疫情下高分子化学课程在线教学设计与课程思政探索-以配位聚合为例

2020-02-18康星雅王保营魏庆葆

山东化工 2020年11期

王麟，康星雅，王保营，张岩，魏庆葆

(河南牧业经济学院包装与印刷工程学院，河南郑州 450046)

2020年初春，新冠肺炎疫情起于荆楚，蔓延全国，一时间山阻水断，学子羁家而不得返。在教育部“停课不停教、停课不停学”的倡议下，各个高校的线上教学工作如火如荼地开展起来，如何保证线上教学的质量、有效地进行课程思政成为教师们需要首先思考的问题。作为地方普通高校的教师，笔者在本学期承担学校包装工程专业大二本科生的高分子化学课程教学任务。

对包装工程专业而言，高分子化学是专业基础课，是连接化学基础课和包装专业课之间的桥梁，起到承上启下的作用。目前，学生已经学过无机化学、有机化学等公共基础课，但学生们的化学基础仍相对薄弱，对高分子化学中涉及到的概念、聚合方法和机理等课程重点内容理解起来比较吃力。此外，学生在家进行线上学习时，缺乏课堂监督，思想上存在懈怠。针对以上学情，如何有效地进行线上教学工作、开展课程思政，从而搭建好这座桥梁，成了笔者一直思考的问题。经过近两个月的实践、总结，笔者提出了“以学生为中心、以目标为导向、以学习效果为标准”的线上教学理念，并以配位聚合一章为例，从课前准备、教学设计、课程思政和教学反馈等几部分进行阐述。

1 在线教学课前准备

1.1 教学平台准备

线上教学期间，高分子化学课程主要选用三个教学平台进行教学。第一是钉钉，主要用来课程直播，进行课上直接互动；第二个是学习通，用来建设教学资源，进行相关的学习活动，如考勤、作业提交、话题讨论等；第三个是QQ，主要用来和学生课下保持交流，进行答疑解惑。三个平台的综合应用，能保证线上教学的顺利开展。

1.2 明确教学形式

在高分子化学授课过程中，针对不同难易程度的教学内容，采取不同的线上教学形式。对于高难度的内容，采取教师在钉钉平台上进行PPT讲解直播、学生听讲记笔记的教学形式；对于中等难度的内容，采取教师录制视频进行串讲、学生在学习通上观看后在钉钉群里进行分组讨论的教学形式；对于低难度的内容，采取学生在钉钉平台上进行PPT讲解直播，并将PPT提交到学习通的教学形式。将这三种教学形式相融合，能突出了课程的重点、难点，提高学生课程参与度和学习积极性，让学习做到有的放矢，实现线上教学向“50分钟”要质量。在高分子化学的授课大纲中，配位聚合属于难度高的内容，采用教师钉钉直播、学生听讲记笔记的教学形式，这一点是需要在课前向学生明确的。

2 配位聚合在线教学设计

2.1 课程导入

良好的开端是成功的一半，精彩的课程导入是一堂课成功的关键[1]。在配位聚合一章中，笔者以“口罩的故事”进行导入。先向学生展示一个医用外科口罩，并提出“口罩的心脏是什么？是什么高分子材料？”这一问题，然后播放一段与口罩生产有关的小视频，让学生在看视频的过程中寻找上述问题的答案。这种导入方法与当前疫情防控紧密结合，能极大调动学生的学习兴趣，激发学生思考。

2.2 重难点讲解

重难点讲解是一节课的核心部分，直接决定了学生的学习效果[2]。在配位聚合中，笔者采用了问题导向法、形象化教学法和案例教学法三种方法进行教学。

首先是问题导向法。学生观看“口罩的故事”视频后，会得出“口罩的心脏是熔喷布，是由立构规整度为99.5%的聚丙烯制成的”这一答案，这时提出课程中的第一个问题“立构规整度为99.5%的聚丙烯是什么意思？”，并讲解聚合物的立构规整性知识点，学习后学生掌握了聚合物具有立构规整性的原因、立构规整度的定义及其对聚合物性能的影响；然后提出第二个问题“怎么合成立构规整度为99.5%的聚丙烯？”，进入配位聚合概述的学习，主要讲解Zieler-Natta引发剂；最后提出第三个问题“配位聚合是怎么实现聚丙烯的高度规整性？”，引出丙烯配位聚合的机理知识点，通过讲解，学生就能明白丙烯是通过定向插入实现高度规整性的。通过“提出问题→解答问题”，可以将配位聚合的重难点总结成“三问、三答”，从而让课程内容活起来、教学环节活起来、学生思维活起来，提高学生分析问题的能力。

