《高分子材料》課程中“聚氯乙烯”的微課教學(xué)設(shè)計(jì)*

劉智勇，張宗瑞，林 英，宋慶平，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)

信息化時(shí)代大背景下，學(xué)習(xí)資源豐富，信息獲取途徑多元，但現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源仍然滿足不了學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，這就要求教師要不斷更新教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)模式、提升教學(xué)技能，提供更多的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源。當(dāng)下國(guó)內(nèi)“疫情”最困難的時(shí)期雖已度過(guò)，但教師在“疫情”期間線上授課積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)可以多加利用，將重要知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過(guò)程以視頻的形式記錄，作為傳統(tǒng)線下教學(xué)方式的重要補(bǔ)充和拓展，有利于提高學(xué)生的知識(shí)豐富度和認(rèn)知水平，也就是“微課”。本文主要結(jié)合《高分子材料》課程中“聚氯乙烯”部分的線上和線下的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行微課教學(xué)設(shè)計(jì)，具體包括教學(xué)內(nèi)容分析、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)、教學(xué)設(shè)計(jì)的理念與思路、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)四個(gè)方面，旨在通過(guò)微課的形式改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，滿足信息時(shí)代學(xué)生的多元化學(xué)習(xí)需求。

1 教學(xué)內(nèi)容分析

根據(jù)本校高分子材料與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，本課程選用教材為化學(xué)工業(yè)出版社出版的《高分子材料(第二版)》，其中“聚氯乙烯”是該教材第二章第四節(jié)的內(nèi)容，是本課程教學(xué)內(nèi)容中的重難點(diǎn)之一。本部分教學(xué)內(nèi)容旨在讓學(xué)生首先通過(guò)分析聚氯乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，理解其性能優(yōu)缺點(diǎn)，然后根據(jù)優(yōu)點(diǎn)了解聚氯乙烯的應(yīng)用領(lǐng)域，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已掌握的高分子材料相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)聚氯乙烯在應(yīng)用中的缺點(diǎn)提出改性方案。在這一過(guò)程中，不僅需要學(xué)生掌握聚氯乙烯的新知識(shí)，還對(duì)學(xué)生已有知識(shí)的理解深度和廣度提出新要求，達(dá)到“溫故而知新”的目的。教師要不斷幫助學(xué)生搭建知識(shí)框架，理順知識(shí)脈絡(luò)，為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定良好的知識(shí)遷移基礎(chǔ)。

2 教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)

2.1 教學(xué)目標(biāo)

2.1.1 知識(shí)和技能目標(biāo)

(1)認(rèn)識(shí)聚氯乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)，理解聚氯乙烯結(jié)構(gòu)與性能之間的本質(zhì)關(guān)系。

(2)提出合理可行的物理或化學(xué)改性方案，改善或克服聚氯乙烯在實(shí)際應(yīng)用中的性能缺點(diǎn)。

2.1.2 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

(1)通過(guò)學(xué)習(xí)聚氯乙烯結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)性，理解事物現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系，掌握對(duì)立與統(tǒng)一的規(guī)律。

(2)通過(guò)認(rèn)識(shí)聚氯乙烯性能的缺點(diǎn)，提出改性方案，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、多方位思考問(wèn)題的思維模式，樹立“有志者事竟成”的觀念。

2.2 教學(xué)重難點(diǎn)

2.2.1 教學(xué)重難點(diǎn)

(1)深刻理解聚氯乙烯結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在本質(zhì)關(guān)系。

(2)針對(duì)聚氯乙烯的性能缺點(diǎn)，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和已學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，提出改性方案并分析可行性。

2.2.2 對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)的處理

教師在設(shè)計(jì)教案時(shí)，合理運(yùn)用學(xué)習(xí)理論，有助于指導(dǎo)教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。建構(gòu)主義認(rèn)為，任何知識(shí)都具有一定的內(nèi)涵、邏輯外延和心理外延，知識(shí)的意義要通過(guò)知識(shí)的應(yīng)用來(lái)理解?；诮?gòu)主義的學(xué)習(xí)遷移理論實(shí)際上是知識(shí)在新條件下的重新建構(gòu)，這種建構(gòu)同時(shí)涉及知識(shí)的意義和應(yīng)用范圍兩個(gè)方面。在教學(xué)過(guò)程中，教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到新舊知識(shí)間的聯(lián)系并對(duì)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)，還要注重練習(xí)內(nèi)容的變通性和練習(xí)方法的多樣性，使知識(shí)與一定的使用情境聯(lián)系起來(lái)。因此，教師可首先由生活中常見(jiàn)的聚氯乙烯制品啟發(fā)學(xué)生思考這些制品的性能特點(diǎn)，進(jìn)而理解聚氯乙烯化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，并著重分析聚氯乙烯在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。然后結(jié)合先導(dǎo)課程如《高分子化學(xué)》、《高分子物理》以及《高分子成型加工原理》中所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)聚氯乙烯性能的缺點(diǎn)提出合理可行的改性方案。如此促使學(xué)生把學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程和認(rèn)知舊知識(shí)的過(guò)程相結(jié)合，主動(dòng)探索新知識(shí)，自主完成知識(shí)建構(gòu)，感受高分子材料的魅力。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)的基本理念與思路

