《聚合物合成工藝學》線上線下混合式課程設計與實踐初探

杜隆超，楊 捷

（安徽大學 化學化工學院，安徽 合肥 230601）

《聚合物合成工藝學》［1］是面向高分子本科學生開設的一門專業主干課程，教學目的是培養學生工程實踐意識，使學生在就業后能夠擔當設計新工藝流程，具備實際生產操作和改進創新的能力。安徽大學化學化工學院于2021年通過了國家級的“高分子工程專業認證”，學院針對高分子專業的教學目標是為國家培養“新世紀職業化學工程師”。

由于與傳統面授課不一致，線上資源與線下理論課程存在相互銜接的問題，如何在有限的教學課時條件下讓學生掌握本門課程的基本知識并對本門課程理解、吃透，讓學生具備實際動手能力，同時更好地開展線上線下混合式教學［2-7］，本研究對該課程提出一些新的改革方案。

1 《聚合物合成工藝學》教學存在的問題

在“重教學、輕實踐”的過程中，學生感到理論知識的學習枯燥乏味。由于課堂上缺乏真實的教學場景和實踐案例，學生很難自主產生學習興趣，導致學生學習主動性不足，動手操作能力差。因此，學院應當積極與企業溝通洽談，帶領學生去高分子生產的化工企業實習，使學生能夠實際目睹這些大型設備，了解工藝流程，以便其能夠符合用人單位的要求，更好地適應當前高速發展的社會需求［8］。

在多媒體教學方面，社會上有很多媒體教學工具，比如騰訊會議、釘釘課堂、雨課堂等，但本質上的“填鴨式”教學實質并沒有改變。教學方式從大眾熟悉的“黑板”變成了新的“全媒體”平臺。教師從以前的黑板授課，變成了以多媒體為載體的“全媒體灌輸”。盡管學生面臨這種新的信息教學方式，但他們對教學內容本身的關注尚未建立。因此，授課教師應當具備熟練運用多媒體的能力，在尊重課程及其教學主題的前提下，了解學生的學習和發展需求，做好充分的教學準備，重視課堂教學技巧，包括明確的教學目標、合理的時間分配、通俗易懂的講解、理論聯系實際，注重激發學生的興趣［9-10］。

由于教師的年齡結構不同，不同的教師在使用這些在線學習平臺時對新的信息技術工具沒有深刻的理解。豐富多樣的教學內容無法與新技術充分融合，導致部分老師只在學習平臺上進行一些簡單的操作。盡管一些課程補充了在線教學活動，但學生無法操作并有效參與互動，因此，在線教學活動的效果并不理想。線上教學的內容需要老師精心安排和設計，讓線上教學活動生動有趣，圖文并茂，線上教學內容與線下教學有機結合。

2 新型線上線下混合式教學課程設計

《聚合物合成工藝學》課程已于2020年9月起開展了線上線下混合式教學，根據課程教學目標對課程資源進行改造，具體包括以下幾部分：

2.1 制作課程學習指南

為了使學生能夠更快地適應線上線下混合式教學模式，教師制作課程學習指南來指導學生如何更好地對混合式課程進行學習，包括以下7 個方面：“線上慕課+線下課堂”教學模式的簡述；《聚合物合成工藝學》課程的基本信息；《聚合物合成工藝學》的教學日歷；線上慕課的學習方法和要求；線下課堂的學習方法和要求；實驗課程的學習方法和要求；《聚合物合成工藝學》課程的考核評價方式。通過以上7個部分教學指南的設計，使學生了解到，本課程是通過線上慕課+線下課堂同步進行，相互配合，開展教學。經過課程基本信息和教學日歷的介紹，使學生了解到本課程具體講授什么，以及課程如何通過分時間段逐步開展，并對具體的線上線下以及實驗課程的學習方法和要求進行了解，同時充分認識到本課程的考核評價方式。

2.2 制作章節任務單

每次上課前，針對《聚合物合成工藝學》各章節的線上慕課內容，采用雨課堂公布該章節的學習任務和要求、作業任務、提交方式和要求，幫助學生了解本章節的學習任務。表1為章節學習任務單范例：

表1 《滌綸樹脂生產工藝》章節學習任務單

2.3 構建課程案例庫

根據不同章節具體的內容，引入《聚合物合成工藝學》對應聚合物的相關實施案例，實現能力目標。以下為案例庫的2個具體案例：

（1）乳液丁苯橡膠的生產工藝：丁苯橡膠是丁二烯與苯乙烯的無規共聚物，其物理機械性能、加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛應用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫療器具及各種橡膠制品的生產等領域，是目前世界上合成橡膠工業中產量和消費量最大的通用膠種。1998年，中國臺灣合成橡膠公司在江蘇南通合資建成了100 kt/a乳液丁苯橡膠生產裝置（申花化工公司），經過后期改造，到2005年，產能達到170 kt/a。

