周登鳳，劉偉，陳小澄，周念，凌敏

（貴州理工學(xué)院 材料與能源工程學(xué)院，貴州貴陽 550003）

1 MOOC發(fā)展現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)意義

近年來，MOOC（Massive Open Online Courses——大規(guī)模在線開放課程）作為一種新教育模式，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)推廣和應(yīng)用，尤其在高等教育教學(xué)中應(yīng)用較為廣泛。國內(nèi)外一些知名高校先后向全球?qū)W習(xí)者推出了開放課程項(xiàng)目，其中國際MOOC 平臺(tái)有Coursera、edX 等,國內(nèi)多家高校也在不斷探索利用MOOC 進(jìn)行混合教學(xué)模式改革，已經(jīng)引入或正在引入的MOOC 資源不斷增多[1]，主要包括教育部中國大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線、超星、智慧樹等。

MOOC 為高校的線上線下混合式教學(xué)開辟了新的途徑，開展相應(yīng)的混合教學(xué)已引起廣大教育工作者的廣泛關(guān)注[2]，同時(shí)MOOC 也為高分子物理課程教學(xué)創(chuàng)造了條件。高分子物理MOOC 建設(shè)具有十分重要的意義：一是通過整合線上優(yōu)質(zhì)教育資源，利用MOOC 開展混合教學(xué)，有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短，有更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；二是通過對(duì)MOOC 混合教學(xué)模式和教學(xué)方法深入研究，將促進(jìn)教師教學(xué)技能的提高；三是通過有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，讓MOOC 中的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，幫助學(xué)生解決實(shí)際問題，提升學(xué)習(xí)效果[1，3]。

對(duì)混合式教學(xué)的研究表明，混合教學(xué)模式下學(xué)生的學(xué)習(xí)效果好于單純?cè)诰€學(xué)習(xí)或單一的課堂教學(xué)[4]。基于MOOC 混合式教學(xué)的高分子物理課程改革要考慮的因素主要有課程設(shè)計(jì)、課程建設(shè)、混合教學(xué)實(shí)施過程及評(píng)價(jià)等。例如，在混合式教學(xué)過程中，教師、學(xué)生和MOOC 平臺(tái)三個(gè)方面相互交叉重疊，而有意義的學(xué)習(xí)可能就發(fā)生在相互交叉重疊處[1]。目前，高分子物理教學(xué)資源整體欠缺，學(xué)生對(duì)課程掌握程度不高。并且高分子物理課程中大量術(shù)語體系建立在英語基礎(chǔ)上，缺少中英文對(duì)照的學(xué)習(xí)資源。結(jié)合課程隊(duì)伍建設(shè)與課程實(shí)施的現(xiàn)狀，提出基于MOOC 雙語混合式高分子物理課程改革研究，從雙語MOOC 課程建設(shè)和混合式教學(xué)實(shí)施方面，創(chuàng)新課程資源和教學(xué)方式，有效推進(jìn)課程整體質(zhì)量的提高，提高學(xué)生對(duì)專業(yè)核心知識(shí)的學(xué)習(xí)效果。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠作為一種輔助手段，幫助解決高分子物理課程知識(shí)點(diǎn)難度大的問題。經(jīng)典認(rèn)知建構(gòu)理念和方法認(rèn)為，實(shí)踐能促進(jìn)學(xué)習(xí)者在現(xiàn)有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)上，通過自己的主動(dòng)探索及構(gòu)建而實(shí)現(xiàn)更深入的知識(shí)獲取[5-7]。而如何培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力是應(yīng)用型本科高校要思考的問題，高校目前存在專業(yè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)、實(shí)驗(yàn)儀器臺(tái)套數(shù)不足等問題。因此，使用常見原料和設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目顯得尤其重要。

在“三全育人”的要求下，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的開展，對(duì)學(xué)生的文獻(xiàn)閱讀能力、科研能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、組織協(xié)調(diào)能力等各種能力的提高具有較大的促進(jìn)作用。

