輕化工程專業(yè)《制革材料與工藝》課程的線上線下教學(xué)探究與實(shí)踐

劉潔 張斐斐 靳麗強(qiáng) 王玉路

摘?要：本文探討了《制革材料與工藝》課程的線上理論講授聯(lián)合線下制革工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法與效果。通過線上課程內(nèi)容的精心構(gòu)思編排以及在線平臺軟件相關(guān)功能的靈活運(yùn)用，提高學(xué)生的上課專注度并實(shí)時監(jiān)督在線學(xué)情，調(diào)控學(xué)習(xí)狀態(tài)；同時結(jié)合開放性課后作業(yè)的布置，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維；通過課前在線點(diǎn)評作業(yè)完成情況，活躍學(xué)習(xí)氣氛，培養(yǎng)競爭學(xué)習(xí)意識，促進(jìn)師生之間的情感交流，提升教學(xué)效率；通過線下差異化的工藝實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生的自主性與協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞：線上線下教學(xué)；輕化工程；制革

對于高校教師而言，如何設(shè)計(jì)在線課程來高效的傳播知識[1]，同時提升大學(xué)生的創(chuàng)造力，是當(dāng)前教學(xué)迫切需要解決的實(shí)際問題。全國有1400多所大學(xué)近百萬教師通過110多個在線教學(xué)平臺或網(wǎng)絡(luò)平臺推出4萬多門慕課[2]，開設(shè)了713萬門次在線課程，有11.8億人次學(xué)生在線學(xué)習(xí)，積極發(fā)展在線教育并相應(yīng)改變現(xiàn)有教學(xué)模式是未來教學(xué)改革發(fā)展的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

在線教學(xué)的三種基本模式，包括了直播教學(xué)、MOOC?+SPOC、遠(yuǎn)程指導(dǎo)，其中直播教學(xué)最多。特別是對于稀缺專業(yè)的教學(xué)，由于在線網(wǎng)絡(luò)素材資源少，基本采用直播的方式進(jìn)行授課（38.7%）。在線教育包括較多的優(yōu)勢性，在線簽到、隨機(jī)點(diǎn)名、在線隨堂測驗(yàn)[3]等，給予教師更多的機(jī)會對教育方法進(jìn)行創(chuàng)新，比如進(jìn)行混合式課堂、情景式教學(xué)[4]。而且現(xiàn)在的一些理工課程已建立起部分虛擬仿真課程[5]，讓學(xué)生在電腦端口也可以身臨其境的感受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境，觀察工廠設(shè)備，生產(chǎn)線等操作。這些在線教育形式改善了以往線下教學(xué)過程中以抽象理論知識為主的缺點(diǎn)，同時有效規(guī)避人身傷害與環(huán)境風(fēng)險，節(jié)約實(shí)訓(xùn)時間與成本。

作為輕化工程（合成革方向）本科專業(yè)核心課的《制革材料與工藝》，是一門必修課程，設(shè)有40個學(xué)時的理論課（2.5個學(xué)分），另搭配48學(xué)時的制革工藝實(shí)驗(yàn)課。根據(jù)培養(yǎng)方案安排在大三的第二個學(xué)期進(jìn)行，旨在讓學(xué)生了解與掌握皮革生產(chǎn)加工過程中運(yùn)用的主要化工材料與關(guān)鍵工藝工序?！吨聘锊牧吓c工藝》的理論課為線上線下結(jié)合授課，而與該課程配套的制革工藝試驗(yàn)因以學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作獲得專業(yè)實(shí)踐技能為首要教學(xué)目標(biāo)，其難以通過在線講解或發(fā)布網(wǎng)絡(luò)錄制視頻的方法授課，通過線下實(shí)體教學(xué)進(jìn)行。為適應(yīng)新時期的教學(xué)工作要求，及時轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，更好的傳授專業(yè)知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主性、創(chuàng)造性及協(xié)作性，主要從以下幾方面入手，安排設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)。

