“功能高分子材料”課程線上線下混合式教學改革的探究

羅 軍，劉 淵，謝向宇，聶勝強

（貴陽學院 化學與材料工程學院，貴州 貴陽 550005）

功能高分子材料是指應用于航空航天、食品、醫療、化工等領域，對物質、信息、能量具有傳輸、轉換或貯存作用的特種高分子材料[1]。“功能高分子材料”課程既是材料專業、應用化學及其相關專業的必修課程，也是一門具有多學科交叉性的綜合課程，學術性較強，同時兼具實用性。面對疫情常態化防控，為保證課堂教學的順利進行，線上教學成為傳統線下授課的主要載體。在全國高教處長會暨高等學校教學指導委員會工作會議上，教育部高等教育司司長吳巖深刻指出：“在后疫情時代，如何吸收線上教學的成功經驗，完善其不足之處，以推進混合式教學的開展，是所有教育者需要思考的問題。”

混合式教學的顯著優勢在于將線下教學和線上教學相結合，一方面可以發揮教師的教學引導作用，另一方面能拓寬學生獲取知識的渠道，進一步提升學生的學習效果，激發學生的學習主動性[2]。據統計，截至2022年上半年，疫情前高校教師使用混合式教學的比例為34.8%，疫情后混合式教學的使用比例已提升至84.2%[3]。由此可見，混合式教學已成為高等教育教學過程中的新常態，是必不可少的教學方式。在此背景下，本研究對“功能高分子材料”課程線上線下混合式教學過程中遇到的相關問題及教學模式進行探討，以期優化教學內容，提升教學效果，更好地服務于高分子材料專業人才培養環節。

1 課程教學的現狀

“功能高分子材料”課程內容主要包括功能高分子材料的概念、結構、組成、功能性應用等，知識面較廣，教師要想在32學時內面面俱到地講解該門課程涉及的所有知識點是不切實際的，首先必須從優選教材和相關數字資源著手，在實際教學中，選取化學工業出版社的《功能高分子材料》教材（羅祥林教授于2018年編著）。

“功能高分子材料”課程覆蓋功能高分子材料的結構與性能特點、應用領域和思路，注重培養學生根據應用目標正確選用高分子材料的基本能力，這對材料方向的本科生而言十分重要。然而，“功能高分子材料”課程的線下教學模式易受傳統“灌輸式”教學的影響，主要原因是課程內容多，包括電功能高分子材料、反應型功能高分子材料、光功能高分子材料、生物醫用功能高分子材料等四大類，內容分散，概念多且復雜，知識點與知識點的關聯較弱，學生難以深入掌握“功能高分子材料”課程內容的精髓。在疫情防控階段，若僅依賴線上教學，易受平臺服務器、網絡和所處視聽環境的影響，導致授課進展不連續、延遲或者內容缺失，難以達到預期的線上授課效果，亟待教師改變常規授課模式，絕對不能簡單地將線下課程照搬到線上，一方面要以多元化手段幫助學生更好地理解“功能高分子材料”課程相關知識點，另一方面應盡可能避免盲目講課。隨著經濟社會的發展，功能高分子材料日新月異，新方法、新材料不斷涌現，教材中的部分知識更新不及時會導致教材無法體現功能高分子領域的最新研究進展。此外，該課程一般面向高年級本科生開設，此時學生面臨各種升學或就業準備等現實問題，加之基礎理論線上教學的師生互動性不足，學生容易產生抵觸心理。

2 課程教學改革

2.1 線上教學

“功能高分子材料”課程設置應涵蓋高分子材料的制備工藝、表征手段及制備特性，例如反應型功能高分子的結構與性能、原理與表征、應用等關鍵內容。由于功能高分子材料的制備原理、工藝比較復雜，化學反應具有較強的抽象性，通過板書將這些內容呈現給學生是一個難題，會提高學生吸收消化所學知識點的難度。課前預習是提高學生的學習效率、激發學生的內生動力，提升學生課堂學習主動性的重要方法。經調查，學生在宿舍上網課時明顯感覺學習氛圍較差，面對枯燥的理論知識容易精力分散。慕課（MOOC）、愛課程等平臺以總結教學視頻的方式展示了一些重要且關鍵的知識點，這也是學習方式的一種創新，能幫助學生更快速、更精準地掌握知識點，這種總結性的教學視頻往往短小精悍，使知識點模塊化、可視化、趣味化、專業化，具有較強的針對性，能幫助學生提高學習效率。

