“互聯網+”視域下“高分子物理”線上/線下混合式課程教學實踐

王玉周，馬楊豹，李玥，段廣宇，于翔

（1.河南工程學院材料工程學院，河南 鄭州 450007；2.河南工程學院化工與印染工程學院，河南 鄭州 450007）

“互聯網+”意指“互聯網+傳統(tǒng)行業(yè)”，即利用現代信息技術推動互聯網與傳統(tǒng)行業(yè)的融合[1]。隨著計算機技術的蓬勃發(fā)展，線上學習資源和學習軟件越來越豐富，在“互聯網+”時代，傳統(tǒng)的線下課堂已不能滿足基于“OBE（成果導向教育）”理論的“新工科”人才培養(yǎng)要求[2]，線上/線下混合式教學將成為未來學校課程實施的主流模式。近年來，“互聯網+”的線上/線下混合式教學模式在高校的不同課程中得到了迅速發(fā)展，如“材料科學與工程基礎”[3]“高分子化學”[4]“無機材料基礎”[5]“材料概論”[6]等，不僅拓展、豐富了教學資源，還不斷優(yōu)化、整合教學內容，與時俱進地促進教學內容和課程體系改革。

“高分子物理”是高分子材料及相關專業(yè)的核心基礎課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程。課程以聚合物材料為研究對象，以材料學基本知識為基礎，結合高分子材料特點，分析高分子材料的宏觀性能，其教學目的是使學生掌握高分子結構特征、運動方式與宏觀性能的相互關系。但是，“高分子物理”這門課具有難點多、內容抽象、公式推導復雜、難記憶、難理解的特點，使得學生難學，教師難教。因此，如何在“互聯網+”視域下建設“高分子物理”線上/線下混合式課程，優(yōu)化教學資源，豐富學習途徑，提高學生學習效果，進而開展教學改革，是貫徹《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》的文件精神[7]，也是目前高?！案叻肿游锢怼闭n程建設的發(fā)展趨勢。本文以河南工程學院材料工程學院“高分子物理”課程為例，介紹了近年來“高分子物理”教學團隊“高分子物理”線上/線下混合課程的教學實踐。

1 課程資源建設

1.1 線上資源建設

在“互聯網+”大背景下，線上教學資源極為豐富，教學手段也日趨多樣化。線上平臺提前完成教學資源的建設是線上/線下混合式課程教學模式中的關鍵環(huán)節(jié)。本課程團隊根據大綱內容進行充分討論，并依托超星爾雅平臺，使用學習通App，建成豐富的教學資源，包括課程簡介、教學大綱、教學資源（包括ppt課件、授課教案、相關視頻、教學錄像、試題庫、相關院?？佳姓骖}、科技文獻等）、師資隊伍簡介、高分子物理討論帖等欄目，方便學生課前和課后學習和鞏固。圖1展示了我?！案叻肿游锢怼闭n程線上資料，包括部分章節(jié)、ppt、習題庫以及部分上課活動。由于高分子科學的快速發(fā)展，團隊有指定教師負責教學資源的更新和維護，突出對前沿知識、新知識體系內容的教學。

圖1 “學習通”App在線平臺“高分子物理”部分課程資源Fig.1 Some course resources of Polymer Physics on the Xuexitong App online platform

1.2 線下資源建設

“高分子物理”是河南工程學院高分子材料與工程專業(yè)的主干基礎課程，是“高分子材料專業(yè)課程群”中的核心課程，年均學生超過120人。經過課程組教師十多年的建設和精心安排，學校建立了大量的線下資源，包括教學大綱、教案、教學日歷、評價體系及教材習題等文檔。同時，課程組還配備了高分子化學結構模型、高分子產品等實物，增加了教學的直觀性。

2 課程的組織實施措施

以本課程高分子溶液中的“第一節(jié)聚合物的溶解”為例，介紹了線上/線下混合式課程的實施措施。本小節(jié)的教學目標包括基礎知識、工程實踐能力及思政德育3 個目標：①使學生了解聚合物溶解過程的特點，特別是與小分子溶液溶解的區(qū)別；②讓學生掌握溶劑對聚合物溶解能力的判定，掌握溶劑選擇的三個原則，并分析高分子領域的實際工程問題；③由聚合物溶液溶劑的選擇引出“可持續(xù)科學發(fā)展觀和綠色生態(tài)發(fā)展觀”，加強學生的社會責任感。根據上述三個目標，課程實施包括了課前預習-課中講授-課后鞏固三個階段。表1 為“聚合物的溶解”線上/線下混合式課程教學的安排。

表1 “聚合物的溶解”線上/線下混合式課程教學的安排Tab.1 Arrangement of online and offline hybrid course teaching of＂polymer dissolution＂

