翻轉課堂在高分子合成工藝學課程中的應用

苗琦　宮貴貞

摘要 翻轉課堂是一種不同于傳統教學方法的新的教學方式。翻轉課堂應用于教學中能大大提高學生主動學習的積極性。高分子合成工藝學是高分子化學與工程專業的主要專業課，涵蓋內容較多，用傳統教學方法學生掌握較困難。將此教學組織形式在該門課程中進行應用，取得了良好的教學效果。

關鍵詞 翻轉課堂 高分子合成工藝學 實施 效果

“高分子合成工藝學”是高分子材料與工程專業的一門重要的專業課。學生在學習了“化工原理”、“高分子化學”和“高分子物理”等專業理論基礎課程后，進一步研究高分子化合物生產工藝的重要課程。高分子合成工藝學承擔著如何將理論運用到實踐中去，并進一步提高學生實際應用能力和技術創新能力的任務，是培養高素質應用型人才的關鍵因素。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特點、配方原理、流程組織原理。加深對于生產工藝觀點的認識，將理論與實際相結合，提高處理和解決實際問題的能力，為今后從事的科研和生產工作打下堅實的基礎。通過該門課的學習，培養學生的工程意識，使其掌握高分子合成的基礎技能并初步具備從事高分子材料的研究和開發能力。具備分析問題和解決工程技術實際問題的能力，培養學生的工程素養和創新能力。

該門課程內容不僅涵蓋大量高分子化學、高分子物理等較難理解的理論知識，還包括了許多具體產品品種在工業生產中有關具體實施方法。如自由基聚合包括本體聚合、懸浮聚合、溶液聚及乳液聚合四種實施方法。四種方法聚合原料組成、設備的選擇、條件控制及影響因素各有區別。同一品種可用不同的方法去生產，但所得產品性能差別較大。如聚氯乙烯的生產，可用自由基本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合及乳液聚合進行生產，但產品最終狀態不同，性能不同。一具體的聚合物如何去選擇實施方法，需要同學掌握較多的知識，每種聚合實施方法特點要了然于心。這就要求學生需掌握的內容較多，故無論對學生還是教師都有較高要求，在具體教學中存在較多問題。若以傳統教學方法進行實施，其教學效果往往不盡理想。

翻轉課堂（Flipping Classroom，顛倒課堂、顛倒教室）是近年來出現的一種新的課堂教學組織形式，不同于老師課堂教，學生被動聽課、課后做作業的傳統教學方法。該教學形式完全顛倒，學生先課前學，師生在課堂上共同完成答疑、探究和互動交流等活動的一種新型的教學模式。該教學理念起源于美國科羅拉多州落基山林地公園高中兩位化學老師Jon Bergmann和AaronSam。他們將各種講解視頻上傳到網絡，學生隨時隨地可以進行學習，這種新的教學形式故此引起廣泛關注。

翻轉課堂的出現，為教學提供了一種新的教學理念和方法。本研究通過在高分子合成工藝學教學中進行教學實踐，力圖以學生為中心，從而提升學生的學習積極性、主動性及各項綜合能力，并探索翻轉課堂在高分子合成工藝學課程中較合適的教學流程。

韋軍等主編的《高分子合成工藝學》，華東理工大學出版社。該書共包括十二章內容，第一章緒論，第十一章特種高分子合成工藝，第十二章是聚合反應設備，其余章節是自由基聚合、縮合聚合、陰陽離子聚合及配位聚合，該門課共計48學時。各部分按照先理論后以具體產品的工業實施方法進行講解。理論部分較抽象，學生不易理解；而實際的生產，同學們又沒有參與過，對于大的生產設備學生又沒有概念。如自由基聚合實施方法包括本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合及溶液聚合，四種實施方法相近學生易于混淆。若采用傳統的教學方法，學生掌握較困難。基于這四種實施方法的理論知識在高分子化學中已涉及，故以自由基聚合的講解為例，一班采用傳統教學，另一班進行翻轉課堂，兩種教學方法進行對比教學。

傳統教學班級按照“簡單預習-教師課堂講授-課后作業”的流程進行。而在翻轉課堂的班級，基本教學流程采用，“老師提前按照內容提出問題-布置學生提前看材料-準備講解材料-課堂學生講解-教師答疑-互動討論-做練習-總結提升”。在此過程中，以學生為中心，學生占主導地位，教師起輔助作用。教師提前將有關視頻及PPT資料上網到網絡課程教學平臺，并預設幾個問題。學生通過查看網上資料及查閱有關文獻，把有關問題解答，并準備好課堂將要講解的PPT、資料等。在課堂上主要內容由學生進行講解，有疑惑的地方由老師進一步講解，師生之間進行討論，而后通過做作業，進一步鞏固、提升。

在高分子化學課程中己涉及到自由基聚合的四種實施方法定義、機理等有關基礎知識，在講解高分子合成工藝學的有關章節時，就可以翻轉課堂的教學方法進行。如在講解自由基懸浮聚合工藝時，提前布置給學習，復習懸浮聚合與自由基聚合的其它三種方法在定義、組成、特點、機理等方面的異同，并準備有關發言材料。學生講完后，老師及時抓住問題，提問懸浮聚合與溶液聚合和乳液聚合的主要區別，懸浮聚合的分散體系如何保持穩定，一步步讓學生深入思考分散劑的分散穩定機理，不同種類分散劑的穩定機理是否相同。而后，進一步強調攪拌在懸浮聚合中的必要性。攪拌使單體分散為小液滴，是懸浮聚合反應的先決條件，而分散劑不能自動將單體分散為微小的液滴，使分散的液滴穩定——后決條件。采用傳統教學與翻轉課堂相結合的教學方法，使同學們輕而易舉地就理解掌握原本難免懂的理論知識了。

通過用傳統教學及翻轉課堂兩種教學方法的實施，發現傳統教學的班級，學生處于被動學習，積極性不高，知識掌握有限，綜合能力提高有限，期末成績差于另一班級。而實施翻轉課堂教學的班級，學生配合老師主動思維，而不是被動聽課。從而使學生自主學習的積極性明顯提高，獲取知識的動力較大，掌握的知識較多，同時通過課堂展示自己的機會，使學生的綜合能力大大提高，且期末成績明顯高于另一班級。

翻轉課堂與傳統教學方法在“高分子合成工藝學”中的對比實施，前者的效果明顯好于后者。說明大學教學的教學方法應區別于初、高中的教學，應充分體現以學生為中心，提高學生的積極性、主動性及探索性，充分調動其自主學習的能力，相比于老師滿堂灌及填鴨式的教學手段，大學生更喜歡前者，且效果更好。

通訊作者：宮貴貞