材料物理化学网课教学效果探究

王福春，王万坤 

(贵州理工学院 材料与能源工程学院，贵州 贵阳 550003)

[摘  要]材料物理化学是一门材料类专业的必修课程，它以材料的结构以及材料结构的形成为主线，从物理化学的角度论述了材料科学与工程的基础理论问题，本文以贵州理工学院材料与能源工程学院师生为调查对象，对材料物理化学网课教学和学生学习情况及存在的问题进行研究与分析，调查结果表明材料物理化学网课教学主要存在的问题是网课教学效果不如课堂教学和网络问题，为此分别从课程思政、教师、学生、网课平台等方面提出改进措施，以期提高材料物理化学网课的教学效果。

[关键词]材料物理化学；师生；网课；雨课堂

[基金项目] 2018年度贵州理工学院重点教改项目：基于雨课堂的翻转课堂在材料物理化学教学中的应用(课题批准号: JGZD201804) 。

[作者简介]  王福春(1986-)，女，湖南怀化人，博士、贵州理工学院材料与能源工程学院副教授，主要研究方向为化学工艺、有色金属冶金；王万坤(1985-)，男，河南周口人，博士、贵州理工学院材料与能源工程学院教授（通讯作者），主要研究方向为稀贵金属的回收、微波冶金新技术。

[中图分类号]G642      [文献标识码]A      [收稿日期]2021-09-18

为阻断疫情向校园蔓延，确保师生生命安全和身体健康，教育部下发通知要求“停课不停教、不停学”^[1]，因此，2019-2020学年第二学期和2020-2021学年第二学期期初，国内各地高校推迟了大学生返校时间，贵州理工学院材料与能源工程学院也同时开展了材料物理化学等课程的网课教学，方便大学生在家利用网课学习。

材料物理化学是一门材料类专业的必修课程，它以材料的结构以及材料结构的形成为主线，从物理化学的角度论述了材料科学与工程的基础理论问题^[2]，是后续学习更高层次专业课程的基础，在工科类人才培养体系中有着举足轻重的作用^[3]。为了确保材料物理化学网课的教学质量、增强学生对网课课程的满意度，我们针对贵州理工学院材料与能源工程学院的材料物理化学网课情况开展了问卷调查，并依据问卷调查结果，分析了网课教学效果和不足，提出了改进措施，以确保材料物理化学网课教学效果。

1网课效果问卷调查

教师方面，本研究选取贵州理工学院材料与能源工程学院的教师作为调查对象，利用问卷星平台设计“材料物理化学网课教学教师适应性和需求调查”问卷，得到有效问卷3份。

学生方面，研究选取贵州理工学院材料与能源工程学院的2018级3个班的材料专业学生作为调查对象，利用问卷星平台设计“材料物理化学网课教学质量满意度调查”调查问卷。收回有效问卷116份。

2调查结果及分析

2.1教师问卷调查结果及分析

为保证网课教学顺利开展，3名教师根据自身实际选择了“腾讯课堂”、“QQ群课堂”为网课教学平台，“雨课堂”作为辅助教学工具以及备用的紧急预案上课平台。

2名老师采用了腾讯课堂进行网络授课。总结得出腾讯课堂整个界面操作比较简单，分享二维码后，学生可以快速进入在线课堂，第一次加入以后就会自动记忆。腾讯课堂的课程回放功能可方便教师学生下载已经上过的历史课程，随时观看学习。腾讯课堂有一些比较简单的互动设置，例如“举手”“签到”“答题卡”和讨论区互动等。但是，“答题卡”功能，需要课堂手动发布和设置答题卡，题型只有单选和多选，不能设置答案，不会对答题情况进行数据整理和分析，答题结果课后也不会保存。

1名老师使用了QQ群课堂进行网络教学。该老师认为QQ群课堂是腾讯QQ新上线的一个基于QQ群的在线教育功能，利用PC版或手机版QQ即可实现线上授课，操作简单，容易推广普及。QQ群课堂除了可以进行直播授课、屏幕分享及互动讨和课程回放外，还可以方便利用QQ群的一些其他功能，比如“打卡”、 “群接龙”及“作业”功能等。

雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的线上与线下结合的智慧型教学工具。雨课堂的软件界面全部基于 PPT 和微信，简单易用。雨课堂能够方便地实现实时接收幻灯片、实时答题、多屏互动、“弹幕式”讨论等课堂互动形式，并实现“课前—课上—课后”三者的有机联系，提供全周期教学数据跟踪与分析。通过雨课堂课堂习题应答系统，可以发布多种形式的题目，且可以对答题情况实时进行数据整理和分析，答题结果课后也可以导出供教师课后查看。3位老师都将雨课堂作为重要的辅助教学平台，以加强课堂互动效果及课堂数据追踪分析能力。

从总体上看，教师能熟悉使用网课教学平台；教师上网课的时候出现过卡顿现象；因为网络或网课平台的原因，由于第一平台无法使用，启动了应急预案；教师能够采取点名、随机签到、班长（学习委员）统计或网课在线时长等多种方式查看学生的到课率；教师会给学生发布预习内容；教师在课堂上检查学生预习成果；教师能关注网课时学生留言或弹幕并给予回复；网课时最怕遇到网络卡顿和学生不喜欢听；教师给学生提供参考资料，包括电子教材、PPT和教材拍照图片等；教师每节课会给学生布置课后作业，但作业完成百分之九十及以上的同学占45.63%；教师对自己的线上教学满意，但都认为网课教学效果不如面授。

从以上调查结果可以看出，材料物理化学网课教师能熟悉采用多种平台授课完成教学，最突出的问题是：1、网课时的网络问题；2、学生作业完成度不高；3、如何确保网课取得良好的教学效果。

2.2学生问卷调查结果及分析

从总体上看，60.05%的学生使用手机流量上网课，39.95%的学生使用宽带上网课；60.60%的学生认为切换网课平台形式方便；比较喜欢的网课平台有QQ群课堂和“雨课堂”直播；95.26%的学生能按照课表准时进入课堂，但上网课时有68.85%的学生遇到过偶尔卡顿现象，22.31%的学生经常卡顿；90.38%的学生能按时完成任课老师课前布置的预习内容；84.19%的学生认为任课老师了解学生的到课率情况；69.55%的学生认为任课老师上课过程中能时刻关注学生是否在听课；74.14%的学生觉得任课教师熟悉他（她）所使用的网课平台形式；97.12%的学生认为任课教师上课过程中有及时关注同学们的留言或弹幕；93.64%的学生愿意参与课堂并回答问题；43.26%的学生签到之后偶尔会开小差；84.48%的学生对任课老师网课讲授的内容和形式满意，但62.93%的学生认为网课教学效果不如面授。

从以上调查结果可以看出，同学们能积极参与网课的预习和问答等环节，对老师网课讲授的内容和形式比较满意，比较突出的问题是：1、大部分同学使用手机流量上网课，部分同学流量资费紧张或网络信号较差；2、上网课时，因网课平台使用人数过多等原因造成网络卡顿甚至网络平台崩溃；3、大部分同学表示材料物理化学的网课学习效果不如面授效果好。

3材料物理化学网课的改进措施

为保障材料物理化学等课程的网课教学有效开展，采取了以下改进措施。

3.1做好课程思政

近年来，老师们开展了材料物理化学方面的课程思政改革和探索^[4-6]，课程思政的本质是立德树人，目的是为中国特色社会主义事业培养合格的建设者和可靠的接班人^[7]。在材料物理化学课程教学中，可以将爱国化学家等思政元素融入到教学中。比如师生们可以一起学习化学家申泮文院士的爱国精神，老师们学他经常在学生中开展爱国主义和集体主义教育，学他“要努力把年轻人培养成才，为中国的教育事业尽一分力量”^[8]的精神，学生们学他爱国、爱党、爱化学的精神。通过做好课程思政，引导学生成为中国特色社会主义事业培养合格的建设者和可靠的接班人。