（2）聚乙烯醇的生產工藝：聚乙烯醇的生產按原料的不同分為3 種途徑：一是石油→乙烯→醋酸乙烯→聚乙烯醇；二是天然氣→乙炔→醋酸乙烯→聚乙烯醇；三是電石→乙炔→醋酸乙烯→聚乙烯醇。國內13 家聚乙烯醇生產企業，有10 家采用電石乙炔路線，川維采用天然氣乙炔路線；上海金山、北京有機化工廠采用石油乙烯路線。無論是何種工藝生產，路線均較長，要經過多次化學合成反應，并伴有多道物理變化，還有多種中間物料與輔助材料的分離與精制，工藝相當復雜，技術訣竅甚多，沒有長期的經驗積累與對工藝的深刻理解，是很難全面掌握聚乙烯醇生產的秘密。近年來，隨著科技的進步，聚乙烯醇個別業內企業，利用當地自然資源，以糖蜜、木薯為原料，先制成酒精，再利用酒精脫水制乙烯，走酒精乙烯路線，發展聚乙烯醇產業，用可再生資源酒精代替不可再生資源，隨著不可再生資源的減少和價格的攀升，此種工藝路線在今后的競爭中，將會獲得更大的發展空間。

2.4 與企業合作開發實訓課程內容

已與安徽皖維集團有限責任公司合作開發了4課時的滌綸樹脂生產的實訓課程內容。利用企業停機檢修期間，讓全班學生分組進行滌綸樹脂中控室的模擬生產操作，包括進料開車、預聚開車、縮聚開車、卸料等。邀請皖維集團技術部的企業導師評價學生的學習成果。通過中控室實際的操作，讓學生直觀感受到真實的企業生產是什么？在進料、預聚、縮聚、升溫、降溫、卸料等每一個環節，學生都必須嚴格操作，否則輕則無法縮聚成為所需要的聚合度，重則無法開車成功。通過企業導師的打分評價，使學生了解到自己在實際操作中的不足，加深他們對實訓課程的認識。任課老師和學院將進一步開發更多的實訓課程內容。

2.5 線上線下混合式教學考核評價

《聚合物合成工藝學》的考核評價分為線上評價、線下課堂評價、實訓評價和期末評價4個部分，根據學生個人學習表現和彼此團隊合作2個角度對學生的能力進行綜合評價（圖1）。其中，線上評價根據每一個學生線上學習的完成情況、各單元的小測成績、各章節討論題的成績組成，考核每位學生對《聚合物合成工藝學》基礎理論知識的掌握程度，其占總成績的10%，具體包括慕課學習完成度2%、單元測試成績4%、單元討論成績4%；課堂評價由每一個小組的雨課堂進行時事分享（5%）、每個學生的時事評價（5%）、學生雨堂課程的隨堂測試（5%）、期中隨堂檢測（5%）這幾個部分組成，考核學生對《聚合物合成工藝學》前沿知識、重點和難點的掌握程度，其占總成績的20%；實訓評價由每個學生的小組實驗作業成績（10%）、模擬仿真實驗成績（5%）、安徽皖維公司的實訓任務評價結果（5%）構成，考核學生對《聚合物合成工藝學》的實踐運用和創新能力，占總成績20%；期末評價由期末考試成績構成，考核學生對本課程的綜合理解和運用能力，占總成績的50%。

圖1 《聚合物合成工藝學》課程考核評價體系

3 結語

聚合物本科專業的培養目標是培養具有實際操作能力和創新性能力的人才，而應用性人才的培養必須采取科學的教學體系。高校的核心工作是將吸收和設計先進教學理念、改革先進教學方法、優化教學內容作為重點教學任務。此次教學改革，對線上教學資源進行本地化改造，制作課程學習指南，制作章節任務單，構建課程案例庫，與企業合作開發實訓課程內容，確立線上線下混合式教學考核評價體系。通過線上線下混合式課程教學對現有教學資源進行重組，優化和創新教學內容和教學手段；通過線上線下內容相結合，理論實踐相結合，不僅豐富了學生的教學資源，也給教學平臺和實踐平臺以更新的展示，這對實現教師和學生的深度學習、優化自身素養，提供了一套新的教學途徑。