雙一流背景下橡膠工藝學課程教學改革與實踐

盧江榮 王玉峰 王亞珍 陳國華

摘? 要：為提高高分子材料與工程專業核心課程橡膠工藝學的教學質量，結合教育部本科一級課程建設的實施意見，文章在學情分析的基礎上，從課程目標、教學模式和過程、以學生為中心、課程思政和持續改進等方面，談談課程教學改革探索的幾點心得。

關鍵詞：課程目標;教學模式;以學生為中心;課程思政;持續改進

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）20-0038-04

Abstract： In order to improve the teaching quality of Rubber Technology， the core course of polymer materials and engineering major， and in combination with the implementation opinions of the first-level undergraduate course construction of the Ministry of Education， this paper， based on the student analysis， discusses some ideas on exploring the teaching reform of the course from the aspects of course objectives， teaching mode and process， student-centered， course ideology and politics， and continuous improvement.

Keywords： course objective; teaching mode; student-centered; ideological and political education in courses; continuous improvement

2019年10月教育部印發《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》[1]，對本科教育教學管理工作做出部署，出臺22條舉措，堅持立德樹人，圍繞學生忙起來、教師強起來、管理嚴起來、效果實起來，深化本科教育教學改革，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。其中指出，全面提高課程建設質量。立足經濟社會發展需求和人才培養目標，優化公共課、專業基礎課和專業課比例結構，加強課程體系整體設計，提高課程建設規劃性、系統性，避免隨意化、碎片化，堅決杜絕因人設課。嚴格課堂教學管理，嚴守教學紀律，確保課程教學質量。

課程教學質量是人才培養的基石，老師是關鍵，教育部高教司曾總結說“教學改革改到深處是課程，改到痛處是教師”[2]。教育部發布《關于一流本科課程建設的實施意見》[3]為本科課程建設提出了目標，指明了方向。可以歸納為要有立德樹人、以學生為中心、五育并舉的教學理念;課程目標要有效支撐培養目標的達成，既要符合學校辦學定位，又要注重知識、能力和素養的培養;課程教學設計要科學合理，圍繞目標達成、教學內容、組織實施和多元化評價需求進行整體規劃，教學策略、教學方法、教學過程、教學評價等設計合理;課程內容應與時俱進，內容結構符合學生成長規律，及時更新知識體系、契合課程目標、教學資源豐富多樣、體現思想性、科學性與時代性;教學組織突出以學生為中心的地位，根據學生認知規律和接受特點，創新教與學模式，因材施教，促進師生/生生交流互動;課程管理和評價科學且可測量。目標要落實，教師的教學創新和辛苦付出是必不可少的。

作為一名高校教師，教書育人是我們的初心，為提高學生的學習興趣和學習效果，也進行了很多嘗試和探索，本文就近幾年教授高分子材料與工程專業核心課程橡膠工藝學所做的一些教學改革探索談談心得。

一、學情分析

（一）學生情況

高分子材料與工程專業屬于本校的非主流專業，每年面向全國23個省、自治區、直轄市招生，招收專業調劑的學生較多。自2017年起，本專業按照材料大類招生，大類專業招生涵蓋材料科學與工程、材料成型及控制工程、高分子材料與工程共3個專業，學生在第一、第二學期按照材料大類培養，第二學期結束之前進行專業分流。由于本校材料科學與工程專業通過了工程認證，所以專業分流時成績排名靠前的學生大部分都選擇這個專業，材料成型與高分子專業的學生成績靠后的居多，學生的專業認可度不高，學習主動性不強，基礎較薄弱學生的占比較高。

（二）課程痛點

傳統教學模式下的本課程教學痛點：（1）學生學習基礎知識、學習風格上存在差異，學習起點水平不一;（2）老師課前對學生已有的基礎不了解，即便要求預習，但也較難落實學生的預習效果;（3）上課需要教授的內容信息量較大且課時不足，難以關注學生能力和素養的培養;（4）課上的師生互動主要是老師提問學生回答，學生主動提問和參加答疑的人數不多，學習主動性不足;（5）學生對知識掌握較好，但實際應用能力弱，考慮問題不全面;（6）學習考核形式單一，過程性評價不足。

（三）當代學生的學習特點

（1）自我意識增強，接受新事物較多，思維獨立、追求個性，對老師和別人的觀點不輕信，不盲從;（2）學習生活網絡化，學習資源可獲取程度高，但知識碎片化嚴重，垃圾信息增多需要辨別;（3）由于數字化、互聯網、存儲技術的發展，記憶類知識可隨時廉價獲得，但不真懂不會用的現象較為突出，教會學生運用知識進行判斷、應用、創新才是網絡時代教學的重點。

