“染料化學”慕課平臺在線上線下混合式教學實踐中的應用探索

張曉莉，黃 鑫，郝克倩

(中原工學院 紡織學院，河南 鄭州 450007)

課程是人才培養(yǎng)的核心要素，學生從大學里受益的最直接、最核心、最顯效的是課程[1]?！盎ヂ?lián)網+”教育時代的到來，國家鼓勵教師利用信息技術提升教學水平、創(chuàng)新教學模式，利用翻轉課堂、混合式教學等多種方式用好優(yōu)質數(shù)字資源，對深化課程教學改革、提高教學質量具有十分重要的意義[2]。

“染料化學”是輕化工程（染整方向）專業(yè)的專業(yè)必修課，培養(yǎng)學生解決染料開發(fā)設計以及染色和印花過程中所涉及化學問題的能力。我?！叭玖匣瘜W”課程于2017年建成校級優(yōu)秀課程，2019年建成校級慕課，2021年又獲批校級一流本科課程建設立項。截至目前，“染料化學”線上線下混合式教學實踐在超星泛雅學習平臺上已完成3期運行，在教學實踐中進行全方位的課程改革，積極探索“金課”的建設和應用，以促進學生自主學習能力和全面素質的提高。

以學生發(fā)展為中心，是世界高等教育共同的理念，課程是解決這個理念落地的“最后一公里”[1]。高樹珍[3]從順應時代的召喚和課程教學的需要，分析了“染料化學”慕課的開發(fā)對提高教學質量，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提高教學效率具有重要意義。本文基于OBE（Outcomes-based Education）教學理念，以保證學生真正具備進入染整領域后所需要的知識、能力和素質為指引，以工程教育專業(yè)認證為抓手[4]，利用自建的“染料化學”慕課資源，發(fā)揮信息化教育技術的優(yōu)勢，充分挖掘德育教育內容，在教學實踐中積極探索“金課”的建設和應用，從教學目標、教學內容、網絡資源、教學實施方法、信息化教學技術的綜合應用、多元化考核方法等方面進行探索實踐，明顯提高了學生的學習效果。

1 “染料化學”慕課平臺的建設

1.1 教學目標

我校輕化工程專業(yè)為河南省一流本科專業(yè)、特色專業(yè)和專業(yè)綜合改革試點，“染料化學”是該專業(yè)的必修課。學生通過本課程學習，應達到的知識、能力和素質水平如下：

知識目標：掌握染料的分類、商品化加工、重要的單元反應、染料的化學結構特點及其染色原理和合成方法等知識，重點掌握染料化學結構與其顏色和性能之間的關系，同時注重知識拓展，了解環(huán)保高性能染料設計開發(fā)的前沿知識。

能力目標：培養(yǎng)“結構決定性能”的學習思維模式，優(yōu)化染料結構設計，能夠依據(jù)重要的單元反應，利用ChemDraw或者ChemSketch化學繪圖軟件設計染料的合成方法，能夠合理分析染色過程中所涉及的化學反應和影響因素，提升解決實際生產中復雜工程問題的本領，體現(xiàn)課程高階性和挑戰(zhàn)度。

素質目標：注重價值引領，增強綠色環(huán)保和科技創(chuàng)新意識，培養(yǎng)追求清潔生產的責任擔當和團隊合作精神。

1.2 教學內容的梳理和整合

依據(jù)學生認知特點和知識的條理性，將課程內容進行梳理整合，創(chuàng)建課程網站目錄，如圖1所示，主要分為五大模塊，第一模塊是染料基礎篇，由第一、二、三章構成，即染料的基礎知識、染料中間體、化學結構和顏色關系，這部分是學習所有染料的基礎和前奏，為更好的理解和掌握染料合成及應用相關的化學問題拉開了序幕；第二模塊是纖維素纖維染色用染料篇，由第四、五、六章構成，從學生最熟悉的棉纖維染色開始，主要講直接、還原、活性染料的結構特點、分類及合成和應用，在講課過程中，注意將三類染料進行類比分析，引導學生建立相互聯(lián)系的知識網絡體系；第三模塊是蛋白質纖維染色用染料篇，由第七、八章構成，主要講酸性、酸性媒染和酸性含媒染料的化學結構特點和染色性能，注重引導學生樹立環(huán)保意識；第四模塊是合成纖維染色用染料篇，由第九、十章構成，是常見合成纖維滌綸、錦綸和腈綸染色用染料，主要討論分散染料和陽離子染料的化學結構特征和染色性能，注意將這部分染料與前幾章的內容進行對比分析；第五模塊是自學篇，是學習能力的升華，通過自學網絡課程中的微課視頻、分組查閱資料、小組PPT匯報、主題討論等形式，拓展知識面，提高自學能力，體現(xiàn)課程高階性和挑戰(zhàn)度。

