疫情下高分子化學(xué)課程在線教學(xué)設(shè)計(jì)與課程思政探索-以配位聚合為例

王 麟，康星雅，王保營，張 巖，魏慶葆

(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 包裝與印刷工程學(xué)院，河南 鄭州 450046)

2020年初春，新冠肺炎疫情起于荊楚，蔓延全國，一時(shí)間山阻水?dāng)啵瑢W(xué)子羈家而不得返。在教育部“停課不停教、停課不停學(xué)”的倡議下，各個(gè)高校的線上教學(xué)工作如火如荼地開展起來，如何保證線上教學(xué)的質(zhì)量、有效地進(jìn)行課程思政成為教師們需要首先思考的問題。作為地方普通高校的教師，筆者在本學(xué)期承擔(dān)學(xué)校包裝工程專業(yè)大二本科生的高分子化學(xué)課程教學(xué)任務(wù)。

對(duì)包裝工程專業(yè)而言，高分子化學(xué)是專業(yè)基礎(chǔ)課，是連接化學(xué)基礎(chǔ)課和包裝專業(yè)課之間的橋梁，起到承上啟下的作用。目前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等公共基礎(chǔ)課，但學(xué)生們的化學(xué)基礎(chǔ)仍相對(duì)薄弱，對(duì)高分子化學(xué)中涉及到的概念、聚合方法和機(jī)理等課程重點(diǎn)內(nèi)容理解起來比較吃力。此外，學(xué)生在家進(jìn)行線上學(xué)習(xí)時(shí)，缺乏課堂監(jiān)督，思想上存在懈怠。針對(duì)以上學(xué)情，如何有效地進(jìn)行線上教學(xué)工作、開展課程思政，從而搭建好這座橋梁，成了筆者一直思考的問題。經(jīng)過近兩個(gè)月的實(shí)踐、總結(jié)，筆者提出了“以學(xué)生為中心、以目標(biāo)為導(dǎo)向、以學(xué)習(xí)效果為標(biāo)準(zhǔn)”的線上教學(xué)理念，并以配位聚合一章為例，從課前準(zhǔn)備、教學(xué)設(shè)計(jì)、課程思政和教學(xué)反饋等幾部分進(jìn)行闡述。

1 在線教學(xué)課前準(zhǔn)備

1.1 教學(xué)平臺(tái)準(zhǔn)備

線上教學(xué)期間，高分子化學(xué)課程主要選用三個(gè)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)。第一是釘釘，主要用來課程直播，進(jìn)行課上直接互動(dòng)；第二個(gè)是學(xué)習(xí)通，用來建設(shè)教學(xué)資源，進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，如考勤、作業(yè)提交、話題討論等；第三個(gè)是QQ，主要用來和學(xué)生課下保持交流，進(jìn)行答疑解惑。三個(gè)平臺(tái)的綜合應(yīng)用，能保證線上教學(xué)的順利開展。

1.2 明確教學(xué)形式

在高分子化學(xué)授課過程中，針對(duì)不同難易程度的教學(xué)內(nèi)容，采取不同的線上教學(xué)形式。對(duì)于高難度的內(nèi)容，采取教師在釘釘平臺(tái)上進(jìn)行PPT講解直播、學(xué)生聽講記筆記的教學(xué)形式；對(duì)于中等難度的內(nèi)容，采取教師錄制視頻進(jìn)行串講、學(xué)生在學(xué)習(xí)通上觀看后在釘釘群里進(jìn)行分組討論的教學(xué)形式；對(duì)于低難度的內(nèi)容，采取學(xué)生在釘釘平臺(tái)上進(jìn)行PPT講解直播，并將PPT提交到學(xué)習(xí)通的教學(xué)形式。將這三種教學(xué)形式相融合，能突出了課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，提高學(xué)生課程參與度和學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)習(xí)做到有的放矢，實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)向“50分鐘”要質(zhì)量。在高分子化學(xué)的授課大綱中，配位聚合屬于難度高的內(nèi)容，采用教師釘釘直播、學(xué)生聽講記筆記的教學(xué)形式，這一點(diǎn)是需要在課前向?qū)W生明確的。

