慕課在“高分子化學(xué)”課程教學(xué)中的探索與實(shí)踐

丁玉潔，張宗瑞，高建綱

(安徽工程大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

慕課(MOOC，是massive，open，online，couse這4個(gè)英文單詞的縮寫)是指大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)開放課程[1]。自2008 年加拿大學(xué)者Dave Cormier 和Bryan Alexander 提出“MOOC”的概念后，MOOC在全世界迅速得到推廣，美國(guó)幾個(gè)實(shí)力雄厚的投資商與斯坦福大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)等一些頂尖大學(xué)合作打造了Coursera，Udacity和Edx等MOOC平臺(tái)，國(guó)內(nèi)也建成了“中國(guó)大學(xué)MOOC”“學(xué)堂在線”等多個(gè)具有影響力的中文MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)[2]。MOOC是一種由主講教師負(fù)責(zé)、借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持，以授課視頻、作業(yè)練習(xí)、測(cè)驗(yàn)考試等要素交織的大規(guī)模人群參與的教學(xué)過程[3]。它將豐富、優(yōu)質(zhì)的教育資源通過互聯(lián)網(wǎng)讓全世界共享，給高等教育的教學(xué)方式帶來了深刻的變革和開創(chuàng)性的機(jī)遇。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)普及率越來越高，MOOC 迅速發(fā)展了起來。MOOC 因其優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源和先進(jìn)的教學(xué)方法，帶來了數(shù)碼時(shí)代新型的教育方式，受到高等教育改革者的高度關(guān)注[4]。

“高分子化學(xué)”課程是安徽工程大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)和紡織工程等專業(yè)的主干課，一般開設(shè)在大學(xué)二年級(jí)的第二學(xué)期，課程總學(xué)時(shí)約60學(xué)時(shí)。它通過系統(tǒng)的課堂教學(xué)，使學(xué)生掌握各種重要的聚合反應(yīng)類型及其反應(yīng)機(jī)理，掌握高分子各種化學(xué)合成的理論基礎(chǔ)，了解高分子的各種聚合方法及應(yīng)用，能在本學(xué)科和相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)工作中熟練、靈活地運(yùn)用其基本概念和基本理論，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課及從事高分子行業(yè)相關(guān)技術(shù)工作打下理論基礎(chǔ)。

抓住國(guó)家大力發(fā)展MOOC的黃金時(shí)期，本課題組申報(bào)了“高分子化學(xué)”課程的安徽省MOOC一流專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，并于2019年12月獲得立項(xiàng)。課題組團(tuán)隊(duì)于2019 年12月完成了相應(yīng)教學(xué)視頻的錄制，建設(shè)了該課程的MOOC項(xiàng)目。該項(xiàng)目設(shè)有課程簡(jiǎn)介、課程安排、先修知識(shí)、教學(xué)課件、教學(xué)視頻、在線測(cè)試、課后討論、結(jié)業(yè)考核等在內(nèi)的多個(gè)模塊。2019年12月至2020年4月，在學(xué)堂在線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)完成第一次開課，目前已經(jīng)完成3次開課，先后吸引了來自省內(nèi)外高校800 0多名師生參與MOOC學(xué)習(xí)。

1 高分子化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

“高分子化學(xué)”課程的原理較多，再加上部分學(xué)生自身的理論基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)等客觀原因，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難，學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)積極性不高等情況出現(xiàn)[5]。隨著教育結(jié)構(gòu)的調(diào)整和學(xué)科交叉的不斷深入，高分子化學(xué)的課時(shí)一直在壓縮，教師講授課程的速度比較快，一節(jié)課所涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，僅僅靠課堂上的時(shí)間，大多數(shù)學(xué)生無法全部消化吸收。

隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)在的學(xué)生在日常生活中比較依賴手機(jī)，而且也習(xí)慣于通過手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備學(xué)習(xí)知識(shí)。尤其是2020年上半年，由于新冠疫情的原因，所有授課都需要線上進(jìn)行，采用了教師在線講、學(xué)生在線聽的模式，師生之間缺乏良好的互動(dòng)，降低了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力。MOOC開課之后，學(xué)生可以針對(duì)授課時(shí)沒有聽懂的知識(shí)點(diǎn)，找到相應(yīng)的教學(xué)視頻，加強(qiáng)對(duì)該部分知識(shí)的吸收和理解。因此，MOOC視頻的錄制，對(duì)課堂教學(xué)起到了很好的輔助作用。MOOC作為一種新型的在線教育模式，形式靈活多樣，內(nèi)容豐富形象，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2 高分子化學(xué)MOOC的具體實(shí)踐

