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摘要:《材料科学与工程基础》课程是工科类高等院校中材料类专业的专业基础课程。四川大学的《材料科学与工程基础》课程是早期的国家级精品课程。近年来，基于网络在线课程的新型开放教育资源mooc，得到快速发展，能够为更多的人提供免费学习优秀课程的机会。本文介绍了该课程在四川大学的发展概况，重点叙述了该课程在MOOC建设中的探索过程，以及近期的教学实践情况。MOOC的引入极大地调动了学生的学习积极性，培养了学生的自学能力，取得了较好的教学效果。
关键词:材料科学与工程基础;MOOC;教学实践
材料在人类的生产生活中是必不可少的物质基础，是人类社会发展的巨大推动力。材料的使用和发展与生产力和科学技术的水平密切相关，人类的历史发展按照使用材料的变化分为石器时代、陶器时代、铜器时代和铁器时代，目前，新材料已成为科技发展的重要标志之一。材料科学是以材料为研究对象的科学，在于认识材料的本质，而材料工程是材料科学知识的综合及运用。材料科学与工程基础是20世纪60年代初期创立的研究材料共性规律的一门学科，其研究内容涉及金属、无机非金属、有机高分子及复合材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系［1］。在此背景下，为了培养材料学相关的专业人才，《材料科学与工程基础》课程应运而生。目前，该课程已经成为工科类高等院校中材料类专业学生的公共基础课程，通过该课程的学习使学生具备对“大材料”的基本认知，从而能够更加从容地进入专业课程的学习［2－4］。MOOC(慕课)是MassiveOpenOnlineCourse的缩写，直译为“大规模在线开放课程”，是互联网与教育成功结合的产物。MOOC是一种在线教育模式，于2008年由加拿大爱德华王子岛大学网络传播与创新主任DaveCormier与国家人文教育技术应用研究院高级研究员BryanAlexander联合提出来［5］。2011年秋，斯坦福大学开出了《人工智能导论》在线课程，之后MOOC得到迅速发展。MOOC最大的特点和优势在于任何人都能够免费注册使用，且具有在线学习、参与讨论、完成作业、在线考试等一套系统的课程授课和课程学习的模式，使愿意学习的人足不出户就能够获得全国乃至全世界优质课程的学习机会［5］。我国的MOOC建设起于2013年，先后有众多高校参与其中，经过几年的发展，上线慕课数量已达5000门，学习人数超过7000万人次，足以说明MOOC的受欢迎程度和继续发展MOOC的必要性。本文介绍了四川大学的《材料科学与工程基础》课程的发展概况，重点叙述了该课程在MOOC建设中的探索过程，以及该MOOC在爱课程“中国MOOC”平台上的实践情况，最后，对该MOOC的进一步发展提出了几点认识。
1《材料科学与工程基础》课程的发展
四川大学的《材料科学与工程基础》课程源于1989年开设的本科生专业核心课程《高分子材料导论》中的部分内容，于1996年正式开设此课程。经过不断的打磨和锻造，四川大学的《材料科学与工程基础》课程于2004年被评为国家级精品课程。该课程从材料科学与工程的“四要素”出发，采用“集成化”的模式，详细讲授了金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等四大类材料的共性规律及个性特征。该课程主要面向高分子科学与工程学院的本科二年级学生，通过该课程的学习使学生建立材料的组成/结构－制备加工－性能－应用关系的一级学科整体概念，从原理上认识金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等各种材料的基本属性，为后续专业课程的学习奠定良好的基础。该课程分为五章，分别为绪论、材料结构基础、材料组成与结构、材料的性能和材料的制备与成型加工。整个课程分为16讲，每讲3个学时，共48学时，安排在大二下学期进行授课。课程采用的教材为本课程负责人赵长生教授和顾宜教授主编的《材料科学与工程基础》，该书第一版由化学工业出版社于2002年出版，2006年列入普通高等教育“十一五”国家级规划教材，累计发行超过1.5万册;第二版于2011年出版，同年被评为国家级精品教材，2013年获得中国石油和化学工业出版物奖(教材奖)一等奖，2014年列入“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，累计重印11次，共发行4万余册;第三版于2020年2月首次印刷，已经有众多高校将其定为材料专业教材。此外，作为双语课程，该课程还选用了WilliamD.Callister，Jr主编的《FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering(第五版)》作为英文教材，在教学过程中采用了中英文结合的讲义、课件、作业题和试卷。课程网站是课程教学的重要组成部分。本课程早在2009年就建立了课程网站，并拥有本课程的全程授课录像。2012年，本课程依托四川大学课程中心，建立并完善了新的课程网站，采用新技术重新进行了课程全程录像，并增加了自测评模块，帮助学生在课后稳固所学的知识点。目前，该课程网站的浏览量已经超过35万人次。在此基础上，经过精心准备，该课程于2014年在“爱课程”平台上线成为国家级精品资源共享课程，影响力进一步扩大。