2 配位聚合在線教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 課程導(dǎo)入

良好的開端是成功的一半，精彩的課程導(dǎo)入是一堂課成功的關(guān)鍵[1]。在配位聚合一章中，筆者以“口罩的故事”進(jìn)行導(dǎo)入。先向?qū)W生展示一個(gè)醫(yī)用外科口罩，并提出“口罩的心臟是什么？是什么高分子材料？”這一問題，然后播放一段與口罩生產(chǎn)有關(guān)的小視頻，讓學(xué)生在看視頻的過程中尋找上述問題的答案。這種導(dǎo)入方法與當(dāng)前疫情防控緊密結(jié)合，能極大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生思考。

2.2 重難點(diǎn)講解

重難點(diǎn)講解是一節(jié)課的核心部分，直接決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[2]。在配位聚合中，筆者采用了問題導(dǎo)向法、形象化教學(xué)法和案例教學(xué)法三種方法進(jìn)行教學(xué)。

首先是問題導(dǎo)向法。學(xué)生觀看“口罩的故事”視頻后，會(huì)得出“口罩的心臟是熔噴布，是由立構(gòu)規(guī)整度為99.5%的聚丙烯制成的”這一答案，這時(shí)提出課程中的第一個(gè)問題“立構(gòu)規(guī)整度為99.5%的聚丙烯是什么意思？”，并講解聚合物的立構(gòu)規(guī)整性知識(shí)點(diǎn)，學(xué)習(xí)后學(xué)生掌握了聚合物具有立構(gòu)規(guī)整性的原因、立構(gòu)規(guī)整度的定義及其對(duì)聚合物性能的影響；然后提出第二個(gè)問題“怎么合成立構(gòu)規(guī)整度為99.5%的聚丙烯？”，進(jìn)入配位聚合概述的學(xué)習(xí)，主要講解Zieler-Natta引發(fā)劑；最后提出第三個(gè)問題“配位聚合是怎么實(shí)現(xiàn)聚丙烯的高度規(guī)整性？”，引出丙烯配位聚合的機(jī)理知識(shí)點(diǎn)，通過講解，學(xué)生就能明白丙烯是通過定向插入實(shí)現(xiàn)高度規(guī)整性的。通過“提出問題→解答問題”，可以將配位聚合的重難點(diǎn)總結(jié)成“三問、三答”，從而讓課程內(nèi)容活起來、教學(xué)環(huán)節(jié)活起來、學(xué)生思維活起來，提高學(xué)生分析問題的能力。

然后是形象化教學(xué)法。為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)丙烯配位聚合機(jī)理的理解，以日常生活中的排隊(duì)、插隊(duì)為例進(jìn)行講解。在進(jìn)行鏈增長時(shí)，單體就像插隊(duì)的那個(gè)人一樣，插入到金屬活性中心上，從而進(jìn)行單體的聚合過程。通過這種方法，能將晦澀難懂的抽象概念用貼近生活的形象比擬描述出來，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

最后是案例教學(xué)法。在講解立構(gòu)規(guī)整性對(duì)聚合物性能的影響時(shí)，以聚丙烯為例進(jìn)行說明。無規(guī)聚丙烯是非結(jié)晶聚合物，用途不大；全同聚丙烯和間同聚丙烯是高度結(jié)晶材料，用作塑料和合成纖維，特別是全同聚丙烯的熔點(diǎn)為175℃，可耐蒸汽消毒。通過這種講解，能使抽象問題具體化，復(fù)雜問題簡單化，使學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)。

2.3 課程思政

作為高校教師，疫情期間將傳授專業(yè)知識(shí)和課程思政相結(jié)合是職責(zé)所在。在配位聚合一章時(shí)，課程思政緊密圍繞疫情防控背景，切入點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn)：