一、精心編輯構(gòu)思在線課件內(nèi)容，提升學(xué)生學(xué)習(xí)專注度

本課程授課對象為輕化工程（合成革方向）專業(yè)的學(xué)生，之前并未接觸過天然皮革以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的相關(guān)知識。而線上課程要求學(xué)生長時間守候在電腦或手機(jī)等終端設(shè)備前，易導(dǎo)致分神。為了吸引學(xué)生注意力，改善教學(xué)效果，需要在原有線下PPT課件的基礎(chǔ)上，增加更多的文本、圖形、圖表、結(jié)構(gòu)圖以及更為生動的聲音、視頻、Flash動畫等素材。需要指出的是，與過往線下面授課程相比，由于內(nèi)容篇幅較多，教師的課前準(zhǔn)備、教學(xué)設(shè)計(jì)時間應(yīng)有所延長，備課更為認(rèn)真、充分[6]。

二、高效運(yùn)用在線課堂平臺軟件及學(xué)情監(jiān)督功能，精準(zhǔn)把控學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)

（一）學(xué)情統(tǒng)計(jì)

一般而言，線上教育是通過視頻進(jìn)行教學(xué)。因?yàn)樯险n時老師、學(xué)生處于不同環(huán)境中，所以更考驗(yàn)學(xué)生的自覺性；線下實(shí)體班級教學(xué)由于可以在課堂上直接與老師面對面的溝通，所以對學(xué)生可以起到直觀監(jiān)督的作用。在大數(shù)據(jù)時代，教師可通過大數(shù)據(jù)的多維度課程測評，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)管[7]，可更好的推動在線教育的運(yùn)行。在線授課選用的是騰訊課堂軟件，可以根據(jù)課堂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，收集在線成員進(jìn)入課堂聽課時長列表，該列表詳細(xì)記錄了學(xué)生聽課總時長，進(jìn)出課堂情況，從而獲得學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)情。

（二）課程回放及下載

傳統(tǒng)的線下課，學(xué)生一般只能聽講一次，其余時間需靠筆記和書本內(nèi)容自我復(fù)習(xí)，而線上教學(xué)平臺軟件可以生成回放，反復(fù)學(xué)習(xí)，具有較高的時間和空間上的自由度，學(xué)生不僅可以單次課程重復(fù)聽，充分利用碎片化的時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師也可以重復(fù)的在不同的系列課程中引用，靈活教學(xué)。騰訊課堂中每次授課的課程記錄課程的在線回放功能，并可查看班級內(nèi)學(xué)生課后回看課程情況，該功能也為老師后期進(jìn)行課堂回顧，優(yōu)化課堂內(nèi)容提供了參考。在線設(shè)置課后習(xí)題，課程小考及期末考試的功能，為開展翻轉(zhuǎn)課堂[8]提供了可實(shí)施性。線上軟件如學(xué)習(xí)通，智慧樹知到等軟件便于教師更加方便快速的進(jìn)行成績判定，題型分析。通過以上資料對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集分析可以更加準(zhǔn)確地制定學(xué)習(xí)計(jì)劃[9]，設(shè)置課堂內(nèi)容，因材施教，及時調(diào)控課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

三、合理布置多元、個性化、開放式作業(yè)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)創(chuàng)造性思維

（一）多元開放式作業(yè)設(shè)計(jì)

線上課堂作為授課的主要環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)教師與學(xué)生的課堂互動能力，從而確保學(xué)生在線率。課后作業(yè)環(huán)節(jié)的設(shè)置也極其重要，一方面對課堂內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，另一方面發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，拓寬知識面。例如，結(jié)合《制革材料與工藝》課程中真皮組織結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生對真皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，作業(yè)中大家通過網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)檢索，搜集了纖維成分中膠原纖維[10]，網(wǎng)狀纖維，彈性纖維的圖片，以及非纖維組分中汗腺、脂腺，淋巴管的圖片，從而對真皮結(jié)構(gòu)有了更加形象的認(rèn)識。針對學(xué)生作業(yè)的反饋，在每次正式課前利用約10～15min?的時間對上節(jié)課的作業(yè)情況進(jìn)行分享，尤其是對比較有專業(yè)性知識點(diǎn)的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評。這種課前“優(yōu)秀作業(yè)”的分享環(huán)節(jié)可培養(yǎng)學(xué)生的競爭學(xué)習(xí)意識，在一次又一次的評價中，既肯定了學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，又達(dá)到了“教”“學(xué)”相長的目的。不僅為學(xué)生提供了發(fā)揮創(chuàng)造能力的空間，也在不知不覺中，提高了學(xué)生對該門課程的重視程度與參與度。