教師還可以利用在線直播平臺的便利性，實時共享展示功能高分子材料關鍵技術及應用內容，通過分屏技術將擬展示內容與所選課本或課件中的理論知識點銜接配合，讓“功能高分子材料”教學更加形象化，進一步激發學生的學習興趣和討論的積極主動性。這種方式能有效彌補傳統線下教學的不足，充分利用線上教學的優勢，互相補充，使教學效果達到最優。例如教師在講解“吸附分離功能高分子的制備及表征”時，可以利用在線直播平臺放映整個制備流程的視頻，生動形象直觀地呈現制備過程中所涉及的一系列問題，如聚丙烯酸酯系、聚烯烴系、聚丙烯酸系高吸油性樹脂。教師可以隨時根據教學需要調整視頻的播放進度，便于闡明吸附分離高分子材料作為環境凈化、緩釋材料的控制及原理，讓學生感覺知識可感可觸，提升學習質效。當然，在線直播平臺并非完全不可挑剔。由于“功能高分子材料”課程的特性，很多合成公式及相關計算過程的單一線上教學會讓學生感覺難以集中精力來理解記憶。混合式教學可以在線上教學的基礎上，結合“課件+板書”演示的線下模式，發揮線上線下同步結合展示的優勢[4]。在混合式教學過程中，教師如果能將功能高分子材料工業產業應用或科研實例通過具體形象的音頻、視頻等多元化形式呈現，有助于加強學生的理解記憶，提升學習效果。

2.2 線下教學

近年來，功能高分子材料逐漸朝著多功能化方向發展，“功能高分子材料”課程的線下教學內容和形式需要實時更新，緊跟高速發展的新科技、新趨勢。電磁材料、導電材料、光熱材料等相繼出現，業界對高分子材料結構與性能之間關系的研究越來越深入，特殊功能的新型功能高分子材料也越來越多，比如隱身高分子材料、生物高分子材料等，進一步擴大了功能高分子材料的范圍。針對新材料的發展趨勢，教師可以組織學生對感興趣的功能高分子材料領域組織報告研討會，小組成員查閱文獻資料，整理研究論文、視頻和圖片信息，制作成PPT，在課堂上做口頭報告，臺下教師與學生進行提問討論，讓學生在討論中學習，可增強課程教學的趣味性，提升“功能高分子材料”課程的教學效果。這一線下教學環節的設置讓學生由被動聽講轉為主動學習，并且活躍了課堂學習氣氛，有助于提升學生的學習積極性和學習興趣。在給學生布置任務時，教師要充分引導學生了解和使用各類校內外數字資源，如中國知網（CNKI）、EBSCO全文數據庫、Springer、Web of Science等中外學術資源，極大地豐富課程教學內容。

除了“功能高分子材料”課程知識的講授，教師應適當訓練學生分析不同功能高分子材料的原理和性能之間的邏輯關系，引導學生分析內在結構和外在條件對高分子材料的作用。在課堂交流過程中，教師要著重鍛煉學生的交流能力以及質疑提問的意識，讓學生更加直觀地認識“功能高分子材料”這門課程。在上述知識點的講授和內容設置過程中，應遵循3個基本原則：一是要契合教學大綱、總的教學目標，二是要主動適應地方行業的需求，三是要以學生的知識儲備為基礎，力求在有限的學時內，讓學生更好、更深刻地掌握功能高分子材料相關知識點。教師深入淺出地闡釋各種功能高分子材料共性的理化基礎和各自的特殊科學原理，使學生既能從普遍的科學原理高度認識各種高分子材料，又能從合成條件發現高分子材料結構與性能關系的方法和基本規律。

