微课视频、扫码签到、发布作业、课堂测试、在线答疑、弹幕互动、数据采集等功效,能覆盖课前、课中、课后的每一个教学环节,有效实现课堂互动永不下线的功能[1]。“雨课堂”软件在高校课堂教学中的推广应用,正好符合《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》中提出的“提高教师应用信息技术水平,更新教学观念,改进教学方法,提高教学效果。鼓励学生利用信息主动学习、自助学习,增强运用信息技术分析解决问题的能力。”[2]本文论述了雨课堂软件在我校“材料科学基础(I-1)”课程中的应用实践情况。

二、我校“材料科学基础”课程的教学现状

我校“材料科学基础”课程是材料科学与工程专业的专业核心课程,在整个大学四年材料专业知识的学习中起承上启下的作用。该课程共96学时,分为“材料科学基础(Ⅰ-1)”和“材料科学基础(Ⅰ-2)”。其中“材料科学基础(Ⅰ-1)”有48学时,为理论教学课程,教学内容包括:原子结构与结合键、材料的结构、晶体结构缺陷、晶态固体中的扩散、相平衡与相图。本课程的任务是使学生了解和掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料的晶体结构,晶体结构的不完整性及晶体缺陷,掌握晶态固体物质的传质原理,掌握二元相图的基本规律、铁碳相图以及简单的三元相图;通过本课程的学习,使学生初步掌握材料科学的基本研究方法,初步具备正确选择材料和研究材料的能力,并为进一步设计和制备新型材料打下良好的基础。该门课程的教学中,存在以下问题:(1)课程内容理论性强,概念和专业术语多,仅在第二章和第三章中就涉及二十多个专业术语,比如晶胞、空间点阵、点阵常数、晶面间距、配位数、硅酸盐结构、肖克莱不全位错、弗兰克不全位错,等等。这两章也涉及了大量微观结构的内容,内容抽象,比如常见金属晶体结构、晶面指数、晶向指数、位错的结构等,学生要在短时间内理解和记忆比较困难。(2)该门课程的教学采用传统的PPT加板书授课,学生上课的热情和主动性不高。(3)传统课堂教学要受到地点和时间的限制,不方便师生及时的沟通和交流。(4)采用大班授课模式,师生互动程度较低,授课进度难以兼顾不同层次学生的学习需求,授课效果欠佳,因此进行教学方法的改革势在必行。

针对“材料科学基础(I-1)”课程教学中存在的问题,将“雨课堂”这种新的信息化教学手段用于“材料科学基础(I-1)”课程教学中,以期提高该门课程的教学质量,激发学生的学习主动性和学习热情。

三、雨课堂在“材料科学基础(I-1)”课程中的应用

1.线上课堂。“雨课堂”是一种新型的信息化教学手段,实现了PPT与微信的有效结合。首先在课程PPT上装上“雨课堂”增强插件,然后教师在微信中关注“雨课堂”,创建“材料科学基础(I-1)”课程和教学班级。给学生上课的时候,将邀请二维码投影到屏幕上,学生通过手机微信扫描二维码加入课堂。

学生扫码进入“雨课堂”,就会自动生成考勤记录,比传统课堂点名方式的考勤效率高很多,而且实现了每次课考勤的目的。教师上课的课程PPT会同步到学生手机微信端,学生在听讲过程中,既可以看屏幕也可以看手机。“雨课堂”教学轻易将影响上课听课效果的手机转变成了学生的学习工具[3]。课程结束后,每一页PPT内容能自动保存在学生微信端,便于学生课后复习。在听老师讲解的过程中,学生遇到有不懂的内容,可以通过匿名发弹幕或点击“不懂”反馈给老师。以第二章为例来说,在讲解这一章的过程中共收到课堂弹幕69条,课堂投稿6条,其中有两页幻灯片,分别有一名同学点击“不懂”。针对学生的弹幕内容和不懂的内容及时进行了解答,并对点击“不懂”的PPT内容进行了针对性的讲解,且在课后推送了帮助学生强化课堂内容的学习资料和视频。“雨课堂”设置的弹幕功能,让学生都能参与课堂讨论,将自己的疑问和想法及时反馈给老师,实现了师生的有效互动。“雨课堂”的弹幕功能和随机点名回答问题的功能,受到学生们的喜爱,激发了学生的学习兴趣和学习热情,提高了教学效果。

上课过程中,为了动态掌握学生的学习情况,检验学习效果,对学生进行了随堂测试。在课前,预先通过雨课堂软件在PPT中插入选择题和判断题等,并设定好答题时间。上课过程中,根据教学设计,实时推送,完成课堂在线测试。雨课堂软件能实时采集答题数据。教师通过学生答题情况,可以判断学生对知识的掌握程度,及时做出教学进度调整,改变教学策略。