高聚物合成工藝學課程中“翻轉課堂”的教學設計及應用

金洗郎，馬愛潔

(西安工業大學 材料與化工學院，陜西 西安 710032)

高聚物合成工藝學是高分子材料與工程專業一門重要的專業課，使學生進一步熟悉高分子化合物的生產過程及技術工藝[1]。該課程實現了將理論運用到實踐中，能夠進一步提高學生實際應用能力和技術創新能力，與當代高校教育中培養高素質創新性、應用型人才的理念相契合[2]。課程教學實施大綱要求學生掌握高分子合成的具體實施方法，重要品種的生產工藝，各種聚合方法進行工業化生產的認識，將理論與實際相結合，提高處理和解決實際問題的能力，為今后從事科研和生產工作打下扎實的基礎。

翻轉課堂是學生課前利用教學資源進行自主學習，教師在課堂上組織學生通過小組協作的方式開展課堂教學的一種教學模式[3-4]。翻轉課堂又叫顛倒課堂或顛倒教室，將原先的教師課堂教，學生被動聽，課后完成作業的傳統教學模式，改變為：學生先課前自學，師生在課堂上完成答疑、探究、互動交流等的一種新型教學模式[5]。

高聚物合成工藝學課程與實踐生產結合緊密，采用翻轉課堂教學，能夠實現“于實踐中提出問題、以理論所學回答問題”的教學目標。輔助以移動教學平臺及虛擬實驗教學等現代化教學手段，進行高聚物合成工藝學課程“翻轉課堂”的具體教學設計及多個教學輪次應用。基于近年來高聚物合成工藝學進行翻轉課堂的應用成效，本論文對翻轉課堂教學模式進行了深入研究和探索，圍繞教學對象、教學模式、教學資源等要素，對聚合物合成工藝學翻轉課堂的具體實施方案進行了分析及闡述。

1 教學對象及課程概況

實施高聚物合成工藝學翻轉課堂的教改實驗班為我校高分子材料與工程專業2016級高分子材料與工程實驗班，學生人數共計30人(男12人，女18人)。采用教材為化學工業出版社張進、趙德仁等主編的《高聚物合成工藝學》(2015年，第三版)。教學內容主要分為聚合方法和工藝過程、合成樹脂與塑料、合成橡膠三部分，圍繞上述三部分教學內容，教材細分為20章，授課總學時為40課時，存在課程內容繁多而課時有限的問題。此外，教材章節內容排序為抽象理論在前、工業化工藝生產過程及具體產品在后，而在校學生的實際學習情況是從未接觸實際生產過程、對大型生產設備認識有限，章節時序不易于學生完成學習過程中具象化的理解，若固守教材與傳統教學方法，將導致學生學習興趣有限、認知困難、接受度低等困境，無法完成預期教學效果。

2 課程教學模式改革

2.1 “翻轉課堂”模式構建

基于我院“陜西省材料工程實驗教學中心”、“陜西省工程化學實驗教學中心”等現代化教學平臺及移動教學技術，建設學生所需的交流平臺、提供在線輔導幫助；研究在線學習與課堂教學結合的混合式教學方案，豐富在線教學資源，構建問題導向、靈活多變的教學模式，以實踐需求傳遞理論信息，并有效利用課堂時間，建立一整套協作學習、練習、實踐、掌握和交流的“翻轉課堂”模式。模型如圖1所示。

圖1 實踐教學翻轉課堂模型

這種模式增加了教師學生之間互動交流的時間，同時，由于教師授課內容、學生作業均上傳網上，可以讓所有的內容存檔，便于復習或補課。

2.2 建設精品教學資源

包括相關的教學大綱、教學視頻、教學課件、參考資料等，首先明確學生必須掌握的目標，以及視頻最終需要表現的內容，收集資料，創建視頻。在制作過程中應考慮學生的想法和要求，以適應不同學生的學習方法和習慣。視頻和課件制作應短小精悍、有較強的針對性，儀器、設備使用講解詳細，長度盡量控制在學生注意力能集中的時間范圍內。要求通過網絡發布的視頻，具有暫停、回放等多種功能，可以自我控制，有利于學生的自主學習和復習。

2.3 “學習任務單”的構建

“學習任務單”是教師設計的幫助學生在課前明確自主學習的內容、目標和方法，并提供相應的學習資源，以表單為呈現方式的學習路徑文件包，具體如圖2所示。學習任務單的設計應包含學習指南、學習任務、問題設計、建構性學習資源、學習測試、問題檔案和學習反思共7個板塊。以培養創新型人才為根本目標，以任務驅動、問題導向為基本方式，注重發展學生自主創新的思維能力。

圖2 學習任務單項目設計例圖

1)學習指南由學習主題、達成目標、學習方法建議等組成。通過學習指南，使學生明確自己的學習主題和目標，以學習方法建議為基礎，根據情況選擇適合自己的學習方式進行學習，并不斷反思和總結，形成個性化學習。

2)學習任務由整體把握、重難點把握、創設寫作探究情境等組成。“整體把握”以結構圖形式提出任務，使學生了解課程得提綱挈領，從整體上把握知識內容，促進獨立思考得自主學習能力。具體把握即具體知識點得把握，提出把握具體知識點的要求。

3)問題設計是“學習任務單”設計的核心。把教學重難點等知識點轉變為問題提出，讓學生在解決問題的同時，掌握教學知識的重難點和其他知識點。該板塊將傳統的灌輸式教學模式，轉化為任務驅動、問題導向的自主式學習，培養學生解決問題的能力。

4)建構性學習資源指幫助學生為達成學習目標而創設的情境。由于本門課程與大量工程實踐結合，所以這個板塊是課程的重點。通過對真實工廠生產情景的模擬，激發學生的興趣，將理論和生產實踐相結合，達到掌握教學重難點的目的。

5)此外，學習任務單還包括學習測試、問題檔案和學習反思三個板塊，使學生在自主學習之后能夠即時評測實踐效果。同時發現問題，建立問題檔案，方便時刻反思學習過程，總結修正學習方法，學會學習。

2.4 優化考核方式

改變以往的單一依靠考試成績的考核模式，制定相應的合理、科學、規范、客觀的成績考核及評價方法，調整平時成績權重、至總評的40%，使之涵蓋課堂討論、科研論文、資料查閱等各環節學習及實踐。評定方法全面體現學生實際能力的差異，將學生課堂參與過程納入考核體系，提升學生參與課堂教學的積極性，鍛煉學生獨立獲取知識的能力。

3 結束語

通過翻轉課堂，改變現階段普遍采用的教師講解、示范，學生被動接受、按部就班操作的模式，建構以培養學生主動思維模式的新型教學模式和流程，讓學生學會主動學習、養成主動、獨立思考的習慣，從根本上解決學生創新能力差、專業思維匱乏的問題。同時，將大量“休眠”的精品課、開放課等網絡資源充分利用起來，優化課堂教學，建為主題的“開放性”教學設計，為新型教育方式的改革提供參考。