疫情下高分子化學課程在線教學設計與課程思政探索-以配位聚合為例

王 麟，康星雅，王保營，張 巖，魏慶葆

(河南牧業經濟學院 包裝與印刷工程學院，河南 鄭州 450046)

2020年初春，新冠肺炎疫情起于荊楚，蔓延全國，一時間山阻水斷，學子羈家而不得返。在教育部“停課不停教、停課不停學”的倡議下，各個高校的線上教學工作如火如荼地開展起來，如何保證線上教學的質量、有效地進行課程思政成為教師們需要首先思考的問題。作為地方普通高校的教師，筆者在本學期承擔學校包裝工程專業大二本科生的高分子化學課程教學任務。

對包裝工程專業而言，高分子化學是專業基礎課，是連接化學基礎課和包裝專業課之間的橋梁，起到承上啟下的作用。目前，學生已經學過無機化學、有機化學等公共基礎課，但學生們的化學基礎仍相對薄弱，對高分子化學中涉及到的概念、聚合方法和機理等課程重點內容理解起來比較吃力。此外，學生在家進行線上學習時，缺乏課堂監督，思想上存在懈怠。針對以上學情，如何有效地進行線上教學工作、開展課程思政，從而搭建好這座橋梁，成了筆者一直思考的問題。經過近兩個月的實踐、總結，筆者提出了“以學生為中心、以目標為導向、以學習效果為標準”的線上教學理念，并以配位聚合一章為例，從課前準備、教學設計、課程思政和教學反饋等幾部分進行闡述。

1 在線教學課前準備

1.1 教學平臺準備

線上教學期間，高分子化學課程主要選用三個教學平臺進行教學。第一是釘釘，主要用來課程直播，進行課上直接互動；第二個是學習通，用來建設教學資源，進行相關的學習活動，如考勤、作業提交、話題討論等；第三個是QQ，主要用來和學生課下保持交流，進行答疑解惑。三個平臺的綜合應用，能保證線上教學的順利開展。

1.2 明確教學形式

在高分子化學授課過程中，針對不同難易程度的教學內容，采取不同的線上教學形式。對于高難度的內容，采取教師在釘釘平臺上進行PPT講解直播、學生聽講記筆記的教學形式；對于中等難度的內容，采取教師錄制視頻進行串講、學生在學習通上觀看后在釘釘群里進行分組討論的教學形式；對于低難度的內容，采取學生在釘釘平臺上進行PPT講解直播，并將PPT提交到學習通的教學形式。將這三種教學形式相融合，能突出了課程的重點、難點，提高學生課程參與度和學習積極性，讓學習做到有的放矢，實現線上教學向“50分鐘”要質量。在高分子化學的授課大綱中，配位聚合屬于難度高的內容，采用教師釘釘直播、學生聽講記筆記的教學形式，這一點是需要在課前向學生明確的。

2 配位聚合在線教學設計

2.1 課程導入

良好的開端是成功的一半，精彩的課程導入是一堂課成功的關鍵[1]。在配位聚合一章中，筆者以“口罩的故事”進行導入。先向學生展示一個醫用外科口罩，并提出“口罩的心臟是什么？是什么高分子材料？”這一問題，然后播放一段與口罩生產有關的小視頻，讓學生在看視頻的過程中尋找上述問題的答案。這種導入方法與當前疫情防控緊密結合，能極大調動學生的學習興趣，激發學生思考。

2.2 重難點講解

重難點講解是一節課的核心部分，直接決定了學生的學習效果[2]。在配位聚合中，筆者采用了問題導向法、形象化教學法和案例教學法三種方法進行教學。

首先是問題導向法。學生觀看“口罩的故事”視頻后，會得出“口罩的心臟是熔噴布，是由立構規整度為99.5%的聚丙烯制成的”這一答案，這時提出課程中的第一個問題“立構規整度為99.5%的聚丙烯是什么意思？”，并講解聚合物的立構規整性知識點，學習后學生掌握了聚合物具有立構規整性的原因、立構規整度的定義及其對聚合物性能的影響；然后提出第二個問題“怎么合成立構規整度為99.5%的聚丙烯？”，進入配位聚合概述的學習，主要講解Zieler-Natta引發劑；最后提出第三個問題“配位聚合是怎么實現聚丙烯的高度規整性？”，引出丙烯配位聚合的機理知識點，通過講解，學生就能明白丙烯是通過定向插入實現高度規整性的。通過“提出問題→解答問題”，可以將配位聚合的重難點總結成“三問、三答”，從而讓課程內容活起來、教學環節活起來、學生思維活起來，提高學生分析問題的能力。