二、課程目標對培養目標的支撐

橡膠工藝學是在大三下學期高分子材料與工程專業橡塑加工方向學生必修的專業核心課程，主要內容分為三大部分：（1）介紹各配合體系原材料的主要品種、性能、作用原理和使用方法，通過這部分的學習，能使學生掌握為什么要用這些配合體系？怎么才適用？（2）重點講解橡膠配方組成與膠料的工藝性能、物理性能和使用性能的關系，使學生能根據性能要求合理地去設定橡膠膠料配方。（3）比較系統全面地講解了混煉、壓延、擠出、硫化四個橡膠加工工藝過程的原理、方法和典型實例。使學生了解怎樣才能把所設計的配方和選用的骨架材料通過不同的加工方法組合在一起生產出合格的橡膠制品。課程內容多、實踐性強，支撐畢業要求中“設計、開發解決方案，工程與社會，環境與可持續發展，項目管理”項中的四個指標點，課程目標要求學生（1）掌握橡膠原材料的品種、性能和使用方法;掌握配方組成與膠料的工藝性能、物理性能和使用性能的關系;能根據橡膠制品工作環境和條件合理選擇材料和工藝，能正確分析影響技術方案的各種因素;（2）在配方設計時能考慮相關技術標準、知識產權、產業政策和法律法規等層面的要求，能夠基于工程相關背景知識來評價分析社會和環境等要求對高分子材料工程實踐活動的影響，理解社會對環保助劑、節能工藝、長壽命周期等橡膠制品的需求原因;（3）在配方設計時能夠基于橡膠材料、配合體系及加工工藝對環境、健康的影響，合理選擇環保材料和工藝;（4）在配方設計時能夠基于產品全周期內性能的變化、成本構成，合理選擇合適的材料和工藝條件。課程培養學生能從工程師角度出發考慮材料進行橡膠制品配方設計能力，在設計過程中考慮工程倫理、環保、安全、法律、經濟、項目管理等非技術因素，在實踐過程中體現創新精神;課程融合思政元素，培養學生求真務實，開拓進取的學術精神。課程目標與指標點要求一一對應，堅持知識、能力和素養融合，廣度和深度融合。

三、教學模式及教學過程創新探索

（一）線上線下混合式教學模式

針對本課程教學內容多，線下課時不足，無法關注學生能力和素養培養的問題，采用線上線下混合教學模式，優選與本課程相關性良好并在中國大學MOOC平臺上線的省級精品課程橡膠與人類作為線上資源，結合線下課堂進行混合式教學。線上教學主要包括各種體系材料的性能和特點、四個橡膠加工基本工藝過程及工藝參數的制定、歐盟的輪胎標簽法案和環保法案的意義及影響、幾種橡膠制品的結構特點和設計要求等，線下課堂則引導學生根據橡膠制品的性能特點、工作環境，選用合適的材料進行設計;以案例、討論、翻轉課堂的形式進行，在設計中補充難度更深的內容，激發學生去思考，去研究和探索。線上線下混合教學模式既能很好地實現廣度和深度融合，又可以實現知識、能力和素養的融合。

（二）教學過程創新

課前安排學生觀看線上視頻，完成單元測試，學習章節的基本知識，通過中國大學MOOC后臺，可以看到學生的學習數據，包括觀看視頻時間、時長、單元測試成績等。課前的學習反饋有利于老師了解學生已有的學習基礎，甄別出部分學習有困難或學習態度不佳的學生，在線下教學時可有針對性地對教學內容進行調整并對部分重點學生進行關注。采用異步SPOC的方式線上教學，線上的學習內容可以靈活調整，培養學生自主學習能力，激發學生學習興趣。

線下課堂采用回顧串講，重點難點分析，課堂提問、案例討論等形式進行，課堂串講可理清知識主線，將線上學習和網絡獲取的碎片化知識重新整合構架并系統輸出;課堂提問多關注應用，建立使用情景與配方設計之間的聯系，老師提問的過程也是引導啟發的過程，既不能讓學生畏難不敢回答，影響課堂活躍度，又不能過于簡單而使學生懈怠;案例討論遴選真實問題、真實任務、工程應用，拉近課堂與現實的距離，激發學生的學習興趣，想去了解或探索更多的實戰問題，提高學生對專業的認可度。課堂提問采取隨機點名的方式，案例討論則分組進行，討論結果由每組選出的代表進行陳述，每一個人在每一堂課都有可能被點中回答問題，所以學生課堂的專注度有所提高。課前幾分鐘發布小練習，檢驗學生上一次課的學習效果。