2.1 課前預習階段

課前采用“問題式”預習法，教師首先在微信群或QQ 群或學習通內發(fā)布本節(jié)課的教學目標以及核心問題，例如“什么是聚合物溶液？”“聚合物溶液在生活中有哪些應用？”“聚合物溶液與小分子溶液有何異同？”等。同學們可以通過自主觀看學習通內的ppt、教學視頻及資料，通過自學及預習，觀看預設的視頻任務點，完成教學目標1，即初步了解聚合物溶解過程的特點。同時，采用此種方法進行預習，可以使學生帶著問題上課，聽課過程更有重點。另外，教師可以查看預習數據，掌握學生的自學情況并做到心中有數，進而精準地進行教學設計。

2.2 課中講授過程

課中采用“多媒體+板書+實物”的教學方式面對面授課。首先拋出幾個問題，創(chuàng)造記憶點，例如“聚合物溶液的溶解過程要經歷哪兩個步驟？”“在選擇溶劑時，有哪三個原則？”等，讓學生能抓住重點。在教學過程中，可以使用“學習通”App進行教學過程的設計，例如發(fā)布搶答、舉手、小組討論等環(huán)節(jié)，激發(fā)同學們的上課積極性和調動課堂氛圍；其次，采用flash 動畫、視頻等多媒體手段解釋高聚物溶液溶解的過程，增強學生的直觀性，激發(fā)學生的學習興趣，加強記憶的維持與知識點的獲取。對于公式、計算等內容，例如溶度參數、溶解過程自由能變化等可利用板書授課，加強學生理解。采用案例式講授在實際生產過程中溶劑的選擇，例如非極性的結晶聚合物在常溫下不溶解，需升高至熔點附近，待結晶熔融后，小分子溶劑才能進入高分子內部而逐漸溶解，比如高密度聚乙烯需加熱至120oC 以上才開始溶于四氫萘。同時，通過互動交流，講解溶劑的選擇，強調溶劑使用原則為保證使用者的安全，不危害環(huán)境，引導學生建立綠色發(fā)展理念和可持續(xù)發(fā)展觀，培養(yǎng)學生的責任心，全方位實現教學目標2和目標3。在上課尾聲，留5 min，在學習通App 內發(fā)布已經設定好的幾道選擇題進行知識點測試，及時掌握學生課上知識點的掌握情況。

2.3 課后鞏固階段

課后鞏固階段，學生可通過教師布置的作業(yè)，拓展學習廣度，了解自身對于知識點的掌握情況及完成思維拓展。同時，為了使教師更加清晰了解授課中存在的問題及同學們的掌握程度，課程組采用“線上+線下”的輔導方式，定期在固定教室面對面答疑以及隨時隨地在學習通內或微信群內進行輔導。

2.4 多元化考核

傳統(tǒng)的線下授課模式考核主要依靠考勤、回答問題、測驗、考試及學生評教來反映教學效果，缺乏過程管理。在本課程中，除了傳統(tǒng)的線下考核方式外，課程組教師還在各個教學環(huán)節(jié)中引入了任務點，學習通App可以全方位記錄同學們每個環(huán)節(jié)的完成情況并精準打分。同時，在分組討論環(huán)節(jié)，還可以設置教師評分及學生互評，能直接體現學生在分組討論中的表現。這種多元化考核方式可以對學生的學習效果進行多角度考查和督促，提高學生的學習熱情，使學生在各方面的能力得到鍛煉和提高。

3 教學應用效果

3.1 教學效果提升顯著

通過教學資源的豐富和教學方式的轉變，改變了傳統(tǒng)課堂的沉悶氣氛，學生的學習熱情顯著提高，例如課堂討論參與度、搶答問題積極性、課后答疑等，分析問題的能力也明顯提高，成績也有了明顯的提升。

3.2 學生滿意度增加

以2020 級高分子材料與工程專業(yè)全體126 名學生為調研對象，進行問卷調查。問卷調查采用匿名的方式進行，方便學生能表露自己的真實想法。結果發(fā)現，94.2%的同學能夠理解“高分子物理”中相關知識點；87.4%的同學能夠通過學習“高分子物理”相關知識和數學模型推演分析高分子專業(yè)工程問題；97.5%的同學能夠認識“高分子物理”課程在學科中的重要性，并愿意進一步深入學習該課程；93.3%的同學能夠通過學習“高分子物理”，理解高分子相關文獻內容及原理。

3.3 創(chuàng)新拓展能力得以提升

學生獨立思考、大膽創(chuàng)新的意識明顯提高。2020級高分子材料與工程專業(yè)全體學生參與學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等實踐活動顯著提升，學生參加“互聯網+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”、“高分子材料實驗實踐”大賽人數增多，獲獎也增多。

4 結束語

在當前疫情防控常態(tài)化的背景下，需不定時切換線上/線下授課方式，線上/線下混合式課程的建設很有必要。課程組基于“互聯網+”概念，對“高分子物理”線上/線下混合式課程進行了實踐，發(fā)揮了課程的優(yōu)勢，建立了豐富的教學資源，提高了教師授課質量及學生學習效果，該課程也被列為河南省一流本科課程。本課程的改革措施將對其他基礎課程改革提供一些有益的參考。