楊 斌，夏 茹，苗繼斌，曾少華，陳鵬鵬

(安徽大學化學化工學院，綠色高分子材料安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230601)

2017年2月，教育部發(fā)布了“新工科”建設復旦共識，同年4月又發(fā)布了“新工科”建設行動計劃(“天大行動”)，首次提出探索建立工科發(fā)展新范式，“新工科”概念的提出為中國工程教育理論和實踐探索提供了一個嶄新的視角[1-2]。然而，受到2020年春季新型冠狀肺炎疫情影響，全國高校的開學時間一再延期，此間教育部提出“停課不停學”的倡議，得到各地教育主管部門的響應和執(zhí)行。然而，高等教育不同于中小學，有其自身的特點，如何在有限的時間內備課，合理利用網絡教學方式給大學生授課，成了高校廣大專業(yè)課授課教師必須面對的一個問題。筆者結合近幾年來從事高分子成型加工原理教學工作以及新工科教育改革探索的基礎上，積極開展線上-線下混合教學研究和實踐工作，深入挖掘教學資源，探索改革課堂教學設計等內容，及時總結相關教學經驗，經過近三年的探索已取得了很好的教學成效，基于此我們對該課程的在線教學改革提出了一些建議與思考。

1 在線教學的組織模式

1.1 課程設置及考勤

目前，我國合成樹脂工業(yè)年產量穩(wěn)居世界第一位，然而實際上我國的高分子化工產品整體上品種較少，產品附加值偏低，與發(fā)達國家相比，我國高分子材料的生產及應用還處于較低水平，自給率僅為60%，由此說明我國在高分子材料工業(yè)領域尚有很大的發(fā)展空間，仍需要大量能夠從事高分子材料合成、加工和應用的工程技術人才。高分子成型加工原理作為高分子化工類專業(yè)的一門專業(yè)課，通常設置在化工原理、高分子化學以及化工熱力學等專業(yè)課之間后設，且課程涉及內容多、體系復雜等特點，同時受學時限制，而且又涉及到大量專業(yè)性較強的內容(如：擠出工藝、注塑成型原理等)[3-4]，線上教學時需要根據課程難度重新設計教學進度，防止速度推進過快，導致大多數同學無法理解的情況。而且，線上教學形式多樣(包括圖文、音視頻)，課程也方便學生對具體的知識的學習和鞏固(課后學生仍可反復觀看)，已成為線下課堂教學的有力補充。為了強化部分重點和難點章節(jié)，可以考慮設計每2～3次理論課后，安排一節(jié)習題課或討論課，不定期安排一次網絡測驗，以及時檢測學生的學習效果。此外，在線授課過程中為防止一部分學生開小差，通過隨機點名提問方式進行考勤，對未能及時反饋的學生，在其考勤分中應適當給予扣分處罰。

1.2 線上教學的實施

目前國內在線教學的平臺很多，例如：阿里釘釘、超星學習通、騰訊會議、QQ群課堂、希沃易、中國大學MOOC、UClass等，為了增加學生的理解，還可以結合平臺自帶的白板功能，非常類似于我們在教室里上課采用的板書形式[5]。在明確課程目標的前提下，任課教師應根據畢業(yè)要求指標點，合理進行教學內容設計、教學案例篩選，將基礎理論知識和前沿熱點問題有機結合。充分汲取便捷的網上教學資源，制作豐富的教學資料庫，開拓學生視野，完善知識體系。為了確保線上教學質量和教學效果以及應對網絡平臺可能出現的突發(fā)情況，任課教師可以提前建立微信群或QQ群，準備線下學習資料預案，以保證線上課堂的順利開展和良好的學習體驗。高分子成型加工主要涉及高分子材料從原材料轉變?yōu)樽罱K制品的全過程(如：聚合物熔體流動、傳熱和傳質、聚合物形變與定型、制品后處理等)，采用共享屏幕，老師很容易在授課過程中穿插播放視頻或者Flash動畫，要比單純演示PPT更便于學生掌握一些抽象的概念和知識點。例如，在介紹聚合物流變模型時，動畫或者視頻能夠更清晰地展示出層流與湍流的區(qū)別及其判斷方式；又如，在講授單螺桿擠出工藝過程時，Flash動畫可以更形象地揭示高分子材料在加料段、壓縮段以及均化段熔體流動和固-液相轉變中的基本規(guī)律。通過動靜畫面相結合，能夠將抽象的知識變得更加直觀，使得網課教學變得生動有趣。在線上教學過程中采用平臺直播方式，上課前要求學生提前做好預習，聽課中關注重點、難點、易錯點，對仍未解決的難點、疑惑點做好批注。課堂上師生之間可以利用教學資源平臺進行互動，營造線上學習氛圍，從而提高學生的學習效率。

