马赛，董福元，李东，秦春，吴建栋
北方民族大学材料科学与工程学院，宁夏银川750021
摘要:在抗击新冠肺炎疫情期间，按照教育部“停课不停学”的要求，本文以具有工科特点的北方民族大学材料科学与工程学院材料物理与性能课程实验教学为例，阐述了实验混合教学改革的必要性，以及改革的具体内容和措施，以及改革后教学模式的特色，可以更好地培养学生的工程实践能力和创新能力，提高专业人才培养质量。
关键词：材料物理性能；实验教学；改革探索
2020年席卷全球的新型冠状病毒给各行各业带来了巨大冲击，也给该年各高校的本科教学带来了严峻的挑战。为了解决学生不能按时返校上课这一难题，各学校积极响应教育部提出的“停课不停学”的号召，纷纷启动网络线上教学模式。然而由于线上教学模式相对于传统教学大部分仍处于实验阶段，并不一定适用于所有专业和课程[1-2]。混合教学模式具有两种教学模式的双重优势,既发挥了教师的指导和启发作用,又在激发学生学习兴趣和主动性，培养学生创新能力，发现问题、解决问题能力等方面表现突出。[3-5]。本文以该学院材料物理与性能课程实验为例，对本科实验课程混合教学模式进行了探索，希望能为疫情期间的相关教师提供参考。
1.改革的目的与意义
教学中存在的问题。目前，传统模式在材料科学类实验教学中存在以下问题：第一，在师生不能返校的背景下，以往的实验教学既不能如期如故进行，又不能像理论教学一样转化为线上教学；第二，以往实验课程是教师首先进行讲解与演示，再让学生进行动手操作。然而由于学生多或者环境嘈杂等因素，在实际动手过程中存在众多问题；第三 存在“滥竽充数”现象。有些学生过分依赖同组的学生，存在抄袭数据现象；第四，没有考虑到学生存在差异性和个性化，不利于学生在创新和自主学习方面的提高。
更新教学观念，改变传统教学模式的需要。课程传授的内容不能与时俱进，无法顺应当代材料科学新型的功能材料、复合材料和纳米材料等高性能、多功能为主的发展趋势。传统教学也未考虑到材料在应用到各种不同的场景中可能出现的物理性能的改变和防护措施也不尽相同。也会导致学生在主观上错误地认为材料的性能在使用过程中一成不变。
强调以工程实际为背景的课程实验教学的需要。材料物理性能实验教学以往理论化和演示性实验为主，忽略了实验内容的工程应用，对学生的创新思维和动手能力的培养不利，因导致了此类实验的开展不能引起学生浓厚的兴趣，同时还存在脱离了实际工程情况的问题，背离了培养工程实践人才的初衷。
2.材料物理与性能实验课程改革的内容和具体措施
课前准备。教师通过线上学习平台提前创建课堂，学生注册学习账号，将教学PPT、素材、虚拟仿真、微课、实验案例、等资源上传到网上学习系统，发布学习任务，设置相关问题，引导学生通过问题进行学习。另一方面，让学生收集相关的案例。在规定时间内进行自主学习，完成相关的学习任务，遇到问题及时反馈给老师。
线上教学。
根据线上平台搜集学生们关于该章节实验的学习情况、提出的问题，反馈的建议，结合实验教学重点和资料讲解实验重点和难点；根据情况进行在线讨论和疑难解答，这样就可以激发学生的学习热情，同时增加了学生课堂参与度，通过屏幕分享向学生演示实验操作步骤。学生也可以通过屏幕分享的方式进行问题提问、沟通交流及心得分享。教师观察并掌控整个过程，给予必要的指导，师生间和学生间进行讨论，最后教师总结。
线下教学。实验实践课线下教学依然是不可或缺的，待学生返校后，收集并整理学生线上学习存在的问题，充分利用学院的教学示范中心和各类实验室平台，让学生进行相关实验实践课的学习，培养学生理论联系实践的能力、动手操作的能力及创新能力，提高教学质量的同时也利于学生创新实验的完成并为毕业课程设计打下基础。
3.教学改革后教学模式的特色
优化课程教学内容。北方民族大学材料科学与工程学院下设材料科学与工程专业、高分子材料与工程、材料成型及控制工程、新能源材料与器件专业。四个专业方向差别较大，因此，材料物理与性能课程实验与各专业的侧重点都不同。因此，我们要求学生可以完成一些必须实验的基础上，更加专业方向、兴趣爱好、能力强弱和时间多少，自主选择一些选修实验，设置课时量下限，上限不受限制。
以工程教育理念的改革。授课老师申报高等学校 “双师型教师实践锻炼计划”项目，锻炼和培养高校中青年教师创新精神和实践能力，推动校企合作，使其获得工程化教学的必要工程实践知识。高等院校可以邀请企业中具有大量工程经验的技术专家来到学生课堂，向学生讲述材料性能在使用过程中的问题。考虑把学生的部分课堂直接搬到企业去上，结合案例讲解，以给学生提供一种身临其境的课堂氛围，提高学生在工程实践中运用所学知识和原理的能力。
加强项目类和趣味科普类实验教学。实验类教学是理论课程的重要补充。实验教学质量的高低决定课程建设的成败。为此，有必要对实验类教学进行创新和优化，以提高学生的工程实践能力水平。目前，在课程中进行的实验完全以验证为目的。这对培养学生的工程实践能力帮助不大。为了克服此不足，在安排课程实验时应注意引导学生综合运用所学知识的能力。
5.结语
随着材料科学的发展进步和社会要求的提高，以具有工科特点的北方民族大学材料科学与工程学院材料物理与性能课程实验教学为例，阐述了实验混合教学改革的必要性，以及改革的具体内容和措施，以及改革后教学模式的特色，可以更好地培养学生的工程实践能力和创新能力，提高专业人才培养质量。
参考文献
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[5]董福元,秦春.“互联网+”时代下把雨课堂融入材料物理与性能教学改革[J].山东化工,2019,48(19):199-200+203.
基金项目： 宁夏回族自治区教育厅“十三五”重点专业( 群) 教育教学改革子项目；
北方民族大学 2019 年教育教学改革研究项目( 2019JY0010)