基于混合式教學的高聚物成型工藝課程改革探究

潘艷飛 黃金田

摘? 要? 借助課程伴侶和雨課堂教學平臺，將深度混合式教學模式應用于高聚物成型工藝課程中，可促使材料科學與工程專業(yè)學生對高分子材料成型工藝及成型特點有詳細、全面和系統(tǒng)的理解，提升其在高聚物成型領域分析和解決成型問題的能力，從而提升高聚物成型工藝課程教學效果，豐富教學方法。

關鍵詞? 高聚物成型工藝；混合式教學；教學改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）13-0111-04

0? 引言

目前，混合式教學可高效地結(jié)合線下教學和線上教學的優(yōu)勢，較好地滿足網(wǎng)絡環(huán)境下不同學生的學習需求，教育者和受教育者對其表現(xiàn)出極大的認可[1]。

新材料技術是當代工業(yè)技術進步的基石[2]。一般而言，高分子材料的發(fā)展逐漸朝向高功能化、智能化和綠色化[3]。高分子復合材料成型是當今新材料技術的核心技術之一，是將高分子復合材料轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)產(chǎn)品或功能產(chǎn)品，滿足特定性能的一種技術。

高聚物成型工藝是材料科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)教育核心課，主要介紹高分子材料和生物質(zhì)材料的種類、性能、制備、成型和應用，是在高分子化學、高分子物理和材料成型基礎等課程的基礎上開設的。此課程以塑料材料成型工藝為主要內(nèi)容，闡述高分子材料成型基本理論以及成型所用物料的配制和各種成型工藝方法及原理。學生通過課程學習能對高分子材料成型工藝及成型特點有詳細、全面和系統(tǒng)的理解，能提升在高聚物成型領域分析和解決成型問題的能力。

高聚物成型工藝課程多偏于講授較難理解的成型工藝和成型設計理論，傳統(tǒng)的教學模式及以教師為課堂主體的線下教學方式已無法滿足該課程的培養(yǎng)目標，無法培養(yǎng)出專業(yè)素質(zhì)人才，于是，在課程教學內(nèi)容和教學方法上，需要教師進行相應的調(diào)整和改革。教師應依據(jù)專業(yè)課程教學內(nèi)容以及不同層次學生的個性化需求，合理地設計相關專業(yè)課程混合式教學方案，高效利用課程伴侶和雨課堂教學平臺的反饋，合理設計混合式教學的評價體系，提高學生學習能力，從而使混合式教學在高聚物成型工藝課程中充分發(fā)揮作用[4]。

1? 目前高聚物成型工藝教學中存在的問題

1.1? 學生主動學習能力不足

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學材料科學與工程專業(yè)課高聚物成型工藝在大學第七學期開設，該時間段內(nèi)，多數(shù)大學生主要關注選調(diào)、公務員考試以及研究生入學考試等方面，對考試懷著僥幸心理。高聚物成型工藝課程的知識多數(shù)是較難理解的成型工藝和成型設計理論，課下學生自主復習時間較少，知識延續(xù)性較差，長期如此，學生學習該課程的積極性自然會降低。

1.2? 課程考核方式有待健全

目前高聚物成型工藝課程的考核主要涉及名詞解釋、填空題、解答題、問答題和計算題等方面，課程考核靈活性不足，較難實現(xiàn)深入理解和掌握的學習目的。只要課程考試題型和難度稍有變化，學生便表現(xiàn)出嚴重的不適應，課程成績及格率下降明顯。因而，高聚物成型工藝課程的考試缺乏靈活性和多樣性，亟待完善考核方式。

1.3? 教學手段單一

受限于學時少和講授內(nèi)容多的原因，授課采用傳統(tǒng)教學模式，傳統(tǒng)教學手段單一，以教材和PPT為主，教師講，學生聽，師生之間互動程度低，學生參與課堂的積極性差，學生聽課效果一般，教學目標難以真正實現(xiàn)全覆蓋。

2? 高聚物成型工藝課程教學改革方案

2.1? 豐富教學內(nèi)容

授課過程中，教師借助于課堂給學生講授許多的成型基本概念和成型原理。培養(yǎng)目標是課程教學的宗旨，教學大綱是教學核心，借助于教材，重點和難點需突出，主次明了清晰[5]。