根據(jù)建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)遷移理論，在教學(xué)過(guò)程中，如何促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)遷移是非常重要的問(wèn)題，因此合理解決這一問(wèn)題就是本次教學(xué)設(shè)計(jì)的基本理念和思路，可從以下四個(gè)方面進(jìn)行：

(1)在教學(xué)過(guò)程中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)把學(xué)習(xí)新知識(shí)和回顧舊知識(shí)兩個(gè)過(guò)程建立聯(lián)系，利用已經(jīng)構(gòu)建的舊知識(shí)體系去“同化”新知識(shí)、新問(wèn)題，從而建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使知識(shí)實(shí)現(xiàn)從“舊”到“新”的縱向遷移，不斷完善知識(shí)體系。

(2)在教學(xué)過(guò)程中，教師可以利用思維定勢(shì)的積極因素，促進(jìn)知識(shí)正遷移。思維定勢(shì)是指人們習(xí)慣于用同一種傾向去解決問(wèn)題。那么我們運(yùn)用不同學(xué)習(xí)情境中的共同要素原理，通過(guò)設(shè)計(jì)相似的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)就可以激發(fā)學(xué)生的類比思維，進(jìn)而促使知識(shí)正遷移。

(3)在教學(xué)過(guò)程中，教師還應(yīng)防止知識(shí)的負(fù)遷移。由于學(xué)生受到認(rèn)知結(jié)構(gòu)、思維定勢(shì)以及學(xué)習(xí)方法等因素的局限，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)可能產(chǎn)生知識(shí)負(fù)遷移。因此教師在進(jìn)行講解時(shí)一定要做到準(zhǔn)確無(wú)歧義，同時(shí)可以利用比較法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)分析總結(jié)新知識(shí)與舊知識(shí)的不同點(diǎn)，提高其辨誤能力，避免學(xué)生因理解新知識(shí)不透徹，混淆新舊知識(shí)而發(fā)生的知識(shí)負(fù)遷移現(xiàn)象。

(4)在教學(xué)過(guò)程中，教師可從學(xué)生熟知的高分子材料制品入手，結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、直觀的生活情景，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用新知識(shí)發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，探討解決方案。這樣有利于激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想思維，促進(jìn)知識(shí)的正遷移。

4 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分析、重難點(diǎn)的處理方法以及教學(xué)設(shè)計(jì)的基本理念和思路，本次課程內(nèi)容主要從新課導(dǎo)入、探索新知、分析總結(jié)、遷移應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。

新課導(dǎo)入是正式教學(xué)的啟動(dòng)，是指教學(xué)開(kāi)始前，授課教師有意識(shí)地將學(xué)生課前分散的注意力轉(zhuǎn)移到課堂，并使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)的教學(xué)行為。新課導(dǎo)入是教學(xué)活動(dòng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是上好一堂課的前提，也直接影響課堂教學(xué)效果。常見(jiàn)的新課導(dǎo)入方法眾多，比如情感導(dǎo)入法、設(shè)問(wèn)導(dǎo)入法、直接導(dǎo)入法和情境導(dǎo)入法等。這些方法各有利弊，需依據(jù)教學(xué)內(nèi)容而定。高分子材料與我們的日常生活密切相關(guān)，聚氯乙烯制品更是不可或缺，因此可以采用情境導(dǎo)入，從常見(jiàn)的聚氯乙烯制品如雨披、雨靴、防水桌布、涼鞋和下水管等著手，使本次教學(xué)內(nèi)容貼近學(xué)生的日常生活，讓學(xué)生切實(shí)感受到本次教學(xué)內(nèi)容主講的聚氯乙烯的存在，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更容易集中注意力到本次教學(xué)內(nèi)容上，避免學(xué)生感到理論知識(shí)的枯燥乏味感。

