《聚合物合成工藝學(xué)》線上線下混合式課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐初探

杜隆超，楊 捷

（安徽大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，安徽 合肥 230601）

《聚合物合成工藝學(xué)》［1］是面向高分子本科學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)主干課程，教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)，使學(xué)生在就業(yè)后能夠擔(dān)當(dāng)設(shè)計(jì)新工藝流程，具備實(shí)際生產(chǎn)操作和改進(jìn)創(chuàng)新的能力。安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院于2021年通過(guò)了國(guó)家級(jí)的“高分子工程專業(yè)認(rèn)證”，學(xué)院針對(duì)高分子專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)是為國(guó)家培養(yǎng)“新世紀(jì)職業(yè)化學(xué)工程師”。

由于與傳統(tǒng)面授課不一致，線上資源與線下理論課程存在相互銜接的問(wèn)題，如何在有限的教學(xué)課時(shí)條件下讓學(xué)生掌握本門(mén)課程的基本知識(shí)并對(duì)本門(mén)課程理解、吃透，讓學(xué)生具備實(shí)際動(dòng)手能力，同時(shí)更好地開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)［2-7］，本研究對(duì)該課程提出一些新的改革方案。

1 《聚合物合成工藝學(xué)》教學(xué)存在的問(wèn)題

在“重教學(xué)、輕實(shí)踐”的過(guò)程中，學(xué)生感到理論知識(shí)的學(xué)習(xí)枯燥乏味。由于課堂上缺乏真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景和實(shí)踐案例，學(xué)生很難自主產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足，動(dòng)手操作能力差。因此，學(xué)院應(yīng)當(dāng)積極與企業(yè)溝通洽談，帶領(lǐng)學(xué)生去高分子生產(chǎn)的化工企業(yè)實(shí)習(xí)，使學(xué)生能夠?qū)嶋H目睹這些大型設(shè)備，了解工藝流程，以便其能夠符合用人單位的要求，更好地適應(yīng)當(dāng)前高速發(fā)展的社會(huì)需求［8］。

在多媒體教學(xué)方面，社會(huì)上有很多媒體教學(xué)工具，比如騰訊會(huì)議、釘釘課堂、雨課堂等，但本質(zhì)上的“填鴨式”教學(xué)實(shí)質(zhì)并沒(méi)有改變。教學(xué)方式從大眾熟悉的“黑板”變成了新的“全媒體”平臺(tái)。教師從以前的黑板授課，變成了以多媒體為載體的“全媒體灌輸”。盡管學(xué)生面臨這種新的信息教學(xué)方式，但他們對(duì)教學(xué)內(nèi)容本身的關(guān)注尚未建立。因此，授課教師應(yīng)當(dāng)具備熟練運(yùn)用多媒體的能力，在尊重課程及其教學(xué)主題的前提下，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求，做好充分的教學(xué)準(zhǔn)備，重視課堂教學(xué)技巧，包括明確的教學(xué)目標(biāo)、合理的時(shí)間分配、通俗易懂的講解、理論聯(lián)系實(shí)際，注重激發(fā)學(xué)生的興趣［9-10］。

由于教師的年齡結(jié)構(gòu)不同，不同的教師在使用這些在線學(xué)習(xí)平臺(tái)時(shí)對(duì)新的信息技術(shù)工具沒(méi)有深刻的理解。豐富多樣的教學(xué)內(nèi)容無(wú)法與新技術(shù)充分融合，導(dǎo)致部分老師只在學(xué)習(xí)平臺(tái)上進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作。盡管一些課程補(bǔ)充了在線教學(xué)活動(dòng)，但學(xué)生無(wú)法操作并有效參與互動(dòng)，因此，在線教學(xué)活動(dòng)的效果并不理想。線上教學(xué)的內(nèi)容需要老師精心安排和設(shè)計(jì)，讓線上教學(xué)活動(dòng)生動(dòng)有趣，圖文并茂，線上教學(xué)內(nèi)容與線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合。

2 新型線上線下混合式教學(xué)課程設(shè)計(jì)

《聚合物合成工藝學(xué)》課程已于2020年9月起開(kāi)展了線上線下混合式教學(xué)，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)課程資源進(jìn)行改造，具體包括以下幾部分：

