慕課在“高分子化學”課程教學中的探索與實踐

丁玉潔，張宗瑞，高建綱

(安徽工程大學 化學與環境工程學院，安徽 蕪湖 241000)

慕課(MOOC，是massive，open，online，couse這4個英文單詞的縮寫)是指大規模的網絡開放課程[1]。自2008 年加拿大學者Dave Cormier 和Bryan Alexander 提出“MOOC”的概念后，MOOC在全世界迅速得到推廣，美國幾個實力雄厚的投資商與斯坦福大學、普林斯頓大學、賓夕法尼亞大學等一些頂尖大學合作打造了Coursera，Udacity和Edx等MOOC平臺，國內也建成了“中國大學MOOC”“學堂在線”等多個具有影響力的中文MOOC學習平臺[2]。MOOC是一種由主講教師負責、借助互聯網平臺支持，以授課視頻、作業練習、測驗考試等要素交織的大規模人群參與的教學過程[3]。它將豐富、優質的教育資源通過互聯網讓全世界共享，給高等教育的教學方式帶來了深刻的變革和開創性的機遇。伴隨著互聯網技術的發展，網絡普及率越來越高，MOOC 迅速發展了起來。MOOC 因其優質的教學資源和先進的教學方法，帶來了數碼時代新型的教育方式，受到高等教育改革者的高度關注[4]。

“高分子化學”課程是安徽工程大學高分子材料與工程專業本科生必修的一門專業基礎課，也是化學工程與工藝、應用化學和紡織工程等專業的主干課，一般開設在大學二年級的第二學期，課程總學時約60學時。它通過系統的課堂教學，使學生掌握各種重要的聚合反應類型及其反應機理，掌握高分子各種化學合成的理論基礎，了解高分子的各種聚合方法及應用，能在本學科和相關學科的學習工作中熟練、靈活地運用其基本概念和基本理論，為學習后續專業課及從事高分子行業相關技術工作打下理論基礎。

抓住國家大力發展MOOC的黃金時期，本課題組申報了“高分子化學”課程的安徽省MOOC一流專業建設項目，并于2019年12月獲得立項。課題組團隊于2019 年12月完成了相應教學視頻的錄制，建設了該課程的MOOC項目。該項目設有課程簡介、課程安排、先修知識、教學課件、教學視頻、在線測試、課后討論、結業考核等在內的多個模塊。2019年12月至2020年4月，在學堂在線網絡平臺完成第一次開課，目前已經完成3次開課，先后吸引了來自省內外高校800 0多名師生參與MOOC學習。

1 高分子化學教學現狀

“高分子化學”課程的原理較多，再加上部分學生自身的理論基礎薄弱，學習能力不強等客觀原因，導致學生學習困難，學習興趣下降，學習積極性不高等情況出現[5]。隨著教育結構的調整和學科交叉的不斷深入，高分子化學的課時一直在壓縮，教師講授課程的速度比較快，一節課所涉及的知識點較多，僅僅靠課堂上的時間，大多數學生無法全部消化吸收。

隨著時代的進步和社會的發展，現在的學生在日常生活中比較依賴手機，而且也習慣于通過手機等移動設備學習知識。尤其是2020年上半年，由于新冠疫情的原因，所有授課都需要線上進行，采用了教師在線講、學生在線聽的模式，師生之間缺乏良好的互動，降低了學生對知識的理解能力。MOOC開課之后，學生可以針對授課時沒有聽懂的知識點，找到相應的教學視頻，加強對該部分知識的吸收和理解。因此，MOOC視頻的錄制，對課堂教學起到了很好的輔助作用。MOOC作為一種新型的在線教育模式，形式靈活多樣，內容豐富形象，有利于激發學生的學習興趣，提高學生的學習效率。

2 高分子化學MOOC的具體實踐

2.1 MOOC教學團隊的組建

MOOC一般是時間約15 min的短視頻，由于觀看時間比較短，不易出現視覺疲勞，更適合年輕人的認知和學習習慣。MOOC課程通常由幾十到上百個視頻組成，有課程設計、視頻錄制、后期處理、課程視頻上傳等環節，單靠授課教師一己之力難以完成，需要團隊之間的協作。安徽工程大學“高分子化學”課程的MOOC開發人員在制作視頻前，組建了一支有多年高分子化學教學經驗的教授、副教授和講師等5人組成的教學團隊。在較短的時間內，既需要把理論講清楚又需要添加趣味性，盡可能調動學生學習的興趣。因此，圍繞各個重要的知識點，在制作視頻前，通過明確教學目標，凝煉教學內容，該團隊制作了適合MOOC視頻學習的PPT。為了在短時間內將知識點講解透徹，同時添入了動畫、音頻和視頻等多種素材。制作MOOC時將課程的重要內容分解成若干個知識點，制作教學視頻。