課后會在中國大學MOOC平臺上布置線上作業，規定提交時間，提交后由學生互評打分，系統會給出評分標準和老師提前準備好的參考答案，學生作業互評過程也是再學習強化過程，老師也需要評閱學生作業，及時發現作業中的問題并在線下課堂及時反饋。課后老師和同學可以在中國大學MOOC的平臺討論區或課程QQ群里留言討論和互動，及時反饋課后疑問或作業問題。

（三）研究導向型教學+翻轉課堂

俗話說“聽一遍不如看一遍，看一遍不如做一遍，做一遍不如講一遍，講一遍不如辯一辯”，課堂的功能應該從傳統的講授知識逐步轉移到引導學生學習和研究。研究導向型教學從現實現象或任務入手，引發學生的問題意識、好奇心，然后引導學生如何通過解釋現象回答問題，完成任務，學生在這樣的研究過程中，要搜尋信息，學習知識，學會學習，學會與別人合作，學會用已掌握的知識去解決問題。這種學習方式不僅幫助學生記住了知識，而且幫助學生培養了一系列人生所需的能力[4]。

結合工程認證要求培養學生解決復雜工程問題的能力，培養非技術能力素養。本課程以研究導向型教學加翻轉課堂的形式，引導學生在學習過程中將所學知識綜合應用到配方設計中去。復雜工程問題報告選題要求針對不同橡膠制品的工作環境和壽命要求，提出橡膠制品特定部位的膠料性能要求并說明原因，根據所提的性能要求進行配方設計和加工工藝設計。學生通過文獻資料查閱，與老師交流、分小組討論的模式進行，寫出分析過程，提出合理的配方和工藝設計解決方案并用PPT進行展示和講解。在配方設計時要求以工程師的視角，站在環境保護和可持續發展的角度，能考慮技術標準體系、知識產權、產業政策和法律法規等要求，運用所掌握配方組成與膠料的工藝性能、物理性能和使用性能的關系，選用環保健康且符合相關法律法規要求的原材料，設計出性能好、成本低、加工性能好的橡膠產品配方和加工工藝。在設計過程中，老師始終以指導陪伴的身份引導學生，參與學生討論，對設計方案細節質疑，要求學生辯駁，通過多次的復盤和修改，最終的設計成果由小組成員集體或代表進行匯報。通過研究導向型教學加翻轉課堂的模式，同學們完成的報告質量都較高，不僅訓練和培養了知識運用、問題分析、方案設計等技術能力，還鍛煉和培養了工程社會、環境可持續發展、團隊合作、項目管理等非技術能力和素養。

（四）慕課堂

慕課堂是中國大學MOOC在慕課平臺基礎上打造的一款智慧教學工具，可關聯線上課程，通過豐富的互動功能、數據統計，幫助老師更高效地管理課堂教學。

課前老師可以利用慕課堂中備課模塊進行單次授課的教學準備，進入課堂后利用PPT授課、簽到、練習、點名、問卷、討論、公告等七項教學模塊，可輕松實現課堂簽到、教學和師生互動，所有的課堂活動都有記錄，老師可以通過“學情統計”查看學生學習情況，針對性調整課堂教學設計;系統實時統計學生課堂、課外學習表現，匯總線上線下成績，完整的學習記錄為過程性評價提供支撐。

慕課堂中的資源庫中包含題庫、練習庫、問卷庫和教案庫，方便教師管理教學文件和發布教學活動，長期的資源庫積累為今后豐富教學活動，拓展學生眼界提供可能。

（五）考核評價

針對學習考核形式單一，過程性評價不足的問題，本課程力爭考核內容能力化、評價方式多元化。綜合成績由平時成績20%、復雜工程問題報告20%、期末閉卷考試60%組成。其中平時成績由線上成績和線下成績組成，主要包括：線上單元測試20%+作業20%+視頻觀看20%+討論區發言10%+線下課堂練習20%+出勤10%+回答問題加分。線上單元測試主要考察學生課前預習和課后鞏固情況，主要是判斷題、選擇題，線上答題，提交后自動判分;課后作業在線上提交之后學生互評再到老師評閱;討論區討論根據學生的活躍度和優秀發言數量評分;線下課堂練習是主要考察學生的學習效果，在慕課堂上發布的練習，提交后自動判分和匯總，老師可根據完成情況調整授課內容。期末閉卷考試題型均為主觀題，包括簡答題、計算題和結合工程案例的綜合設計題，題目設計主要是考察學生的綜合運用知識解決問題的能力和設計過程中體現的非技術能力。平時成績可由中國大學MOOC平臺的數據匯總計算，解決了過程性評價缺少支撐的難題。