一是將高分子材料與醫(yī)療器械相結(jié)合。戰(zhàn)“疫”過程中出現(xiàn)了眾多高分子材料的身影，如醫(yī)用口罩和一次性防護(hù)服中用的熔噴布和無紡布是由聚丙烯制造，防護(hù)目鏡和面罩是由聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯制造，醫(yī)用手套是由天然乳膠、丁腈橡膠、聚氯乙烯、聚乙烯等材料制造，一次性輸液器和注塑針管是由聚氯乙烯、高性能聚烯烴熱塑彈性體(TPE)、聚丙烯制造等。

二是將高分子科學(xué)家與抗“疫”科研人物相結(jié)合。在配位聚合中，Zieler和Natta兩位科學(xué)家功不可沒，他們一生治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)科研具有不怕苦、不怕累的精神，正是由于他們的精益求精，才實(shí)現(xiàn)了聚烯烴工業(yè)的跨越式發(fā)展。同樣地，在戰(zhàn)“疫”工作中，科研人員的身影也無處不在，如敢說真話的鐘南山院士、頻傳捷報(bào)的李蘭娟院士、“唯快不破”的陳薇院士、舉重若輕的張文宏博士等，他們潛心研發(fā)、攻堅(jiān)克難，為疫情防控一線提供了有力支持。

通過以上兩點(diǎn)，能達(dá)到課程思政潤“生”細(xì)無聲的效果，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到高分子材料的重要性，認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究的重要性，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科研的興趣，并教育學(xué)生應(yīng)有嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)實(shí)、追求卓越的科研精神。

2.4 課程作業(yè)設(shè)計(jì)

課程作業(yè)能直接反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，方便教師獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的信息，是課堂教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)[3]。此次作業(yè)內(nèi)容分兩部分：(1)思考由自由基引發(fā)劑和Ziegler-Natta引發(fā)劑引發(fā)制備的聚乙烯和聚丙烯在聚合機(jī)理和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)方面有何不同？(2)查閱文獻(xiàn)資料，列出三種疫情防控中用到的高分子材料，并說明每種材料的聚合方法。以上作業(yè)在學(xué)習(xí)通上發(fā)布，并將作業(yè)提交時(shí)間設(shè)置為一周。

3 在線教學(xué)反饋

學(xué)生普遍反饋此次在線教學(xué)效果良好，通過問題導(dǎo)向法，把學(xué)生變成了在線教學(xué)的主體，學(xué)生會(huì)主動(dòng)思考“這個(gè)問題該怎么回答？下個(gè)問題又會(huì)是什么？”，從而保質(zhì)保量地完成教學(xué)任務(wù)。在作業(yè)提交中，學(xué)生對(duì)思考題的回答基本都正確，說明通過形象化教學(xué)法，學(xué)生理解了自由基聚合和配位聚合的本質(zhì)區(qū)別；課堂延伸作業(yè)中，學(xué)生列出的聚合物有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等，聚合方法包括縮合聚合、自由基聚合、離子聚合和配位聚合等。通過此次課程延伸，學(xué)生不僅回顧復(fù)習(xí)了已學(xué)的高分子化學(xué)內(nèi)容，而且科普了疫情防控知識(shí)。

4 結(jié)語

經(jīng)過兩個(gè)月的實(shí)踐、總結(jié)，高分子化學(xué)的線上教學(xué)工作開展順利，基于“以學(xué)生為中心、以目標(biāo)為導(dǎo)向、以學(xué)習(xí)效果為標(biāo)準(zhǔn)”的線上教學(xué)理念，靈活采取不同的教學(xué)形式和教學(xué)手段，能讓學(xué)生身在家而心在學(xué)，積極參與到課堂教學(xué)中，順利完成課程教學(xué)目標(biāo)，從而從教育層面打贏這場疫情防控阻擊戰(zhàn)。