3.2教师方面

1、材料物理化学包含热力学第一定律、化学平衡、统计热力学、电化学、化学动力学和复合反应动力学等内容，这些内容都包含很多公式，比如基尔霍夫定律、热机效率公式、吉布斯-杜亥姆方程、反应速率定义式、杨－拉普拉斯公式和开尔文公式等。这些公式的讲解需要进行详细的公式推导。简单的网课PPT推导公式过程并不能满足学生学习的需要，因为学生们已经习惯老师用板书来推导公式，所以建议有需要的教师利用学校的教室上网课，教室已经准备好摄像头，话筒等。

2、建议老师经常参加网课教学和“腾讯课堂”、“QQ群课堂”和“雨课堂”等平台使用培训，课前充分准备至少两种形式的网络授课平台，并提前一周上报网课进入方式统计表，以方便学生学习和督导检查。如果遇到网络问题时，老师们能立即启动备用平台授课，从而确保如期完成材料物理化学等课程的授课任务。

3、为提高材料物理化学的网课授课效果，教师应主动适应时代变革，更好的设计教学流程，增加师生互动，并将材料物理化学实验搬进网课中，为学生提供实验原理讲授，实验操作演示视频，虚拟实验等学习资源，从而提高课程吸引力和教学效果。

4、建议网课教师严格要求网课考勤纪律，采取多次点名，网课平台签到等方式了解学生的上课纪律，并及时反馈教学过程中学生的听课和缺旷课情况，以便学校能第一时间掌握相关信息并通知辅导员班主任对有异常情况的学生进行了解，对无故旷课的同学提出批评教育。

5、利用 “雨课堂”的推送习题或试卷功能，让学生多做练习题，通过习题练习可以让老师及时了解学生的学习效果，也可以提高学生学习注意力，减少学生开小差的现象。

6、利用“腾讯课堂”的课程回放功能，让学生多观看实验操作演示视频，引导学生多参与，多思考、多主动学习。

3.3网课平台方面

1、因为使用“腾讯课堂”和“QQ群课堂”网课平台，同学们可以通过视频看到老师（后期“雨课堂”更新后也具有此功能），能起到部分面授的效果，所以建议使用“腾讯课堂”、或“QQ群课堂”为网课教学主平台，上课时同时要求学生们登录“雨课堂”，以方便学生练习习题。学生使用“雨课堂”平台答题，如果是选择题和填空题，老师们能实时掌握学生的答题情况，比如正确率，错误类型等，这样老师们可以及时了解学生的学习情况，并有针对性的给予指导。

2、课间不定时利用“雨课堂”、“腾讯课堂”和“QQ群课堂”的画面共享或屏幕共享功能，分享公式推导短视频、化学平衡小实验视频等，提高学生的学习兴趣和注意力。

3.4学生方面

1、学生们居家上网课时，游戏、网络书籍和亲人动向等会影响学生的学习注意力。调查问卷结果也显示43.26%的学生签到之后偶尔会开小差，所以建议学生们为自己的居家网课创造类似教室的环境，比如专门准备出一间房用于上网课，房间里放教材，网课用手机或电脑，不放与课程无关的电子产品等。网课期间把课表贴在家里，让家人们保持安静的环境并监督自己的学习，也可以邀请同学们在网络直播上互相监督学习。

2、学生应志存高远，主动适应材料物理化学等网课的学习模式，利用居家时间严格要求自己，向化学家申泮文院士等学习，学习他们爱国、爱党、爱化学的精神，认真上课，提前预习和按时完成作业，不断突破自己和完善自己，提高自身专业知识和心理素质，为早日实现中华民族伟大复兴做出自己应有的贡献。