圖1 “染料化學”課程知識模塊

1.3 慕課平臺的主要建設內容

在超星泛雅平臺上創(chuàng)建了“染料化學”網絡課堂，實現(xiàn)課程資源共享，使個性化學習成為可能，對提升傳統(tǒng)教學質量起到重要輔助作用。主要建設的內容有：

創(chuàng)建課程門戶：主要包括課程簡介視頻、教學目標、課程組成員介紹、教學大綱、教學日歷、考核方式等。

構建教學體系：合理分解章節(jié)知識點，完善各知識點的多媒體教學課件PPT并上傳到慕課平臺，以供學生進行預習和個性化自學。

微課視頻：梳理章節(jié)重點和難點知識，拍攝制作內容精煉的微課視頻，上傳26個視頻微課，總時長224分鐘，幫助學生靈活學習。

創(chuàng)建題庫：上傳課前思考題、作業(yè)題、章節(jié)自測題、階段性測試題等，題庫收集146道題，10章作業(yè)習題，以便學生能夠自行檢測學習效果，同時教師也可以采用隨機組卷或者手動組卷的方法對學生進行階段性測試。

其他教學拓展資源：染料行業(yè)發(fā)展相關的文獻資料，染料相關思政案例，新型高性能染料開發(fā)相關文獻等，以拓寬學生視野。

豐富教學活動：通過學習通APP推送課程通知、簽到、提問選人、作業(yè)、在線主題討論和測試、答疑解惑等。

2 “染料化學”慕課平臺的應用

2.1 線上線下混合式教學設計

依據(jù)OBE教學理念，采用線上線下混合式教學，教學實施設計如圖2所示，主要包括：線上課前預習、線下課堂教學和課后復習三個部分[5]。

圖2 “染料化學”課程線上線下混合式教學設計

2.1.1 線上課前預習

由于學生原有知識基礎存在差異，使得課堂教學不可能兼顧到每個學生，為了縮小學生知識儲備差異大的問題，在“染料化學”課程超星泛雅網絡學習平臺上，每個章節(jié)都設置有課前思考題，要求學生在課前思考題的引領下，觀看微課視頻和多媒體課件，可以制定適合自己的個性化學習進度，完成線上預習任務，并進行章節(jié)測試檢測學習效果，教師通過測試結果數(shù)據(jù)分析，掌握學生的學情，合理調整課堂教學設計。

2.1.2 線下課堂教學

“染料化學”課程的特點是染料種類多，化學結構式多，偏理論，較枯燥。為了在有限的學時內，抓住課程的重點，使學生對染料化學結構有較全面的理解，在教學中引導學生樹立“結構決定性能”的思維模式。重點和難點知識采用線上預習+課堂講解+隨堂練習+熱點問題主題討論相結合的教學方式，通過染料實例、實驗展示、習題和討論等具體案例讓學生對重、難點進行消化吸收，提高分析問題和解決問題的能力，體現(xiàn)課程的高階性和挑戰(zhàn)度；同時線下課堂突出價值引領，將政治認同、家國情懷、文化自信、科學精神、法治意識和職業(yè)素養(yǎng)等思政元素有機融入到染料化學教學過程中，啟迪學生思考、激發(fā)愛國熱情、引導科技創(chuàng)新。

例如講還原染料時，化枯燥的化學反應為有趣的實驗探索：

（1）觀看靛藍染色的對比實驗視頻，引出染色過程中涉及的化學反應問題，啟發(fā)學生思考，更利于理解涉及的還原和氧化反應；（2）講述1905年獲得諾貝爾化學獎的德國有機化學家拜爾如何第一次提出了靛藍分子結構式，并成功合成出靛藍，增加了化學史的趣味性，引出靛藍的工業(yè)合成方法有利于學生理解和接受。同時巧妙融入思政元素：從傳統(tǒng)文化和考古發(fā)現(xiàn)引出古代藍色的染料——靛藍，北魏賈思勰的《齊民要術》和明代宋應星的《天工開物》詳細記載了靛藍的提取方法，增強學生的民族自信和文化自信。實踐中發(fā)現(xiàn)通過這種模式使學生的學習效果明顯改善。