（二）電子版作業(yè)素材形式多樣

在以往線下授課過程中，課后作業(yè)多以紙質(zhì)版材料上交留存，樣式固定，多為客觀的問答題。采用線上/線下結(jié)合授課形式，學(xué)生提交的電子版作業(yè)形式更為豐富。作業(yè)的完成形式包括了圖1所示的思維導(dǎo)圖模式，PPT模式、如圖2所示的word文檔模式，尤其是在常規(guī)word文檔版作業(yè)中通過不同的字體、字型、背景、顏色、流程圖等各類手段詳細(xì)標(biāo)注重點(diǎn)部分，條理分明。在線上教學(xué)過程中，學(xué)生也更樂于搜索更多的網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容，以便清晰的將課堂中的“重要知識點(diǎn)”、“知識點(diǎn)分支”依據(jù)個人的理解充分表達(dá)出來。整體而言，本課程線上授課學(xué)生作業(yè)的完成情況要明顯優(yōu)于往屆線下課堂講學(xué)?？梢钥隙ǖ氖?，《制革材料與工藝》在線課程的實(shí)施，給學(xué)生的作業(yè)模式帶來了顯著改變。而且，在課程的后期在線教學(xué)階段，發(fā)現(xiàn)學(xué)生作業(yè)的完整性、創(chuàng)新性較課程初期又有較大進(jìn)步，反映出學(xué)生對此門課程的認(rèn)知逐漸加深，主動學(xué)習(xí)能力有所提高。

四、科學(xué)設(shè)計(jì)差異化的線下實(shí)驗(yàn)課程，增強(qiáng)學(xué)生的自主性與協(xié)作能力

因?qū)W生在線上已經(jīng)接受過系統(tǒng)、良好的《制革材料與工藝》理論培訓(xùn)，對制革工藝?yán)碚撘延幸欢私馀c認(rèn)知，在線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間，可通過差別化的實(shí)驗(yàn)工藝設(shè)計(jì)[11]。制革工藝的設(shè)計(jì)對成品革的外觀，結(jié)構(gòu)及性能都具有極大的影響。皮革復(fù)鞣染色的過程是賦予成革價值和個性化的重要途徑，同時也可以彌補(bǔ)主鞣的缺陷，因此在線下實(shí)驗(yàn)階段，選擇經(jīng)過鉻鞣后的藍(lán)濕皮為原材料，進(jìn)行加工。皮革染色是染料在膠原纖維網(wǎng)中進(jìn)行吸附、擴(kuò)散、滲透和固著的過程[12]，染色過程中pH值、溫度、濃度的調(diào)控，染色助劑如勻染劑、滲透劑、固色劑等的添加也會起到畫龍點(diǎn)睛的作用。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)權(quán)歸還給學(xué)生們，通過提供不同色澤染料產(chǎn)品，不同特性的加脂劑及復(fù)鞣填充劑，在基礎(chǔ)工藝配方上進(jìn)行再創(chuàng)造，采用小組制進(jìn)行制革加工操作（2～3人），每組成員自主選擇坯革復(fù)鞣染色方案，如不同顏色（紅色、綠色、藍(lán)色、復(fù)配顏色）、不同種類染料（陰離子、堿性、直接、活性染料）[13]等，提高同學(xué)們的個人主觀能動性與團(tuán)隊(duì)的相互協(xié)作精神。在整個過程中，比較重要的是染色過程中pH值的調(diào)控，因此，我們設(shè)計(jì)了pH梯度，最終，采用色差儀測定相同染料，不同pH條件下皮革色度的變化，將科學(xué)研究中的單因素研究法引入實(shí)驗(yàn)過程中，在實(shí)習(xí)報告中進(jìn)行提煉總結(jié)。圖3所示為學(xué)生自主參與設(shè)計(jì)[14]制作的各色坯革繃板干燥過程。在后續(xù)涂飾工序，學(xué)生們根據(jù)各自組的底革顏色設(shè)計(jì)配色?涂飾方案，完成整飾工段，達(dá)到理論結(jié)合實(shí)踐的目的。