然后是形象化教學法。為加強學生對丙烯配位聚合機理的理解，以日常生活中的排隊、插隊為例進行講解。在進行鏈增長時，單體就像插隊的那個人一樣，插入到金屬活性中心上，從而進行單體的聚合過程。通過這種方法，能將晦澀難懂的抽象概念用貼近生活的形象比擬描述出來，加深學生對知識點的理解。

最后是案例教學法。在講解立構規整性對聚合物性能的影響時，以聚丙烯為例進行說明。無規聚丙烯是非結晶聚合物，用途不大；全同聚丙烯和間同聚丙烯是高度結晶材料，用作塑料和合成纖維，特別是全同聚丙烯的熔點為175℃，可耐蒸汽消毒。通過這種講解，能使抽象問題具體化，復雜問題簡單化，使學生更直觀地學習。

2.3 課程思政

作為高校教師，疫情期間將傳授專業知識和課程思政相結合是職責所在。在配位聚合一章時，課程思政緊密圍繞疫情防控背景，切入點主要有以下兩點：

一是將高分子材料與醫療器械相結合。戰“疫”過程中出現了眾多高分子材料的身影，如醫用口罩和一次性防護服中用的熔噴布和無紡布是由聚丙烯制造，防護目鏡和面罩是由聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯制造，醫用手套是由天然乳膠、丁腈橡膠、聚氯乙烯、聚乙烯等材料制造，一次性輸液器和注塑針管是由聚氯乙烯、高性能聚烯烴熱塑彈性體(TPE)、聚丙烯制造等。

二是將高分子科學家與抗“疫”科研人物相結合。在配位聚合中，Zieler和Natta兩位科學家功不可沒，他們一生治學嚴謹，對科研具有不怕苦、不怕累的精神，正是由于他們的精益求精，才實現了聚烯烴工業的跨越式發展。同樣地，在戰“疫”工作中，科研人員的身影也無處不在，如敢說真話的鐘南山院士、頻傳捷報的李蘭娟院士、“唯快不破”的陳薇院士、舉重若輕的張文宏博士等，他們潛心研發、攻堅克難，為疫情防控一線提供了有力支持。

通過以上兩點，能達到課程思政潤“生”細無聲的效果，使學生認識到高分子材料的重要性，認識到科學研究的重要性，激發學生對本課程的學習熱情，培養學生對科研的興趣，并教育學生應有嚴謹細實、追求卓越的科研精神。

2.4 課程作業設計

課程作業能直接反饋學生對知識的掌握程度，方便教師獲取學生學習的信息，是課堂教學中的重要環節[3]。此次作業內容分兩部分：(1)思考由自由基引發劑和Ziegler-Natta引發劑引發制備的聚乙烯和聚丙烯在聚合機理和產物結構方面有何不同？(2)查閱文獻資料，列出三種疫情防控中用到的高分子材料，并說明每種材料的聚合方法。以上作業在學習通上發布，并將作業提交時間設置為一周。

3 在線教學反饋

學生普遍反饋此次在線教學效果良好，通過問題導向法，把學生變成了在線教學的主體，學生會主動思考“這個問題該怎么回答？下個問題又會是什么？”，從而保質保量地完成教學任務。在作業提交中，學生對思考題的回答基本都正確，說明通過形象化教學法，學生理解了自由基聚合和配位聚合的本質區別；課堂延伸作業中，學生列出的聚合物有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等，聚合方法包括縮合聚合、自由基聚合、離子聚合和配位聚合等。通過此次課程延伸，學生不僅回顧復習了已學的高分子化學內容，而且科普了疫情防控知識。

4 結語

經過兩個月的實踐、總結，高分子化學的線上教學工作開展順利，基于“以學生為中心、以目標為導向、以學習效果為標準”的線上教學理念，靈活采取不同的教學形式和教學手段，能讓學生身在家而心在學，積極參與到課堂教學中，順利完成課程教學目標，從而從教育層面打贏這場疫情防控阻擊戰。