翻转课堂在功能材料课程教学中的设计及应用研究
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摘 要：现代化的教育理念在高校教学中的地位越发突出，翻转课堂凭借其独特的优势备受青睐，越来越多的任课教师开始尝试这一教学模式。对于一些抽象难懂的理工科课程，翻转课堂可激发学生课下主动学习，活跃课堂气氛，提升学生学习的成就感和满意度。翻转课堂模式在功能材料课程教学中的实践体现出了明显的优越性，增加了学生对知识理解的广度和深度。
关键词：功能材料 翻转课堂 应用 高校教学模式
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（c）-0213-02
《功能材料》是材料科学与工程类专业学科中一门交叉了物理、化学等多学科、综合性很强的专业方向课程，是学生学习其它专业课程和今后从事材料科学研究工作的重要基础，是相关材料学科的纽带和媒介，在高校教学中的地位越来越突出。功能材料种类繁多、发展迅速、时代性强，因而对功能材料的研究一定要紧跟前沿，传统的“一言堂”、“填鸭”式的教学模式已不能满足学生的学习需求。
“互联网+”时代的到来极大的丰富了人们获取知识和信息的途径，本科教学过程中学生追求更多的是师生平等和实时互动，翻转课堂应运而生[1]。翻转课堂又称颠倒课堂，是指利用现代化信息手段，颠倒知识传递、内化、巩固的顺序安排，重新规划课前、课中、课后的教学设计，在正式教学前，学生通过课件PPT、视频动画等形式进行知识点的学习，自主解答问题，在正式教学中，针对学生不懂的问题师生共同探讨，将学习的决定权由教师移交给学生，实现师生角色互换的教学设计方法[2-3]。
1 翻轉课堂教学模式的优势
（1）翻转课堂最大的优势在于能够满足不同层次学生的学习需求。充分尊重学生的主体地位，“学什么，怎么学”由学生自主决定，老师充当引导角色把控教学进程，学生可以在学习过程中针对自己的薄弱环节和知识缺陷，认真查阅读辅助材料，更有利于学生内因作用的转化。
（2）翻转课堂对教学程序进行了优化。学生通过课前自学发现问题并试图解决问题，对于不能解决的问题带到课堂上交流讨论，教师再根据学生在学习过程中遇到的重点和难点问题进行系统地讲解和剖析，使课堂教学更具针对性，更有利于知识的内化。
（3）翻转课堂有利于提升学生的综合能力。学生要想在课堂上表现出色，课前就得下苦工，包括核心知识的理解转化、额外资料的查询归纳、讲解内容的概括记忆、语言组织表达、PPT制作技巧、英文文献翻译以及团队协作等一系列能力的跟进，还可通过课堂分享学习到其他同学的新思路和新方法，促进共同进步。
（4）翻转课堂有助于优化过程性考核。传统的考核方式对平时成绩的核定无法如实反映学生的学习过程，而翻转课堂模式中针对PPT制作效果、讲解情况、讨论参与度、回答问题正误等各环节的表现均可给出详细真实的分值记录，对学生的付出给予公平正面的肯定，形成良性循环。
2 翻转课堂在《功能材料》课程教学中的实践
根据《功能材料》课程的特点，结合地方本科院校学生的学习能力，今年春季学期在2017级材料化学专业中首次采用翻转课堂进行部分章节的教学。全班共48名同学，按学号顺序分为12个小组，每小组4人;选取的章节内容为压电材料的应用、热电效应的类型、光生电动势的产生、发光材料的种类、激光的特性、纳米材料的制备以及智能材料的典型实例。
例如纳米材料的制备，学生课前通过视频和课件学习纳米材料的制备方法和原理，并积极查找和研读相关文献、每小组选出一篇有代表性的近5年的文献制作成PPT，拷贝到电脑桌面。课堂上随机挑选（主动自荐的优先）5个小组到讲台上进行讲解，讲解时间控制在5min左右，剩余15～20min组织学生围绕制备方法的适用领域、纳米级尺寸的核定两个问题开展交流讨论，讨论过程中穿插老师的提点升华，学生表现出很高的学习兴趣，课堂气氛轻松活跃。