3.5其他方面

1、为深入贯彻党中央决策部署和习近平总书记重要指示精神，围绕“把守护师生身体健康和生命安全放在第一位，坚决打赢疫情防控阻击战”的总目标，贵州理工学院材料与能源工程学院开展了湖北籍和在湖北的学生专项资助工作，对通过家庭经济困难认定的学生，一次性资助1000元/生。未通过家庭经济困难认定的学生，一次性资助500元/生。

2、为确保疫情结束后全校学生能按期返校学习，密切关注学生家庭经济情况，对新型冠状病毒感染的肺炎疫情导致家庭经济困难的学生予以资助。资助标准：通过家庭经济困难认定的学生，本人或直系亲属感染新型冠状病毒，一次性资助3000元/生；未通过家庭经济困难认定的学生，本人或直系亲属感染新型冠状病毒，一次性资助2000元/生。

3、补贴了学生因推迟返校而产生的机票、火车票、船票等票据的退改签手续费。

4、对全院师生进行发热不明原因肺炎排查和在外租房情况排查，要求师生每天测量体温和打卡上报体温和位置，并对学生开展心理疏导，确保学生们的身心健康。

5、给学生提供校外图书馆账户，以方便他们查找和下载学习资料。

4结语

突如其来的新冠肺炎疫情虽然打乱了开学和教学计划，但教师们通过多种网课平台为学生提供课程学习、作业批改、线上答疑等，确保了“停课不停教、不停学”。通过对贵州理工学院师生的材料物理化学网课的教学情况调查发现：3名老师备课充分，对“雨课堂”“腾讯课堂”和“QQ群课堂”等多种形式的网课授课平台都比较熟悉，应急预案发挥作用，都能如期完成授课任务；老师们能以疫情防控做课堂思政教育，并积极开展师生互动；学生们课堂很活跃，弹幕或者留言参与课堂都很积极。不足之处：高峰期网课平台不够稳定；个别学生因家住偏远山区，上课时网络不够稳定；虽然老师有课堂互动，关注与学生的交流，但是具体学习效果不好评判，取决于老师的课程设计和学生的自主学习能力，总的来说大部分师生觉得网课初期的教学效果不如面授效果好。

[参考文献]

[1]中华人民共和国教育部.教育部：利用网络平台，“停课不停学”［EB/OL］http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202001/t20200129_416993.html.

[2]张志杰.材料物理化学[M]. 北京:化学工业出版社.2006.

[3]徐佳. 化工专业物理化学课程的教学改革与实践[J]．教育现代化，2018，5(5):129－131.

[4]李笑峰,乔洪涛,赵二劳.物理化学实验教学的课程思政改革探索[J].山东化工,2019,48(22):161+163.

[5]周建国,张磊,朱志臣.物理化学课程思政探索与实践[J].大学教育,2021(08):79-81+109.

[6]孙越,杨钻.新时代背景下物理化学实验的课程思政教学初探[J].大学化学,2021,36(08):25-31.

[7]王学俭,石岩.新时代课程思政的内涵、特点、难点及应对策略[J].新疆师范大学学报(哲学社会科学版),2020,41(02):50-58.

[8]陈建强.化学家申泮文：爱国是心灵深处的“化学反应”[J].师资建设.2018(01):93-97.

Study on the teaching effect of material physics and chemistry network course

WANG Fuchun, WANG Wankun *

(School of Materials and Energy Engineering Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003, China)

Abstract: Physical chemistry of materials is a compulsory course for materials majors. It takes the structure of materials and the formation of material structure as the main line, and discusses the basic theoretical problems of material science and engineering from the perspective of physical chemistry. This paper takes the teachers and students of the school of materials and energy engineering of Guizhou Institute of Technology as the investigation object, This paper studies and analyzes the online teaching of physical chemistry of materials, students' learning and existing problems. The survey results show that the main problem of online teaching of physical chemistry of materials is that the online teaching effect is not as good as classroom teaching and network problems. Therefore, improvement measures are put forward from the aspects of curriculum ideology, teachers, students and online teaching platform, In order to improve the teaching effect of online course of physical chemistry of materials.

Keywords: physical chemistry; teachers and students; online class; rain class