四、以學生為中心

教學創新需緊緊圍繞以學生為中心，讓學生眼里有光，心中有夢想，從被動學習向主動學習轉變，關注學生能力的培養，關注課程目標的達成。

在“互聯網+數字化”的時代里，學生獲取知識的途徑多且很方便，但大部分卻知其然不知其所以然，知道但不真懂又不會用，這時老師的引導和幫助尤為重要。研究導向型教學以學生為主體，改變傳統教學中以老師課堂講授為主的教學模式，老師的作用是指導學生學習和研究，發揮學生學習主動性、創造性和積極性，構建自己的知識體系，使自己成長，完成從老師教到自己學的轉變。

本課程課前采用學生線上自學，帶著問題進課堂，學習更有針對性;課堂上采用回顧串講、重點難點分析、課堂提問及案例討論等多種形式，課堂的主角是學生，老師的作用是引導和啟發;課后學生需完成線上作業和復雜工程問題報告，該報告由學生分組完成，選擇自己感興趣的橡膠制品或部件配方進行設計，老師參與過程討論，最終的設計成果利用翻轉課堂的形式進行分享。整個學習過程都強調學生的主體地位，老師要激發其學習主動性，在全過程給予指導和幫助。

五、課程思政

專業課程是思想政治的主戰場，課程也必須要融入思政元素。在本課程中結合學習內容設計了多個思政案例，如介紹橡膠的高彈性時，著重介紹具有獨立知識產權的C919大型客機在2020年進行的高溫和高寒專項試飛實驗，啟發學生的愛國情懷和民族自豪感;講述廢舊橡膠回收利用的意義與可持續發展問題，啟發學生的社會責任感;講述仲胺類促進劑致癌的機理及歐盟環保法案，啟發學生要做一個合格的橡膠工程師，在設計配方時應能站在環境保護和可持續發展的角度合理選用配合體系和助劑;講述防老劑的作用原理，老化是一種不可逆的進程，但我們可以采取措施使這個不可逆的進程變緩，人的衰老也是不可逆的，我們同樣可以選擇健康的生活方式延緩衰老，呼吁同學們不要熬夜，早睡早起，培養良好的作息習慣;講述增塑劑的選擇時，引入環保的要求和國家的政策措施，讓學生具有環保意識并了解國家對環保的重視;講述配方設計時不僅要整體考慮性能、價格和工藝的協調，還要站在環境保護和可持續發展的角度選用環保經濟有效的原材料;講述硫化的時溫等效原理，提高硫化溫度可以大幅減少硫化時間，但同時也會犧牲一部分性能，與同學們討論最佳的解決方案，讓同學們在算成本帳的同時，體會中國幾千年的中庸之道。

六、持續改進

本課程教學大綱按工程認證的標準修訂，大綱制定教學各環節評價標準，定量分析，計算課程目標達成度;考前發放課程質量調查問卷，進行學情分析，結合課程目標達成情況的評價結果，提出課程持續改進的措施。

本課程已在2017級和2018級學生的橡膠工藝學課程教學中進行探索和改進，學生的課堂活躍度和專注力有所提高，課后老師與學生的交流溝通增多，課前與課堂表現較好的同學，復雜工程問題報告和期末考試的完成情況都很好。以2018級的學習數據為例，平時成績的最高分為96分，最低分為32分，平均分為69分，平時成績與學生的平時表現、期末考試成績的相關性較好，平時學習認真努力，緊跟老師學習步調的學生，在期末閉卷考試中能取得較好的成績，而平時不能主動完成線上學習和作業、練習的學生，期末考試的成績則較差。分析認為，線上線下混合教學模式對學生主動學習要求較高，由于部分知識性學習在線上完成，線下課堂側重引導和訓練，如果沒有課前的知識點儲備，線下課堂的學習就會感到困難，學習效果也會大打折扣。如何幫助和督促學習基礎薄弱和自覺性不足的同學適應新的教學模式，鼓勵他們多與老師和同學交流是下一步持續改進的重點任務。

參考文獻：

[1]教育部.關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見[EB/OL].http：//www.gov.cn/gongbao/content/2020/content

_5469721.htm.

[2]介紹2021年春季學期學校疫情防控和教育教學工作有關情況[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/fbh/live/2021/52921/mtbd/202102/t20210224_514644.html.

[3]教育部.關于一流本科課程建設的實施意見[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[4]席酉民.明道任事-教育之道[M].北京：清華大學出版社，2020：5.