文献的内容极其丰富，通过讲解和讨论，学生不仅知道了不同制备方法的原料、工艺流程和适用范围，还学习到了纳米材料尺寸的表征方法，例如X射线衍射（XRD）计算、扫描电镜（SEM）/透射电镜（TEM）形貌观察，深化了学生对纳米材料概念和类型的形象理解和记忆。另外，高质量的文献和深入的讨论甚至让学生学习到纳米材料的能量带隙、表面元素或官能团、光催化等常涉及到的性能分析手段，帮助学生形成系统性的学习，锻炼了学生的思维能力。
又例如发光材料中的研究热点——稀土离子激活发光，学生课前在已学发光机理基础上自学光致发光相关内容，并自行查找稀土发光的近年文献，制作PPT课堂上讲解分享。通过这一过程学生除了学习到三基色荧光粉的基体组成、激活离子类型、发光颜色等课本上有的知识外，还了解到不同稀土发光材料的制备方法、能带结构、激发/发光光谱、潜在应用等课外知识，例如同样为稀土铕（Eu）掺杂，二价与三价的发光特征却不一样，通过文献对比可知其原因在于不同价态的铕所形成的杂质能级在价带和导带中所处位置不同，使材料体系能带结构上存在差异，拓展了学生的视野，学会持续、深入地学习。
3 翻转课堂在《功能材料》课程中实践的感受与思考
高校的教书育人不仅仅是知识的传授，教师更应该注重学生综合素质的培养和提升，使学生具备终身学习的能力，才能不断适应社会的发展。翻转课堂模式在学生能力培养方面确实体现出很多独到之处，翻转课堂的实施有利于学生学习兴趣的激发和主观能动性的发挥，有助于教学效果的提升。但是通过一学期翻转课堂的教学实践深刻体会到想真正把翻转课堂用好并非易事，任课教师和学生都应为之付出更多的努力，应注意几个方面。
（1）教师精心做好教学设计是关键。不是所有的内容都适合翻转课堂教学，内容选取不好会适得其反。课前自主学习内容的安排、课上讨论环节的设置，甚至包括学生文献的查选和PPT课件的质量等都很费心思，教师除了要精心设计外还应提前给学生做好引导和监督，宏观上把好关才能保证教学安排围绕重点有序高效地展开。
（2）学生接纳、自律和积极配合是前提。新观念新事物的落地都要历经挑战，刚开始接触翻转课堂学生难免会不知所措，也有学生比较羞怯不愿表现，都需要一定的适应期。另外在翻转课堂实施过程中或多或少存在部分学生吃大锅饭、搭顺风车的偷懒现象，对于这一部分学生是不能得到锻炼和提升的，应加强监督和教育。
（3）娴熟掌握现代教育技能是助推。学校网络教学平台的完善和强化，数字图书馆的充分利用，雨课堂微信端的使用，微课慕课视频的录制和修改，交流互动软件的应用等多种现代教育手段的辅助，能极大促进翻转课堂功效的施展，教师和学生都应主动学习，熟练使用。
综上所述，在教育部规划教学改革、教学质量提升的大环境下，高校教师应积极推动翻转课堂的落地生根，促进教学模式的转变，不断满足学生的学习需求。但任何事物都有正反两面，翻转课堂亦是如此，在使用过程中应合理设计、加强监督才能克服其弊端，充分利用翻转课堂的优势更好地服务本科教学。
参考文献
[1] 张艳媛，吴曼，裴天骄，等.翻转课堂教学模式在高校教学的应用现状[J].教育现代化，2019，2（12）：80-81.
[2] 黄亚平，陈莹.翻转课堂教学模式设计与应用研究[J].中国教育信息化，2016（18）：38-40.
[3] 黄丽衡.翻转课堂：高校课程理论课教学模式[J].教育现代化，2019，2（10）：172-174.
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