2.1 制作課程學(xué)習(xí)指南

為了使學(xué)生能夠更快地適應(yīng)線上線下混合式教學(xué)模式，教師制作課程學(xué)習(xí)指南來(lái)指導(dǎo)學(xué)生如何更好地對(duì)混合式課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，包括以下7 個(gè)方面：“線上慕課+線下課堂”教學(xué)模式的簡(jiǎn)述；《聚合物合成工藝學(xué)》課程的基本信息；《聚合物合成工藝學(xué)》的教學(xué)日歷；線上慕課的學(xué)習(xí)方法和要求；線下課堂的學(xué)習(xí)方法和要求；實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)方法和要求；《聚合物合成工藝學(xué)》課程的考核評(píng)價(jià)方式。通過(guò)以上7個(gè)部分教學(xué)指南的設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解到，本課程是通過(guò)線上慕課+線下課堂同步進(jìn)行，相互配合，開(kāi)展教學(xué)。經(jīng)過(guò)課程基本信息和教學(xué)日歷的介紹，使學(xué)生了解到本課程具體講授什么，以及課程如何通過(guò)分時(shí)間段逐步開(kāi)展，并對(duì)具體的線上線下以及實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)方法和要求進(jìn)行了解，同時(shí)充分認(rèn)識(shí)到本課程的考核評(píng)價(jià)方式。

2.2 制作章節(jié)任務(wù)單

每次上課前，針對(duì)《聚合物合成工藝學(xué)》各章節(jié)的線上慕課內(nèi)容，采用雨課堂公布該章節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求、作業(yè)任務(wù)、提交方式和要求，幫助學(xué)生了解本章節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)。表1為章節(jié)學(xué)習(xí)任務(wù)單范例：

表1 《滌綸樹(shù)脂生產(chǎn)工藝》章節(jié)學(xué)習(xí)任務(wù)單

2.3 構(gòu)建課程案例庫(kù)

根據(jù)不同章節(jié)具體的內(nèi)容，引入《聚合物合成工藝學(xué)》對(duì)應(yīng)聚合物的相關(guān)實(shí)施案例，實(shí)現(xiàn)能力目標(biāo)。以下為案例庫(kù)的2個(gè)具體案例：

（1）乳液丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝：丁苯橡膠是丁二烯與苯乙烯的無(wú)規(guī)共聚物，其物理機(jī)械性能、加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛應(yīng)用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域，是目前世界上合成橡膠工業(yè)中產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的通用膠種。1998年，中國(guó)臺(tái)灣合成橡膠公司在江蘇南通合資建成了100 kt/a乳液丁苯橡膠生產(chǎn)裝置（申花化工公司），經(jīng)過(guò)后期改造，到2005年，產(chǎn)能達(dá)到170 kt/a。

（2）聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝：聚乙烯醇的生產(chǎn)按原料的不同分為3 種途徑：一是石油→乙烯→醋酸乙烯→聚乙烯醇；二是天然氣→乙炔→醋酸乙烯→聚乙烯醇；三是電石→乙炔→醋酸乙烯→聚乙烯醇。國(guó)內(nèi)13 家聚乙烯醇生產(chǎn)企業(yè)，有10 家采用電石乙炔路線，川維采用天然氣乙炔路線；上海金山、北京有機(jī)化工廠采用石油乙烯路線。無(wú)論是何種工藝生產(chǎn)，路線均較長(zhǎng)，要經(jīng)過(guò)多次化學(xué)合成反應(yīng)，并伴有多道物理變化，還有多種中間物料與輔助材料的分離與精制，工藝相當(dāng)復(fù)雜，技術(shù)訣竅甚多，沒(méi)有長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累與對(duì)工藝的深刻理解，是很難全面掌握聚乙烯醇生產(chǎn)的秘密。近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，聚乙烯醇個(gè)別業(yè)內(nèi)企業(yè)，利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，以糖蜜、木薯為原料，先制成酒精，再利用酒精脫水制乙烯，走酒精乙烯路線，發(fā)展聚乙烯醇產(chǎn)業(yè)，用可再生資源酒精代替不可再生資源，隨著不可再生資源的減少和價(jià)格的攀升，此種工藝路線在今后的競(jìng)爭(zhēng)中，將會(huì)獲得更大的發(fā)展空間。