線下課堂利用啟發(fā)式和討論式教學模式，經常利用學習通中選人功能，進行課堂隨機提問，活躍課堂氣氛，調動學生學習積極性。發(fā)揮學習通中的主題討論功能，隨堂發(fā)布討論內容，學生查閱資料回答問題，達到拓展知識面，學以致用等效果。

隨著生態(tài)紡織品對染料性能要求不斷的提高，及時更新教學內容將有關環(huán)保染化料的相關信息引入課堂，刪減不溶性偶氮染料和硫化染料等內容，增加天然染料、熒光增白劑、顏料等相關內容。由于學時有限，通過網絡慕課平臺的建設，部分章節(jié)采用線上自學，線下學生分組匯報和討論的方式進行，注重啟發(fā)式、項目調研式教學，培養(yǎng)學生自學能力和團隊合作精神。

2.1.3 課后復習

課后通過網絡平臺的視頻微課、章節(jié)測試、師生互動和階段性考試，以及課后作業(yè)等方法進行知識的復習鞏固，引導學生進行探究式學習，體現(xiàn)課程的創(chuàng)新性，強化過程性考核，嚴格要求學生按時完成網絡課程的任務點，從而提高學生的學習效果。

2.2 線上線下混合式教學效果評價

學生隨時可以利用學習通APP上“染料化學”多媒體課件、視頻資料和拓展資源進行個性化學習，而教師要合理利用網絡平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計對學生在線學習情況進行跟蹤和督促，例如還原染料章節(jié)具體實施計劃：

首先充分利用網絡課程平臺發(fā)布學習任務，要求學生按時完成課前預習，自行進行章節(jié)測試（主要是客觀選擇題），通過章節(jié)測試不僅強化了過程性考核，而且也反饋課前預習效果，輔助教師進行課堂教學設計，如圖3所示。

圖3 還原染料章節(jié)測試正確率統(tǒng)計

通過課前章節(jié)測試結果分析學生預習的薄弱點是第6、7題，在課堂教學中將對薄弱點進行較詳細的講解和練習，組織學生進行主題討論、搶答等方式活躍課堂氣氛，結合實際復雜工程問題，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，同時注重價值引領，有機融入課程思政元素，提高學生的綜合素養(yǎng)。

考試測評方式的改革是整個課程改革中的另一個關鍵環(huán)節(jié)?！叭玖匣瘜W”考核方法及內容與課程目標相適應，注重學生綜合能力和學習態(tài)度的考核，強調過程性考核。為達到課程的培養(yǎng)目標，課程采用終結性考核（期末考試）與過程性考核（平時作業(yè)、階段性測試、小組PPT匯報等）相結合的評價方式。如表1所示。

表1 “染料化學”考核方式及占比

基于OBE教學理念，充分體現(xiàn)以“學生”為中心，實施了學生學習效果自我評價的方法、成績綜合評價等。學生學習效果自我評價，主要是針對課程四個課程目標，進行自我評價，通過評價數(shù)據(jù)的比較，可以看出學生掌握各項能力的薄弱點，教師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)在后續(xù)的授課中進行有針對性的改進，以實現(xiàn)“教學→評價→改進”的螺旋式上升。

發(fā)揮科研反哺教學的優(yōu)勢，鼓勵和指導學生積極參加各類學科競賽，進行創(chuàng)新應用，關注綠色染整新技術，以賽促能，獲得獎勵，給予課程加分。

3 結論

“染料化學”課程基于OBE教學理念，順應“互聯(lián)網+智慧教學”的發(fā)展趨勢，發(fā)揮超星泛雅網絡平臺和“學習通”APP的優(yōu)勢，打造“線上課前預習—線下課堂教學—課后復習”的線上線下混合式教學模式，彌補了傳統(tǒng)教學中學生預習方式單一、資源有限的缺點，為教師充分了解學情提供了更加有效的手段，是學習理念和教育理念的一種提升。經過兩個學期線上線下混合式教學的實踐，有效提高了學生的學習興趣和主題討論參與程度。2018 級輕化工程專業(yè)學生本課程理論考試的平均分較2017級同專業(yè)提升了近2.4%。采用線上線下混合式教學，教師可根據(jù)網絡教學平臺數(shù)據(jù)動態(tài)調整教學方法和教學內容，學生也可以利用網絡學習APP進行個性化學習，最終有效提高了教學效果。