探索并獲取新知本應(yīng)是一件令人愉快的過(guò)程，但由于學(xué)生以往多是以被動(dòng)的形式獲取新知，因此學(xué)生對(duì)獲取新知逐漸感到疲憊。為了避免學(xué)生對(duì)新知識(shí)的抵觸情緒，教學(xué)應(yīng)多注重獲取新知識(shí)的過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)參與感，適當(dāng)提高獲取新知的難度，這樣學(xué)生在經(jīng)歷過(guò)探索未知，最終獲取新知后，學(xué)生的成就感會(huì)更強(qiáng)，對(duì)新知的認(rèn)識(shí)程度也更深，取得的教學(xué)效果也更好。在教學(xué)過(guò)程中，教師必須要意識(shí)到學(xué)生并非一無(wú)所知，而是有一定的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備，這是教師講解新教學(xué)內(nèi)容的良好基礎(chǔ)，因此教師應(yīng)善于結(jié)合學(xué)生已學(xué)的舊知識(shí)和待學(xué)的新知識(shí)，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移，使學(xué)生能夠主動(dòng)探索，最終自主構(gòu)建新的知識(shí)框架。結(jié)合本次教學(xué)內(nèi)容，教師可以發(fā)現(xiàn)聚氯乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)與已經(jīng)學(xué)習(xí)的聚丙烯結(jié)構(gòu)非常相似，如圖1所示，區(qū)別僅是側(cè)基不同，因此可以引導(dǎo)學(xué)生回顧聚丙烯的知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)比結(jié)構(gòu)式中氯原子和甲基的不同可能有哪些影響，比如分子間作用力、熱穩(wěn)定性和加工性能等，進(jìn)而推導(dǎo)出聚氯乙烯的性能等特點(diǎn)及其制品常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域。

圖1 聚氯乙烯和聚丙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

適時(shí)地分析總結(jié)可以幫助學(xué)生理順知識(shí)脈絡(luò)，突出學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。在教師的實(shí)際教學(xué)中，為了方便學(xué)生理解新知識(shí)，教師往往會(huì)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的拓展，但是這些拓展的知識(shí)點(diǎn)可能會(huì)分散學(xué)生的注意力，因此教師就有必要及時(shí)的分析總結(jié)本次教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，讓學(xué)生有針對(duì)性的學(xué)習(xí)。分析總結(jié)的過(guò)程中還可以幫助學(xué)生復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決。對(duì)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)必然要求學(xué)生對(duì)已學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)有足夠清晰的認(rèn)識(shí)，因此學(xué)生必須主動(dòng)再學(xué)習(xí)一次，這樣有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固和記憶。總結(jié)還可以承上啟下，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定良好的知識(shí)遷移基礎(chǔ)。針對(duì)本次教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)幫助學(xué)生分析總結(jié)出聚氯乙烯結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，聚氯乙烯的性能優(yōu)缺點(diǎn)以及改性方案。

遷移應(yīng)用指學(xué)生能夠根據(jù)已獲得的知識(shí)、技能和方法對(duì)新的知識(shí)和技能產(chǎn)生積極的影響，并且有能力解決應(yīng)用中的問(wèn)題。教師應(yīng)知道，學(xué)生如果只是記住本次教學(xué)內(nèi)容所講解的知識(shí)點(diǎn)是不夠的，更重要的是要對(duì)知識(shí)進(jìn)行遷移應(yīng)用，這才是教學(xué)的最終目的。因此，教師應(yīng)幫助學(xué)生創(chuàng)設(shè)更多的情境，促使學(xué)生積極對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行思考，完成知識(shí)的遷移和應(yīng)用。針對(duì)本次教學(xué)內(nèi)容，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)聚氯乙烯的優(yōu)點(diǎn)設(shè)想更多的應(yīng)用場(chǎng)景，根據(jù)缺點(diǎn)提出合理的改性方案。主要教學(xué)活動(dòng)安排如表1所示。

表1 主要教學(xué)活動(dòng)安排表

5 結(jié) 語(yǔ)

本次基于建構(gòu)主義理論的微課教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在通過(guò)精心設(shè)計(jì)的多媒體課件和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)聚氯乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)，理解結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，總結(jié)性能特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。并針對(duì)聚氯乙烯在應(yīng)用中的缺點(diǎn)，探討出合理可行的改性方案。由此使學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用新知識(shí)的過(guò)程中，不斷夯實(shí)舊知識(shí)基礎(chǔ)，建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，自主完善知識(shí)體系，提高學(xué)習(xí)效率。