2.4 與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容

已與安徽皖維集團(tuán)有限責(zé)任公司合作開(kāi)發(fā)了4課時(shí)的滌綸樹(shù)脂生產(chǎn)的實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容。利用企業(yè)停機(jī)檢修期間，讓全班學(xué)生分組進(jìn)行滌綸樹(shù)脂中控室的模擬生產(chǎn)操作，包括進(jìn)料開(kāi)車(chē)、預(yù)聚開(kāi)車(chē)、縮聚開(kāi)車(chē)、卸料等。邀請(qǐng)皖維集團(tuán)技術(shù)部的企業(yè)導(dǎo)師評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。通過(guò)中控室實(shí)際的操作，讓學(xué)生直觀感受到真實(shí)的企業(yè)生產(chǎn)是什么？在進(jìn)料、預(yù)聚、縮聚、升溫、降溫、卸料等每一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生都必須嚴(yán)格操作，否則輕則無(wú)法縮聚成為所需要的聚合度，重則無(wú)法開(kāi)車(chē)成功。通過(guò)企業(yè)導(dǎo)師的打分評(píng)價(jià)，使學(xué)生了解到自己在實(shí)際操作中的不足，加深他們對(duì)實(shí)訓(xùn)課程的認(rèn)識(shí)。任課老師和學(xué)院將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)更多的實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容。

2.5 線上線下混合式教學(xué)考核評(píng)價(jià)

《聚合物合成工藝學(xué)》的考核評(píng)價(jià)分為線上評(píng)價(jià)、線下課堂評(píng)價(jià)、實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)和期末評(píng)價(jià)4個(gè)部分，根據(jù)學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)表現(xiàn)和彼此團(tuán)隊(duì)合作2個(gè)角度對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)（圖1）。其中，線上評(píng)價(jià)根據(jù)每一個(gè)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的完成情況、各單元的小測(cè)成績(jī)、各章節(jié)討論題的成績(jī)組成，考核每位學(xué)生對(duì)《聚合物合成工藝學(xué)》基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握程度，其占總成績(jī)的10%，具體包括慕課學(xué)習(xí)完成度2%、單元測(cè)試成績(jī)4%、單元討論成績(jī)4%；課堂評(píng)價(jià)由每一個(gè)小組的雨課堂進(jìn)行時(shí)事分享（5%）、每個(gè)學(xué)生的時(shí)事評(píng)價(jià)（5%）、學(xué)生雨堂課程的隨堂測(cè)試（5%）、期中隨堂檢測(cè)（5%）這幾個(gè)部分組成，考核學(xué)生對(duì)《聚合物合成工藝學(xué)》前沿知識(shí)、重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握程度，其占總成績(jī)的20%；實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)由每個(gè)學(xué)生的小組實(shí)驗(yàn)作業(yè)成績(jī)（10%）、模擬仿真實(shí)驗(yàn)成績(jī)（5%）、安徽皖維公司的實(shí)訓(xùn)任務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果（5%）構(gòu)成，考核學(xué)生對(duì)《聚合物合成工藝學(xué)》的實(shí)踐運(yùn)用和創(chuàng)新能力，占總成績(jī)20%；期末評(píng)價(jià)由期末考試成績(jī)構(gòu)成，考核學(xué)生對(duì)本課程的綜合理解和運(yùn)用能力，占總成績(jī)的50%。

圖1 《聚合物合成工藝學(xué)》課程考核評(píng)價(jià)體系

3 結(jié)語(yǔ)

聚合物本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有實(shí)際操作能力和創(chuàng)新性能力的人才，而應(yīng)用性人才的培養(yǎng)必須采取科學(xué)的教學(xué)體系。高校的核心工作是將吸收和設(shè)計(jì)先進(jìn)教學(xué)理念、改革先進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容作為重點(diǎn)教學(xué)任務(wù)。此次教學(xué)改革，對(duì)線上教學(xué)資源進(jìn)行本地化改造，制作課程學(xué)習(xí)指南，制作章節(jié)任務(wù)單，構(gòu)建課程案例庫(kù)，與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容，確立線上線下混合式教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系。通過(guò)線上線下混合式課程教學(xué)對(duì)現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行重組，優(yōu)化和創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段；通過(guò)線上線下內(nèi)容相結(jié)合，理論實(shí)踐相結(jié)合，不僅豐富了學(xué)生的教學(xué)資源，也給教學(xué)平臺(tái)和實(shí)踐平臺(tái)以更新的展示，這對(duì)實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生的深度學(xué)習(xí)、優(yōu)化自身素養(yǎng)，提供了一套新的教學(xué)途徑。