2 高分子物理MOOC建設(shè)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究路徑分析

2.1 構(gòu)建課程目標(biāo)與大綱

圍繞高分子物理課程教學(xué)大綱，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)，分析課程內(nèi)容的邏輯關(guān)系，結(jié)合課程實(shí)際和認(rèn)知規(guī)律，構(gòu)建劃分知識(shí)點(diǎn)后的“碎片式”課程目標(biāo)和大綱。根據(jù)系統(tǒng)化和邏輯化處理的課程知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)一步更新課程內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，完善章節(jié)內(nèi)容，充實(shí)課程資源，更好地通過MOOC 視頻形式展現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)，形成一門系統(tǒng)性、實(shí)用性的混合式課程，再根據(jù)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。制作關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的英文翻譯，考查MOOC 在學(xué)堂在線平臺(tái)上運(yùn)行的效果。

2.2 設(shè)計(jì)制作視頻

根據(jù)腳本設(shè)計(jì)，制作MOOC 視頻，并將其與線下課程結(jié)合，使學(xué)生通過混合式教學(xué)模式加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，確定合適的混合式教學(xué)模式的考核方式。研究針對(duì)學(xué)生線上MOOC 學(xué)習(xí)、討論和測(cè)試中出現(xiàn)的問題成因，探索進(jìn)行線上測(cè)試的方法。

2.3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

設(shè)計(jì)一種綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，將該實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起整個(gè)高分子物理課程內(nèi)容，讓學(xué)生更加深入地理解和掌握高分子物理的課程主線以及核心知識(shí)點(diǎn)，提高專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，有利于學(xué)生運(yùn)用高分子物理知識(shí)分析實(shí)際問題，加深對(duì)知識(shí)的理解。利用聚丙烯（PP）材料的特性，設(shè)計(jì)一種發(fā)泡成型和性能表征的綜合實(shí)驗(yàn)，并在操作和驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉材料成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試儀器的具體操作[8]。

2.4 通過講授知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

研究通過講授高分子物理核心知識(shí)點(diǎn)提高與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)聯(lián)度。在講授知識(shí)點(diǎn)的過程中，對(duì)研究前沿問題進(jìn)行講解，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力，并根據(jù)學(xué)生自由分組、自選題目組建創(chuàng)新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，通過創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施，鞏固高分子物理部分核心知識(shí)點(diǎn)。

3 課程建設(shè)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)分析

近年來，MOOC 混合式教學(xué)改革的研究與實(shí)踐成為許多院校和教師的關(guān)注熱點(diǎn)，同時(shí)需要研究和探索在教學(xué)過程中發(fā)生的認(rèn)知過程特點(diǎn)。MOOC 混合式課程教學(xué)過程同時(shí)具有“認(rèn)知存在”“社會(huì)存在”和“教學(xué)存在”三個(gè)元素[1]。課程框架模型理論認(rèn)為控制這三個(gè)元素能有效提高教育教學(xué)質(zhì)量。“認(rèn)知存在”能夠促進(jìn)深度有意義的學(xué)習(xí)，例如復(fù)雜的高分子物理概念和公式直接相關(guān)，包括問題導(dǎo)入、探究、整合以及解決問題?！吧鐣?huì)存在”指學(xué)生在混合式教學(xué)中通過利用互聯(lián)網(wǎng)媒體表現(xiàn)真實(shí)能力，包括思維表達(dá)、開放交流與組織討論內(nèi)聚力[1]?！敖虒W(xué)存在”指教師對(duì)認(rèn)知過程進(jìn)行設(shè)計(jì)、促進(jìn)和指導(dǎo)[1]。高分子物理混合式教學(xué)改革從上述三個(gè)方面入手，提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)效果。

聚丙烯（PP）發(fā)泡材料是一種多孔結(jié)構(gòu)材料。該材料有典型的碳鏈高分子結(jié)構(gòu)特征、較好的結(jié)晶性能和力學(xué)性能。根據(jù)聚丙烯材料特性，通過設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)泡成型及性能表征，將課程的主要知識(shí)點(diǎn)以思維導(dǎo)圖或知識(shí)圖譜的方式呈現(xiàn)，并以一條主線進(jìn)行貫穿，有助于學(xué)生理解能力的提高[8]。借助實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，學(xué)生既能掌握高分子成型設(shè)備的使用，又能對(duì)高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能測(cè)試及表征設(shè)備進(jìn)行熟練操作，提升學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，學(xué)生會(huì)再次復(fù)習(xí)高分子物理課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合，間接經(jīng)驗(yàn)與直接經(jīng)驗(yàn)相統(tǒng)一，學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性將進(jìn)一步提升[8]，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力。

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施則進(jìn)一步鞏固了高分子物理課程核心知識(shí)點(diǎn)，并將知識(shí)點(diǎn)在項(xiàng)目實(shí)施過程中進(jìn)行鞏固練習(xí)，幫助學(xué)生提升分析能力、綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力等。