2.1 MOOC教學(xué)團(tuán)隊(duì)的組建

MOOC一般是時(shí)間約15 min的短視頻，由于觀看時(shí)間比較短，不易出現(xiàn)視覺疲勞，更適合年輕人的認(rèn)知和學(xué)習(xí)習(xí)慣。MOOC課程通常由幾十到上百個(gè)視頻組成，有課程設(shè)計(jì)、視頻錄制、后期處理、課程視頻上傳等環(huán)節(jié)，單靠授課教師一己之力難以完成，需要團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作。安徽工程大學(xué)“高分子化學(xué)”課程的MOOC開發(fā)人員在制作視頻前，組建了一支有多年高分子化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教授、副教授和講師等5人組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在較短的時(shí)間內(nèi)，既需要把理論講清楚又需要添加趣味性，盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。因此，圍繞各個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，在制作視頻前，通過明確教學(xué)目標(biāo)，凝煉教學(xué)內(nèi)容，該團(tuán)隊(duì)制作了適合MOOC視頻學(xué)習(xí)的PPT。為了在短時(shí)間內(nèi)將知識(shí)點(diǎn)講解透徹，同時(shí)添入了動(dòng)畫、音頻和視頻等多種素材。制作MOOC時(shí)將課程的重要內(nèi)容分解成若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，制作教學(xué)視頻。

2.2 MOOC內(nèi)容的選取與優(yōu)化

“高分子化學(xué)”課程共分8章內(nèi)容，經(jīng)過團(tuán)隊(duì)教師對(duì)內(nèi)容的討論、交流與精心挑選，最終確定了該課程的授課內(nèi)容，安排如下：第一章緒論部分，主要講述高分子化合物的概述以及聚合反應(yīng)的分類，錄制了4個(gè)共計(jì)50 min的視頻；第二章縮聚和逐步聚合，主要講述線形縮聚反應(yīng)的機(jī)理、動(dòng)力學(xué)，線形縮聚物的聚合度、體型縮聚和凝膠化作用，錄制了8個(gè)共計(jì)120 min的視頻；第三章自由基聚合，主要講述自由基聚合的機(jī)理、聚合速率和聚合度，錄制了7個(gè)共計(jì)82 min的視頻；第四章自由基共聚合，主要講述二元共聚物的組成、鏈段序列分布、單體與自由基的活性，錄制了5個(gè)共計(jì)80 min的視頻;第五章聚合方法，主要講述4種聚合方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及乳液聚合的聚合機(jī)理和動(dòng)力學(xué)，錄制了3個(gè)共計(jì)35 min的視頻；第六章離子聚合，主要講述陰離子聚合和陽離子聚合的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)，錄制了2個(gè)共計(jì)45 min的視頻；第七章配位聚合，主要講述聚合物的立體異構(gòu)以及Zigler-Natta催化劑，錄制了1個(gè)20 min的視頻；第八章聚合物的化學(xué)反應(yīng)，主要講述高聚物反應(yīng)的類型，錄制了1個(gè)20 min 的視頻。因此，整個(gè)MOOC視頻時(shí)長(zhǎng)大約450 min，由5個(gè)專任教師完成，在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)錄制之前有學(xué)習(xí)PPT，錄制之后緊跟相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的測(cè)試和學(xué)習(xí)討論。

2.3 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

安徽工程大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)高分子2017級(jí)和2018級(jí)的高分子化學(xué)理論學(xué)時(shí)均為64學(xué)時(shí)，學(xué)生人數(shù)相近。由于工程認(rèn)證的需要，2個(gè)學(xué)年的期末試卷設(shè)計(jì)，在課程目標(biāo)以及各個(gè)目標(biāo)所對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)上，都符合工程認(rèn)證教學(xué)大綱的要求，并且難度系數(shù)基本保持一致。這兩級(jí)學(xué)生都是在大學(xué)二年級(jí)下學(xué)期開設(shè)了“高分子化學(xué)”課程，開課時(shí)間分別是2019年2～6月和2020年2～6月，而MOOC開課時(shí)間為2019年12月。因此，這2個(gè)班的學(xué)生成績(jī)，正好可以評(píng)價(jià)MOOC開課對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響。2個(gè)班的期末成績(jī)(裸分)區(qū)間分析，見表1。通過對(duì)比2個(gè)班的成績(jī)發(fā)現(xiàn)，高分子172(MOOC開課前)80分以上人數(shù)占19.99%，60分以下占46.66%，而高分子182(MOOC開課后)這兩項(xiàng)分別為28.13%和37.51%?？梢?，MOOC開課后的成績(jī)，明顯優(yōu)于開課前只有傳統(tǒng)教學(xué)的班級(jí)。