線下教學可借鑒優(yōu)秀的雙一流高校公開課的教學方法和教學手段，依照學校要求選定優(yōu)秀教材制作教學課件，同時，可從互聯(lián)網(wǎng)平臺檢索并整理和高聚物成型工藝課程相關的視頻和成型、加工圖片，合理選擇符合教學內(nèi)容的動畫和圖片，補充到教學課件中，授課課件需經(jīng)常修改完善，提升學生對相關知識的理解水平，促使學生對高聚物成型工藝形成感性認識[6]。

模塊教學分為成型模塊和性能模塊兩個方面。

1）成型模塊。講授高分子材料擠出和注塑成型，對教學內(nèi)容進行重構(gòu)，區(qū)分兩種成型方式的相同點和不同點。相同點：均可采用螺桿機熔融物料，處理物料的螺桿機成型條件相同。不同點：高分子材料產(chǎn)品的成型方式不同。

2）性能模塊。借助已有知識儲備，構(gòu)建新框架，學生既可復習已學知識，又可快速掌握講授的內(nèi)容，實現(xiàn)事半功倍的效果。通常，依據(jù)高聚物所表現(xiàn)的力學性質(zhì)和分子熱運動特征，高聚物可分為三態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)。影響高聚物狀態(tài)轉(zhuǎn)變的主要因素很多，主要有分子結(jié)構(gòu)、體系的組成、所受應力和環(huán)境溫度。講授該模塊內(nèi)容，可融合基礎化學、基礎物理、高分子化學、材料力學及高分子物理的相關知識。

2.2? 采用行之有效的教學方法

以高聚物成型工藝教材第二章為例說明，采用混合式教學后，本章的教學內(nèi)容由2個線上教學視頻和一次線下教學組成。2個線上視頻的時長分別為10 min和12 min，主要介紹注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，注塑成型工藝過程和工藝條件。學生可通過課程伴侶同步參與隨堂測驗、作業(yè)、沙龍和單元測驗活動，教師可有效考查學生對注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，注塑成型工藝過程和工藝條件知識點的掌握情況。

相關教學視頻可通過課程伴侶提前一周在網(wǎng)絡教學平臺發(fā)布，既可讓學生在課前完成相關知識點的預習，又可激發(fā)學生學習專業(yè)課程的興趣。同時，隨堂測驗、作業(yè)、沙龍和單元測驗可檢測學生預習和掌握主要知識點的情況。線上課程為學生提供了一個輕松和自由學習的環(huán)境，學生可高效利用碎片化的時間完成線上部分授課內(nèi)容的學習，可合理分配課外時間。混合式教學實施方案如圖1所示。

每次線下授課前可使用雨課堂（采用雨課堂彈幕可以激發(fā)學生表現(xiàn)欲，活躍課堂氣氛）和課程伴侶教學平臺發(fā)布調(diào)查問卷，實時了解學生對相關重點和難點知識的掌握程度，同時也可督促學生及時復習所學知識。教師通過相關課堂檢查數(shù)據(jù)的匯總可了解學生在課前已掌握的基本知識點，例如：注射系統(tǒng)由加料裝置、料筒、柱塞及分流梭、螺桿和噴嘴組成；原料的預處理、料筒的清洗、嵌件的預熱和脫膜劑的選用對成型產(chǎn)品有較大影響。在線下教學過程中，教師可再次對重點和難點進行提煉和分析，強化學生對知識點的理解，學生以5～8個人為單位分組討論，每小組采用隨機點名方式選派一名代表匯總和陳述小組的觀點和問題，評價采用小組相互評分和教師評分相結(jié)合的方式。

學生分組討論的內(nèi)容包括高聚物成型產(chǎn)品后處理對制品力學性能的影響，特別是熱處理對制品性能的影響等。通過對問題的組內(nèi)和組間討論，學生可加深對高分子材料結(jié)晶的理解，不僅可以掌握改善高分子應力松弛的方法，也可深入理解內(nèi)應力過大會導致局部應力集中從而導致材料開裂的機制。