4 慕課建設(shè)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐

4.1 構(gòu)建優(yōu)質(zhì)數(shù)字化課程教學(xué)視頻

共錄制視頻85 個(gè)，包含202 個(gè)知識(shí)點(diǎn)，每段視頻選擇2～3 個(gè)知識(shí)點(diǎn)，時(shí)長控制在10min，有效利用學(xué)生注意力集中時(shí)間。同時(shí)，偏重產(chǎn)業(yè)，減少理論，采用貼近生活或高新技術(shù)實(shí)例的方式介紹知識(shí)點(diǎn)。內(nèi)容年更新率高，緊跟材料學(xué)的新技術(shù)和新成果，學(xué)生通過練習(xí)或討論區(qū)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的擴(kuò)展內(nèi)化吸收，增強(qiáng)線上學(xué)習(xí)效果[9]。

4.2 形成具有邏輯主線的教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)高分子物理課程的講解從分子鏈結(jié)構(gòu)開始，隨后介紹高分子結(jié)晶、高分子溶液、高分子流變學(xué)等，章節(jié)之間無關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致學(xué)生無法理解復(fù)雜概念。本課程采用以“分子鏈結(jié)構(gòu)→分子鏈溶液中運(yùn)動(dòng)→分子鏈規(guī)整排列→分子鏈極限受力”為主線的講解，把章節(jié)串聯(lián)起來，讓學(xué)生更容易理解全部課程內(nèi)容。

4.3 體現(xiàn)產(chǎn)教融合的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

高分子物理是高分子材料發(fā)展的基礎(chǔ)理論，在講授本課程時(shí)，采用實(shí)際產(chǎn)業(yè)案例講解知識(shí)點(diǎn)。例如，采用橡膠增韌塑料的例子來說明極限力學(xué)內(nèi)容，利用超高分子量聚乙烯在防彈衣、拉索橋中的應(yīng)用來說明分子量的重要性。通過知識(shí)點(diǎn)與產(chǎn)業(yè)結(jié)合的課程設(shè)計(jì)達(dá)到產(chǎn)教融合的目的。

4.4 建設(shè)多種課程教學(xué)資源

課程配套建設(shè)多種教學(xué)資源，包括中英文的課程內(nèi)容文檔、課程PPT、MOOC、動(dòng)畫、模型等，形成較為系統(tǒng)和先進(jìn)的資源體系，讓復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)和模型“活”起來，提高學(xué)生認(rèn)知能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

4.5 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)聚丙烯（PP）擠出發(fā)泡綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)能力、數(shù)據(jù)分析能力等得到有效提高，對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)起到積極作用，并對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的探索精神奠定良好的基礎(chǔ)，將知識(shí)、能力、素質(zhì)三方面統(tǒng)一起來。

4.6 講授知識(shí)點(diǎn)

通過講授高分子物理核心知識(shí)點(diǎn)與科技前沿，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。通過指導(dǎo)創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施，鞏固高分子物理部分核心知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到學(xué)以致用的效果。

5 結(jié)語

擴(kuò)大學(xué)生覆蓋面，高分子物理立足新工科發(fā)展要求，內(nèi)容偏重材料學(xué)結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)聯(lián)理論，旨在為學(xué)生構(gòu)建完備的材料科學(xué)知識(shí)架構(gòu)體系。解決學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性問題，在學(xué)習(xí)中自己提出問題，組織課堂討論。利用好新媒體技術(shù)[10-11]，教學(xué)過程研究的重心逐漸轉(zhuǎn)移到體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式[7，12]。

進(jìn)一步增加課程關(guān)注度，線上課程將根據(jù)科技前沿的進(jìn)展及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容；豐富MOOC 課程視頻內(nèi)容，建設(shè)雙語MOOC 環(huán)境，把現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用與日常的教育教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)施教育教學(xué)改革[13]。在創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的實(shí)施過程中，如何激發(fā)學(xué)生的探索精神和興趣，是項(xiàng)目設(shè)計(jì)首要考慮的問題，其次考慮如何將課程主要知識(shí)點(diǎn)融入項(xiàng)目中，引導(dǎo)學(xué)生去查閱、復(fù)習(xí)、實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)以致用、學(xué)用結(jié)合的良性循環(huán)[14]。