此外，在本專業(yè)的另一門專業(yè)核心課聚合物合成工藝學中，我們積極邀請企業(yè)專家在線給學生講授聚合化工生產工藝，聘請企業(yè)專家開展在線專題報告，強化相關高分子材料的應用及特性介紹，加深學生的理解；而且在生產實習和專業(yè)見習前期的安全教育環(huán)節(jié)，我們也安排了相關企業(yè)專家介紹生產安全和環(huán)保等知識。線上教學方式的實施，顯著加深了學生對專業(yè)知識的理解，給學生提供了與企業(yè)專家們近距離溝通的機會(以往的線下面對面教學過程，還往往在提問環(huán)節(jié)出現學生“無問題可問”的場景)，不僅能豐富學生的專業(yè)知識，而且能開闊學生的工程視野，受到學生們的廣泛歡迎，也確實提高了他們對專業(yè)理論知識的認識深度。而且，學院還聘請了一批企業(yè)專家作為大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃兼職指導教師，通過在線途徑為本專業(yè)學生們做就業(yè)專題輔導報告，使學生了解現代高分子相關企業(yè)的發(fā)展趨勢及新業(yè)務的技術需求，為他們步入職場提前做好準備。

2 線上教學考核

2.1 平時作業(yè)

為了強化在線學習的效果，必須在每次課程之后布置一定量的課后作業(yè)，并在規(guī)定的時間內提交，以督促同學們做好課后復習。作業(yè)提交方式以網絡方式為主，可以通過釘釘、微信或者電子郵件?？紤]到一部分同學網絡學習的理解能力，允許學生在做題過程中向老師提問(每次作業(yè)布置后，教學班約15%的同學會積極提問)，及時答疑將有助于大家對問題的理解，特別是對部分共性問題的解釋，可以讓大家受到啟發(fā)。在教案設計中，可以根據高分子專業(yè)課程內容的特點(如：聚合物流變基礎、聚合物配方與混配、擠出成型、注塑工藝等)，通過提出一系列課后問題，調動學生的自主學習積極性，在尋找答案的過程中，深入理解課程的重點和難點知識，逐步培養(yǎng)掌握解決工程實踐問題的能力[4-7]。每次課后作業(yè)可以根據課堂授課內容，突出重點和難點，通過答題情況及時了解學生對本次授課內容的掌握情況，以便有針對性地在下一次授課時予以選講，也可以通過QQ或微信群方式進行作業(yè)訂正。

2.2 提問、討論與在線測驗

雖然在線教學的互動性方面沒有線下課堂那么直接，但其實也可以通過設計隨堂提問，設置討論課等方式，加強師生之間的交流。老師可以拋出一個具體問題或者一個概念，指定一位同學或者讓大家自由發(fā)言，像釘釘在線直播、騰訊課堂等平臺都很容易實施這樣的互動活動，對于一部分比較難的話題，一時間大家不知道怎么回答，導致短暫的“冷場”，老師可以通過拆解問題或者將問題換一個角度來思考等方法，適當加以引導，方便大家的理解。還可以通過指定班級里學習成績較好的同學來回答，然后讓大家進行補充的方法，以同學的視角來探討這些問題的理解，往往收效不錯。

在討論環(huán)節(jié)可由任課教師提一個高分子的加工工藝設計方案論題，讓同學們分組討論各自的理解，充分結合專業(yè)知識與應用，活躍線上討論的氣氛。例如，隨著我國對環(huán)境問題的逐漸重視，新型可降解高分子的重要性越來越明顯。如何設計一種具有特殊響應的高分子產品，在未受到響應時具有良好的應用性能，在受到響應(如紫外線、高溫等)后，聚合物結構發(fā)生改變，易被環(huán)境所降解。同學們基于自己的認識，通過電腦端或手機端，互動“刷屏”，讓問題“越辯越明”，最后由任課教師進行專業(yè)點評，以促進大家對這一問題的理解。

此外，為了及時檢驗大家在網絡學習過程的效果，老師可以安排一些在線測驗，限制時間作答，題型以選擇題、填空題、判斷題為主，便于學生在手機端快速作答(問答題等主觀性較強題型，文字寫得較多，不同學生的理解程度也有差異，難以控制時間)，以及老師對測驗結果的分析。剛開始同學們對這種網絡考試不太適應，但是經歷1～2次后就逐步熟悉了，考試結果也更能準確地反映大家對課程知識的掌握程度。