結(jié)論

《制革材料與工藝》課程采用線上理論直播授課及線下制革工藝實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的授課方式，通過精心編排課件內(nèi)容，高效運(yùn)用在線平臺軟件中的各項(xiàng)功能，巧妙布置多元化、開放性的課后作業(yè)，差異化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方法，開展翻轉(zhuǎn)課堂，有力保證了教師的教學(xué)質(zhì)量，同時改善了學(xué)生的在線專注度，學(xué)習(xí)能動性，創(chuàng)造力。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主性與協(xié)作能力亦得到有效提升。區(qū)別于以往的單一面授式教學(xué)，教師與學(xué)生的教學(xué)互動因新方式的引入，而產(chǎn)生了顯著變化。本論文提供的高質(zhì)量線上線下授課方式，不僅夯實(shí)了輕化工程（合成革方向）學(xué)生的專業(yè)知識，而且對于其它精細(xì)化工、高分子材料成型加工、生物質(zhì)利用等相關(guān)專業(yè)的工科教學(xué)亦有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]林健.?新工科專業(yè)課程體系改革和課程建設(shè)[J].?高等工程教育研究，2020（1）：1-13，24.

[2]吳巖.?應(yīng)對危機(jī)化危為機(jī)主動求變做好在線教學(xué)國際平臺及課程資源建設(shè)[J].?中國大學(xué)教學(xué)，2020（4）：4-16，60.

[3]韓筠.?以信息技術(shù)構(gòu)建高等教育新型教學(xué)支持體系-基于抗疫期間在線教學(xué)實(shí)踐的分析[J].?高等教育研究，2020，41（5）：80-86.

[4]劉志強(qiáng)，彭美娟.?MOOC、SPOC時代下的高校教師角色轉(zhuǎn)換現(xiàn)狀調(diào)查與研究[J].山西青年，2021（21）：30-31.

[5]郭軍紅，崔錦峰，楊保平.?新工科背景下虛實(shí)結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)[J].?實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（8）：119-122.

[6]胡德鑫，李琳璐.?跨界與融合：在線教育與高等教育變革的聯(lián)動機(jī)理與樣態(tài)重構(gòu)[J].?高校教育管理，2021，15（1）：77-86.

[7]張惠敏，梁為，陳浩，等.?面向未來的新型教育教學(xué)組織體系構(gòu)建與實(shí)施路徑研究-深圳市長周期“停課不停學(xué)”實(shí)踐反思[J].?中國電化教育，2020（8）：33-40.

[8]蔡鶯，翟風(fēng)杰.基于無紙化測評的大學(xué)英語翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用解析[J].海外英語，2023（04）：217-219.

[9]楊曉莉，劉驁，馮靜.?“漸進(jìn)性與關(guān)聯(lián)性”-建筑歷史課程在線教學(xué)模式研究[J].?建筑與文化，2021（11）：32-34.

[10]張金偉，曹念，陳武勇.?微波輻照對膠原蛋白三股螺旋結(jié)構(gòu)的影響[J].?光譜學(xué)與光譜分析，2018，38（5）：1353-1357.

[11]焦竹青，何寶祥，朱正偉.?《電力電子技術(shù)》差別化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革[J].?實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013，11（6）：80-82，190.

[12]張紅鳴，徐侃衎.皮革染色浸染工藝（續(xù)）[J].染料與染色，2022，59（05）：32-40.

[13]梁天宇，丁克毅，劉軍.三類活性染料染皮革時的色牢度對比研究[J].中國皮革，2017，46（03）：42-47+58.

[14]蔡佩君，王曉萍，王立強(qiáng)，等.?構(gòu)建以效果和能力培養(yǎng)為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[J].?實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（4）：186-189.

*基金項(xiàng)目：齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）：校級教研項(xiàng)目（2020yb39），齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)：皮革化學(xué)與工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)（2022JXTD011），第二批國家級新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目：面向新工科的輕化工程專業(yè)信息化、數(shù)字化改造的探索與實(shí)踐（E-HGZY20202024）。

作者簡介：劉潔（1986-），男，漢族，江西高安人，副教授，博士，研究方向：制革清潔生產(chǎn)。

*通訊作者：張斐斐（1988-），女，漢族，陜西咸陽人，講師，博士；靳麗強(qiáng)（1971-），男，漢族，山西晉城人，教授，博士。