2.2 MOOC內容的選取與優化

“高分子化學”課程共分8章內容，經過團隊教師對內容的討論、交流與精心挑選，最終確定了該課程的授課內容，安排如下：第一章緒論部分，主要講述高分子化合物的概述以及聚合反應的分類，錄制了4個共計50 min的視頻；第二章縮聚和逐步聚合，主要講述線形縮聚反應的機理、動力學，線形縮聚物的聚合度、體型縮聚和凝膠化作用，錄制了8個共計120 min的視頻；第三章自由基聚合，主要講述自由基聚合的機理、聚合速率和聚合度，錄制了7個共計82 min的視頻；第四章自由基共聚合，主要講述二元共聚物的組成、鏈段序列分布、單體與自由基的活性，錄制了5個共計80 min的視頻;第五章聚合方法，主要講述4種聚合方法的優缺點以及乳液聚合的聚合機理和動力學，錄制了3個共計35 min的視頻；第六章離子聚合，主要講述陰離子聚合和陽離子聚合的機理和動力學，錄制了2個共計45 min的視頻；第七章配位聚合，主要講述聚合物的立體異構以及Zigler-Natta催化劑，錄制了1個20 min的視頻；第八章聚合物的化學反應，主要講述高聚物反應的類型，錄制了1個20 min 的視頻。因此，整個MOOC視頻時長大約450 min，由5個專任教師完成，在每個知識點錄制之前有學習PPT，錄制之后緊跟相應知識點的測試和學習討論。

2.3 教學效果評價

安徽工程大學高分子材料與工程專業高分子2017級和2018級的高分子化學理論學時均為64學時，學生人數相近。由于工程認證的需要，2個學年的期末試卷設計，在課程目標以及各個目標所對應畢業要求的指標點上，都符合工程認證教學大綱的要求，并且難度系數基本保持一致。這兩級學生都是在大學二年級下學期開設了“高分子化學”課程，開課時間分別是2019年2～6月和2020年2～6月，而MOOC開課時間為2019年12月。因此，這2個班的學生成績，正好可以評價MOOC開課對學生學習效果的影響。2個班的期末成績(裸分)區間分析，見表1。通過對比2個班的成績發現，高分子172(MOOC開課前)80分以上人數占19.99%，60分以下占46.66%，而高分子182(MOOC開課后)這兩項分別為28.13%和37.51%。可見，MOOC開課后的成績，明顯優于開課前只有傳統教學的班級。

表1 高分子172和182成績分析

在目前工程認證背景下，評價學生考試成績對各個課程目標的達成度和總達成度，是衡量教師教學成果和評價學生學習效果的重要指標。表2分析了高分子172(MOOC開課前)和高分子182(MOOC開課后)期末成績(裸分)課程目標的達成度。通過對比發現，MOOC開課后，各個課程目標的達成度均有6～11個百分點的提高，總達成度從60.57%提高到68.81%，提高幅度較大。可見，雖然因為新冠疫情的影響，學生第一次面對全部課時線上學習的方式，但是，由于MOOC視頻的輔助教學，學習效果沒有降低，反而大大提高。可見，在高分子化學教學中引入MOOC，促進其與線下教學方式的融合，兩者取長補短，可以大大提高學習效率。MOOC教學對學生各方面能力的提高具有很好的促進作用，該教學改革初見成效，為后續其他專業課的教學提供了很好的范例，也為學生專業素養的提高奠定了扎實的基礎。

表2 高分子172和182課程目標達成度分析

3 MOOC建設存在的問題及對策

目前，所有課程資源已經制作完成并已上線運行，從團隊教師利用MOOC教學資源開展線上線下混合式教學的情況來看，MOOC項目仍存在如下問題。

3.1 部分課程資源有些單調，需要進一步完善優化

本團隊計劃在已有課程資源的基礎上，補充聚合機理的演示動畫以及聚合方法應用案例等方面的內容，全面提升學習者的在線學習體驗；準備繼續豐富完善試題庫，更新優化已建成的課程案例資料，增加部分高校的考研真題，提升試題的深度，讓學生能夠升華知識點，培養他們對知識點的綜合應用能力。另外，挖掘課程教學中的思政元素，并將思政教育資源融入到章節知識中，以課程思政，引領價值導向，將課程思政體系化。

3.2 學生MOOC學習的積極性需要進一步調動

優化教學方式，讓學生在線接受導學單，開展學習任務，通過觀看微視頻等方式自學，并收集資料、整理問題，完成測試。另外，增加學習成果交流、研討提問討論、團隊合作等方式，調動學習的積極性。

4 結束語

在“高分子化學”課程教學中，構建基于MOOC的教學模式，不僅能有效解決課程內容多課時少、學生基礎水平參差不齊的問題，而且可以激發學生自主自愿學習的積極性，培養學生獨立思考問題和解決問題的能力，滿足不同層次的學習需求。本團隊計劃在安徽工程大學應用化學和應化拔尖等其他專業，推廣開展線上線下混合式教學模式創新研究，努力提升課堂教學實施效果，對照國家級一流課程建設標準，努力爭取國家級線上線下混合式一流課程。