然后是形象化教学法。为加强学生对丙烯配位聚合机理的理解，以日常生活中的排队、插队为例进行讲解。在进行链增长时，单体就像插队的那个人一样，插入到金属活性中心上，从而进行单体的聚合过程。通过这种方法，能将晦涩难懂的抽象概念用贴近生活的形象比拟描述出来，加深学生对知识点的理解。

最后是案例教学法。在讲解立构规整性对聚合物性能的影响时，以聚丙烯为例进行说明。无规聚丙烯是非结晶聚合物，用途不大；全同聚丙烯和间同聚丙烯是高度结晶材料，用作塑料和合成纤维，特别是全同聚丙烯的熔点为175℃，可耐蒸汽消毒。通过这种讲解，能使抽象问题具体化，复杂问题简单化，使学生更直观地学习。

2.3 课程思政

作为高校教师，疫情期间将传授专业知识和课程思政相结合是职责所在。在配位聚合一章时，课程思政紧密围绕疫情防控背景，切入点主要有以下两点：

一是将高分子材料与医疗器械相结合。战“疫”过程中出现了众多高分子材料的身影，如医用口罩和一次性防护服中用的熔喷布和无纺布是由聚丙烯制造，防护目镜和面罩是由聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯制造，医用手套是由天然乳胶、丁腈橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯等材料制造，一次性输液器和注塑针管是由聚氯乙烯、高性能聚烯烃热塑弹性体(TPE)、聚丙烯制造等。

二是将高分子科学家与抗“疫”科研人物相结合。在配位聚合中，Zieler和Natta两位科学家功不可没，他们一生治学严谨，对科研具有不怕苦、不怕累的精神，正是由于他们的精益求精，才实现了聚烯烃工业的跨越式发展。同样地，在战“疫”工作中，科研人员的身影也无处不在，如敢说真话的钟南山院士、频传捷报的李兰娟院士、“唯快不破”的陈薇院士、举重若轻的张文宏博士等，他们潜心研发、攻坚克难，为疫情防控一线提供了有力支持。

通过以上两点，能达到课程思政润“生”细无声的效果，使学生认识到高分子材料的重要性，认识到科学研究的重要性，激发学生对本课程的学习热情，培养学生对科研的兴趣，并教育学生应有严谨细实、追求卓越的科研精神。

2.4 课程作业设计

课程作业能直接反馈学生对知识的掌握程度，方便教师获取学生学习的信息，是课堂教学中的重要环节[3]。此次作业内容分两部分：(1)思考由自由基引发剂和Ziegler-Natta引发剂引发制备的聚乙烯和聚丙烯在聚合机理和产物结构方面有何不同？(2)查阅文献资料，列出三种疫情防控中用到的高分子材料，并说明每种材料的聚合方法。以上作业在学习通上发布，并将作业提交时间设置为一周。

3 在线教学反馈

学生普遍反馈此次在线教学效果良好，通过问题导向法，把学生变成了在线教学的主体，学生会主动思考“这个问题该怎么回答？下个问题又会是什么？”，从而保质保量地完成教学任务。在作业提交中，学生对思考题的回答基本都正确，说明通过形象化教学法，学生理解了自由基聚合和配位聚合的本质区别；课堂延伸作业中，学生列出的聚合物有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等，聚合方法包括缩合聚合、自由基聚合、离子聚合和配位聚合等。通过此次课程延伸，学生不仅回顾复习了已学的高分子化学内容，而且科普了疫情防控知识。