2.3 混合式教學的教學反饋

在“功能高分子材料”課程的混合式教學中，教師可以布置線上線下的實踐任務，讓學生提交任務設計，加強學生對知識的鞏固和運用。例如，針對常規塑料制件耐磨、耐溶劑性能差，容易刮傷、起霧、表面受損等問題，運用光化學功能高分子材料類型的塑料涂料可以對塑料制件進行表面裝飾及保護，因此，光化學功能高分子材料在日常生活中比比皆是。教師安排學生查找身邊應用場景中耐老化性能較差的塑料材料，調研如何通過穩定化的塑料涂料進行涂覆保護，防止或延緩塑料基材的老化。由于塑料基材的種類很多，化學和物理性質也不盡相同，教師要引導學生區別涂料配方，判斷學生能否將所學“功能高分子材料”課程的知識運用于實踐。在線上教學中，教師可以安排學生拍攝視頻記錄實踐任務的執行過程并上傳到平臺中，以便追蹤學生實施情況并給予指導，讓學生在實踐的反饋中加強對知識的鞏固和運用，提升學生的專業能力。

在“功能高分子材料”課程的混合式教學中，線下教學可以讓師生面對面交流，教師通過學生的回答了解學生對知識點的掌握情況，為學生提供及時的學習指導，也可以就學生的觀點或回答作出當面回復、評價及進一步探討。在“功能高分子材料”課程的線上教學中，由于時空的差異，師生面對面交流的機會有限，缺乏教師反饋或反饋不及時，難以了解學生對知識點的掌握情況。教師要充分利用教學平臺的優勢，多關注學生的學習過程與動態，例如對課件的瀏覽次數、停留時間等，了解學生在當前階段是否遇到困難；教師還可以使用在線通信交流工具，主動為學生提供學習指導。針對學生存在的“功能高分子材料”課程問題或疑惑，教師可以與學生約定在某個時間專門答疑解惑并提供反饋，讓學生再次學習。教師還可以通過加強師生聯系來提升反饋的頻率和及時性，讓學生能更有針對性地學習，明確和定向突破知識盲點。

2.4 考核評價方式

混合式教學的考核不是對現有線上和線下教學的簡單微調和合并，而是在確立合適的課程核心學習目標之后，合理分配線下教學與線上教學的時間及學習任務。在“功能高分子材料”課程教學中，教師可以從線上測試與線下考核兩個方面開展教學考核。對于線上測試，教師既可以利用學習通平臺靈活布置各種類型的作業，還可以根據實際情況合理設置作業提交時間。對于“功能高分子材料”課程的客觀題，該平臺有自動批改作業的功能，能極大地節約教師的工作時間，讓教師把更多的精力放在教學質量提升方法的思考上；針對主觀題，教師可以布置課后作業，學生以附件的形式上傳提交，不拘泥于所處位置，方便教師批閱；教師通過平臺發起在線測試，讓學生自主完成，教師根據測試結果的統計與分析，動態掌控學生的知識掌握水平，適當調整下一階段的教學內容，進一步明確教學重點。

傳統“功能高分子材料”課程的考核往往以線下閉卷考試的成績為主要考核指標，以平時成績為輔[5]。學生通常在考前突擊復習應對閉卷考試，這種考核模式往往難以客觀全面地反映學生真實的掌握程度以及實踐應用所學知識的能力。因此，該課程的考核需要全方位多元化的評價指標，教師可以根據教學計劃組織線下測驗活動，要充分考慮學生的個性因素，因人施教、因材施教。每次完成一般教學任務后，教師要及時記錄學生的測驗成績。平時成績的考核指標主要包括平時的測驗分數、課堂出勤率、課堂問答等方面，教師可以適當提升平時成績在總成績中所占比例，確保綜合客觀地評定學生的平時成績。完成該學期該課程的教學任務后，教師要組織期末測驗。教師最后需綜合考慮學生在本學期“功能高分子材料”課程線上線下教學中的表現及教學效果進行客觀評價，按照優秀、良好、中等、及格、不及格5個檔次進行分類，對學生的成績評價歸檔。對比與評價往屆學生的學習情況，有助于教師更加全面地了解學生對“功能高分子材料”課程所涉及知識點的掌握程度及該門課程的教學效果，為下一階段的教學提供支撐。

3 結語

在疫情防控常態化的大背景下，“功能高分子材料”課程有必要深化混合式教學模式改革，實現線上線下教學的深度融合，取長補短，進一步強化教師在教學中的主導作用，加強學生主動學習的能力，促使學生構建完整的功能高分子材料理論及應用知識體系，可在一定程度上促進線上線下教學的改革和發展，為學生步入社會后盡快將基礎理論知識應用于生產、科研工作實踐提供一定的實踐基礎。