2.3 成績考核依據

高分子成型加工原理課程的課程目標有3個，其中關于工程問題分析能力的是課程目標2(權重值為40%)，它對應的畢業(yè)要求指標點是“能夠對高分子材料領域中的復雜工程問題進行分析、評價，對解決方案合理優(yōu)化和改進”，主要考核學生根據高分子制品的外觀要求和使用要求，確定基礎原料和配方體系，提出優(yōu)化方案；制定合理的成型方案，針對生產過程的工程問題，能提出合理的解決方案；能夠從熔體流動性以及冷卻過程中的結晶與取向等角度理解成型工藝如何影響高分子材料的成型過程，從而具備識別高分子材料工程復雜問題的關鍵環(huán)節(jié)和參數的能力(以下的數據分析將主要圍繞課程目標2展開)。

學生最終成績由兩部分組成，即：平時成績(50%)和期末考試(50%)，其中平時成績包括三部分，考勤和平時作業(yè)占15%，討論和回答問題占15%、期中線上測評成績占20%，各部分的成績分別記錄，并最終加權獲得學生整門課程的總評成績。

3 在線教學效果分析

表1是2019-2021年高分子成型加工原理課程成績分布表，這三年的教學班的學生選課人數分別為41人、43人和44人(小班教學)。三年均取當年學生平時成績(包括隨堂提問、平時作業(yè)、討論課和期中考查)進行綜合分析，從數據來看，在線教學的效果略優(yōu)于線下課堂教學，而且在線學習的90分以上學生人數比例高于線下課堂教學，這點能說明線上教學有利于自律能力強的高分段學生學習成績的提高。其實這個較容易理解，對于班級里大多數同學而言，線上教學資源可以反復觀看回播，并加深印象，而傳統(tǒng)課堂教學只講一遍，往往前一節(jié)課沒理解透徹(以及課后未及時復習)，會影響后繼課堂的學習效果。此外，2021年本課程采取了線上-線下混合方式教學(線上教學占比20%)，教學班的平均分優(yōu)于單純線下和線上教學方式，且90分以上分數段的同學所占的比例也得到了明顯提高(達到55.9%)。

表1 近三年高分子成型加工原理課程成績分布

我們以課程目標2的達成情況為分析對象來做進一步比較說明，2019-2021連續(xù)三年的課程目標2的達成度分別為0.782、0.813和0.835。課程目標2要求學生能夠根據高分子材料制品的外觀要求和使用要求，確定基礎原料和配方體系，提出優(yōu)化方案；制定合理的成型方案，針對生產過程的工程問題，能提出合理的解決方案；能夠從熔體流動性以及冷卻過程中的結晶與取向等角度理解成型工藝如何影響高分子材料的成型過程，從而具備識別高分子材料工程復雜問題的關鍵環(huán)節(jié)和參數的能力。從達成度來看，使用線上教學方式(或者將線上-線下相結合)能夠達到“工程分析”的課程目標。此外，根據課堂互動、平臺數據分析，我們對學生的學習效果以及對線上教學的意見進行了及時收集和整理。學生對線上教學方式非常認可，也積極予以配合。學生們總體上能夠跟隨老師的進度和要求認真完成課程學習，學習效果良好。

4 結 語

“本科教育為立校之本”，人才培養(yǎng)處于我校各項工作的中心地位，教學改革應立足于服務學生。在新工科建設的大背景下，在線教學為傳統(tǒng)課堂教學提供了有力的補充，在“停課不停學”的倡議下如何保障在線教學的效果成為廣大一線教師需要面對的現實問題，所以在教學進度、教學方式、課程考核方法等系列問題進行實踐探索，如何在線上教學“看不見”學生的條件下，積極與學生互動，充分調動學生的學習興趣至關重要。另一方面，開展混合式教學時線上與線下學習的比例問題也應該進行合理控制，線上教學雖能做到師生互動，但卻難以達到師生面對面交流的效果，這也是目前線上教學尚不能完全取代傳統(tǒng)課堂教學的重要原因之一，所以任課教師需根據實際情況綜合多種因素選擇合理的學時分配比例。高分子成型加工原理作為高分子化工類專業(yè)學生的一門專業(yè)課，事關培養(yǎng)學生運用基礎理論分析和解決復雜工程實際問題的能力。我校通過深化校企產學研合作，通過聘請和頂崗鍛煉(安排青年教師進入校外實習基地及專業(yè)相關的企業(yè)進行頂崗、學習鍛煉)相結合等方式，強化師資隊伍的工程技術背景，在線教學作為線下教學的有力補充，實現了課堂教學知識的延伸，因為人不用到現場，可以使更多的同學加入學習，并可以根據需要觀看回播，有利于促進學生將所學專業(yè)知識與工程實踐問題緊密結合，提高其解決實際工程問題的能力。在此，筆者結合了前期在線教學實踐的相關數據，從教學方式、考核方式以及教學效果等方面做了一定的分析和探討，并希望借此拋磚引玉。