表1 高分子172和182成績(jī)分析

在目前工程認(rèn)證背景下，評(píng)價(jià)學(xué)生考試成績(jī)對(duì)各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度和總達(dá)成度，是衡量教師教學(xué)成果和評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要指標(biāo)。表2分析了高分子172(MOOC開課前)和高分子182(MOOC開課后)期末成績(jī)(裸分)課程目標(biāo)的達(dá)成度。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，MOOC開課后，各個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度均有6～11個(gè)百分點(diǎn)的提高，總達(dá)成度從60.57%提高到68.81%，提高幅度較大?？梢?，雖然因?yàn)樾鹿谝咔榈挠绊?，學(xué)生第一次面對(duì)全部課時(shí)線上學(xué)習(xí)的方式，但是，由于MOOC視頻的輔助教學(xué)，學(xué)習(xí)效果沒有降低，反而大大提高?？梢姡诟叻肿踊瘜W(xué)教學(xué)中引入MOOC，促進(jìn)其與線下教學(xué)方式的融合，兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短，可以大大提高學(xué)習(xí)效率。MOOC教學(xué)對(duì)學(xué)生各方面能力的提高具有很好的促進(jìn)作用，該教學(xué)改革初見成效，為后續(xù)其他專業(yè)課的教學(xué)提供了很好的范例，也為學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的提高奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

表2 高分子172和182課程目標(biāo)達(dá)成度分析

3 MOOC建設(shè)存在的問題及對(duì)策

目前，所有課程資源已經(jīng)制作完成并已上線運(yùn)行，從團(tuán)隊(duì)教師利用MOOC教學(xué)資源開展線上線下混合式教學(xué)的情況來看，MOOC項(xiàng)目仍存在如下問題。

3.1 部分課程資源有些單調(diào)，需要進(jìn)一步完善優(yōu)化

本團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在已有課程資源的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充聚合機(jī)理的演示動(dòng)畫以及聚合方法應(yīng)用案例等方面的內(nèi)容，全面提升學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)體驗(yàn)；準(zhǔn)備繼續(xù)豐富完善試題庫，更新優(yōu)化已建成的課程案例資料，增加部分高校的考研真題，提升試題的深度，讓學(xué)生能夠升華知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力。另外，挖掘課程教學(xué)中的思政元素，并將思政教育資源融入到章節(jié)知識(shí)中，以課程思政，引領(lǐng)價(jià)值導(dǎo)向，將課程思政體系化。

3.2 學(xué)生MOOC學(xué)習(xí)的積極性需要進(jìn)一步調(diào)動(dòng)

優(yōu)化教學(xué)方式，讓學(xué)生在線接受導(dǎo)學(xué)單，開展學(xué)習(xí)任務(wù)，通過觀看微視頻等方式自學(xué)，并收集資料、整理問題，完成測(cè)試。另外，增加學(xué)習(xí)成果交流、研討提問討論、團(tuán)隊(duì)合作等方式，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

4 結(jié)束語

在“高分子化學(xué)”課程教學(xué)中，構(gòu)建基于MOOC的教學(xué)模式，不僅能有效解決課程內(nèi)容多課時(shí)少、學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊的問題，而且可以激發(fā)學(xué)生自主自愿學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和解決問題的能力，滿足不同層次的學(xué)習(xí)需求。本團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在安徽工程大學(xué)應(yīng)用化學(xué)和應(yīng)化拔尖等其他專業(yè)，推廣開展線上線下混合式教學(xué)模式創(chuàng)新研究，努力提升課堂教學(xué)實(shí)施效果，對(duì)照國(guó)家級(jí)一流課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，努力爭(zhēng)取國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流課程。