課后及時反思教學過程，線上和線下安排合理學時測試學生聽課效果，設置作業(yè)區(qū)、討論區(qū)和測試區(qū)；利用課程伴侶布置本節(jié)課的復習題和作業(yè)，以便學生更好地掌握本次課的重點和難點；同時，鼓勵學生安裝科研領域APP和學習科研領域材料成型的相關技術知識，如材料科學與工程，高分子材料科學前沿，引導學生學習高聚物成型的特點和影響高聚物成型的因素。

2.3? 優(yōu)化考核方式

以現(xiàn)有的考核方式為基礎，適當對考核方式進行改革。具體如下。

2.3.1? 平時成績

課堂表現(xiàn)評價，以回答問題的頻次為依據(jù)，超過3次加3分，2次加1分，超過5次加5分，50分封頂。同時，課程伴侶中設置一些與高聚物成型工藝相關的開放式話題作業(yè)，鼓勵學生到圖書館、通過網(wǎng)絡查閱相關資料，然后制作PPT、思維導圖和成型工藝小視頻上傳平臺，以優(yōu)、良、中、差為評價結(jié)果，分別以90分、80分、70分和60分錄成績。

2.3.2? 期末成績

由于高聚物成型工藝課程的知識多數(shù)為較難理解的成型工藝和成型設計理論，因而期末成績應由試卷成績和工藝設計成績構(gòu)成，即“期末成績=試卷成績（50%）+工藝設計成績（50%）”。

3? 深度混合式教學模式改革的效果

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學高聚物成型工藝課程組針對材料科學與工程專業(yè)課高聚物成型工藝課程進行混合式教學改革。依據(jù)課程伴侶和雨課堂的后臺分析數(shù)據(jù)和線下問卷調(diào)查的分析結(jié)果，該課程的線下教學效果有明顯改善。借助課程伴侶和雨課堂教學平臺的混合式教學模式為學生的課前預習和課后復習提供了有效的途徑，可有效激發(fā)學生的學習積極性，而且可降低課程中難點和重點問題的學習門檻[7-9]。

由圖2可知，81.50%的學生認為借助課程伴侶和雨課堂混合式平臺可有效實現(xiàn)預習高聚物成型工藝課程相關學習內(nèi)容，其對學生學習課程內(nèi)容起到了良好的促進作用。在線下教學過程中，混合式教學模式可引導學生帶著問題和思考去預習，形成良好的學習習慣，從而實現(xiàn)更好的預習效果[9-10]。由圖3可知，在線下練習相關習題和作業(yè)遇到相關課程內(nèi)容的問題時，55.60%的學生能通過自己解決或求助小組內(nèi)同學，體現(xiàn)出較強的自主學習和團隊學習能力；40.70%的學生會利用課程伴侶答疑區(qū)與同學和老師交流。圖4表明進入期末復習階段，64.00%的學生借助于課程伴侶和雨課堂教學平臺，梳理知識脈絡和重、難點問題。此外，課程伴侶后臺對學生進入課程次數(shù)，課程討論區(qū)回文次數(shù)，閱讀教學資源次數(shù)和在線時長數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果表明，大部分學生在學習過程中潛移默化地采用了混合式學習方法。

4? 結(jié)束語

高聚物成型工藝課程的知識多數(shù)是較難理解的成型工藝和成型設計理論，傳統(tǒng)的教學模式已無法滿足該課程的培養(yǎng)目標，于是，在課程教學內(nèi)容和教學方法上，需要教師進行相應的調(diào)整和改革。借助課程伴侶和雨課堂混合式平臺，將深度混合式教學模式應用于高聚物成型工藝課程中，可使學生對高分子材料成型工藝及成型特點有詳細、全面和系統(tǒng)的理解，可提升學生在高聚物成型領域分析和解決成型問題的能力，從而可以提高高聚物成型工藝課程教學效果，豐富教學方法。

5? 參考文獻

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[8] 黃興彥，齊錦秋，肖輝.中美“木材學”課程教學對比淺析[J].中國校外教育，2020（9）：86-87.

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