2《材料科学与工程基础》MOOC建设
MOOC作为大规模开放在线课程，具有打破时空限制、开放程度高、可重复学习、良好的互动体验等特点。MOOC的建设首先要求教师设计好课程中准备讲授的重要知识点及相关内容，之后由专业的视频制作技术团队协助教师制作成5～20分钟的微视频，配以相应的PPT课件，作为MOOC的核心资源。随后，再配合随堂测验、课后讨论以及最后的课程考试。四川大学的《材料科学与工程基础》MOOC于2017年开始筹备建设，2018年进行微视频的录制，2019年9月在爱课程平台上线。课程团队共录制微视频54个，每个微视频均配合一个PPT课件，包括:第1章“绪论”(1个);第2章“材料结构基础”(12个);第3章“材料组成与结构”(5个);第4章“材料的性能”(34个);第5章“材料的制备与成型加工”(2个)。该MOOC包含88个知识点，遍布各个章节。课程设计为17周，每周3学时，其中:第1～5周学习第1～2章，第6～9周学习第3章，第10～16周学习第4章，第17周学习第5章。学习周次的分配主要基于学习单元中教学内容的数量、难易程度和知识点的重要性，使学生有充足的时间学习和理解新的知识。本课程的考核成绩分为3部分:(1)单元测验，占40%;(2)课程讨论，占10%;(3)期末考试，占50%。这就要求学生注重平时的学习，循序渐进积累课程知识，仅通过考前的突击复习无法获得好的成绩。其中，在完成每周一个课程单元的学习后，有一个包含约20道题的单元测验，要求学生在规定时间内完成作答。此外，在每个学习单元后，会有1～2道基于本单元知识点的讨论题在讨论区，由学生跟帖回复，同时，学生也可发帖公开自己的问题，老师和其他学生均可对帖子上的问题进行释疑。最后，在完成所有课程单元的学习后，有一套围绕课程知识点的期末试卷，要求学生在约定的时间点进行线上答题，在规定的时间内完成答卷。针对单元测验和期末考试，系统能够进行自动评判并给出相应的得分，省时高效。考核成绩达到60分及以上可申请合格证书，85分及以上可申请优秀证书。该课程的参考资料主要有:(1)《材料科学与工程基础(第三版)》，赵长生，顾宜主编，化学工业出版社;(2)《FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering(材料科学与工程基础)》，WilliamD.CallisterJr.主编，化学工业出版社。结合中英文参考资料，可以增加学生的专业英语词汇量，提升专业英语的理解和应用能力。四川大学的《材料科学与工程基础》MOOC的建设立足于课程团队在该课程多年的教学实践经验，教学目的明确，教学内容丰富，教学思路清晰，教学安排合理，借助平台创新了教学模式，将学生作为课程的主体，由老师“认真教”向学生“主动学”转变，鼓励学生多向老师问问题，培养学生的自学能力、提出问题和分析问题的能力。该MOOC可以作为材料类专业本科生学习“材料”相关课程的课外辅导以及SPOC的源课程，也可供其他材料类工程技术人员在业余时间补充相关基础知识，提升专业理论素养。
3《材料科学与工程基础》MOOC教学实践
四川大学的《材料科学与工程基础》课程第一期MOOC于2019年9月10日－2020年1月20日进行，选课人数为1700人。在第一期结束后，课程团队组织对课程设计及部分内容进行了优化，对部分测试题进行了修订以使其更好地考核学生对相关知识点的掌握程度。第二期MOOC于2020年2月24日开课，同时作为四川大学高分子科学与工程学院大二学生学习的《材料科学与工程基础》课程的SPOC源课程。在7月6日结课前，选课人数达到3100人，相比第一期增加了80%。其中，观看微视频达到4万余次，完成单元测试近7千人次，讨论区回帖数超过7千。期末考试平均分达到91，有240人成绩为优秀，占考核人数的25%。教师与学生在课程平台上积极讨论、广泛交流，实现了教学互长，参课学生对该课程给予了较高的评价。值得说明的是，第二期《材料科学与工程基础》MOOC的运行正遇到疫情爆发，绝大部分的大学生无法返校，老师和学生都只能在家中借助各种网络平台仓促进行临时教学活动，这在较大程度上影响了教学效果。此时，前期精心准备和完善的MOOC在此特殊时期发挥了巨大的作用，学生可以随时随地打开MOOC进行学习，与老师进行互动，老师也可以通过MOOC平台对学生进行测验，及时跟进和掌握学生在各个阶段的学习效果。在后续的课程实践中，课程团队将进一步丰富教学资料，填充试题库，优化教学方案，完善课程体系;同时，借助多种渠道对该课程进行推广，广泛听取各方的意见和建议，扎实推进课程建设与改革，不断提高课程的“含金量”。
4结语
MOOC是近年来发展起来的一种新型教学方式，其丰富的课程资源、灵活的上课形式、多样的参与方式以及完善的评价体系吸引了大量的学习者，为全民学习提供了很好的平台，对于提高人们的整体文化素质具有重要的意义。同时，我们也应该看到，在MOOC的实施过程中，仍存在一些问题，例如，许多选课的学生往往半途而废，没有能够坚持完成全课程的学习;课程证书的影响力不大、社会认可度不高;与SPOC结合还不够成熟，如何结合线上、线下共同教学以提高学习效率、改善学习效果还需要进一步的探索。面对这些问题，需要教育管理部门、学校、教师以及线上平台共同努力，积极开展相关研究，勇于探索，创新发展模式，发挥MOOC更大的作用。
作者:冉起超 凌红 丁春梅 李曹 刘晓玲 赵长生 单位:四川大学高分子科学与工程学院
