疫情防控下“高分子材料的稳定与降解”在线课程建设

曹峥，张帅，成骏峰，杨荣，马文中，徐建平，张洪文

（常州大学 材料科学与工程学院，材料科学与工程国家级实验教学示范中心，江苏 常州 213164）

2020年，突如其来的新冠病毒疫情暴发，致使全国人民的工作和生活都偏离了正常轨道。为了响应教育部提出的“停课不停学”的号召，按照省教育厅以及学校学院的工作部署和要求，各地积极开展了网上教学[1]。非接触的线上教学模式，是校园疫情防控的重要举措，更是避免人群聚集的有效手段。如何在保证疫情防控的基础上做好新学期的教学工作，实现“停课不停教、停课不停学”成了高校的重点工作，须在很短的时间内结合自身特色，统筹完成教学安排，时间紧、任务重。

面对智能手机的高度普及与网络基础设施建设的发达，线上教学已具备相当良好的硬件基础，且适应性较强。随着国家相关教学保障措施的出台，各大课程平台纷纷响应，与高校迅速对接。教师、学生积极参与，按照习近平总书记的要求，努力变压力为动力，化危为机，确保新学期每位学生的课程学习不受疫情的影响，稳步推进各项教学保障工作。目前国内开展线上教学具有众多的优势条件，例如平台选择丰富、课程覆盖面广、操作引导到位，但是仍然存在一些问题，比如部分线上课程内容的针对性较弱，授课期间的互动环节不足，听课与授课易受网络、硬件干扰[2]，课程的种类和数量还存在不足，因而需要进一步开展在线课程的教学实践与资源建设。特别是高校部分课程一直进行线下授课，受疫情影响必须转入线上授课，亟需进行在线课程建设并丰富在线课程的教学内容，以满足众多高校不同学科专业背景学生的选课和人才培养的需求[3-4]。

本文以近年来新开设的“高分子材料的稳定与降解”专业课程为例，重点介绍了在线课程建设的内容，包含课程团队建设、课程内容与资源建设（讲授视频、随堂测试与讨论、单元测验、单元作业等），在疫情防控期间开展在线课程设计与实施，分析了在线课程教学效果与影响，最后总结提出建设中需要注意的问题。从教学效果看，在线课程的建设有利于学生自主性学习与过程性评价。

1 “高分子材料的稳定与降解”课程介绍

常州大学高分子材料与工程专业于2017年3月开始设立“高分子材料的稳定与降解”专业课，32个学时，2个学分，每年选课人数120余人，至今已经连续培养5届本科生。“高分子材料的稳定与降解”课程相对于“高分子化学”“高分子物理”等较早设置的专业课，是为更好地满足工程专业认证的模块化教学需求、丰富学生对高分子材料及其产品的老化、降解机理、稳定化措施以及实际应用等知识而设立起来的新课程[5]。

在新冠肺炎疫情的特殊时期，线上教学是一种非常高效的教学模式，越来越多的教育工作者将线下课程逐渐推到线上开展探索与实践[6-8]。从2020年3月开始，我院的“高分子材料的稳定与降解”课程在中国大学MOOC学校云建立课程资源，逐渐从线下讲授转为线上课程。该课程是以SPOC（Small Private Online Course，即小规模限制性在线课程）的形式，面向校内高分子材料与工程专业毕业生开课。

2 在线课程建设

2.1 课程团队建设

在线课程建设需要有3～5个成员的课程团队。本课程建设负责人具有近7年丰富的教学和科研经验，曾主讲高分子材料与工程专业核心课程“高分子材料成型加工原理”，该课程曾获省在线开放课程立项建设。课程团队共有3名主讲教师，分工明确，分别负责讲授第一至三章、第四、五章以及第六、七章的课程教学内容，且均在教学一线承担本课程的教学任务。除主讲课程外，主讲教师还需要承担课程内容更新、在线辅导、答疑等。课程团队成员均按照省教育厅与学校的教学要求，定期参加在线课程相关的培训及教学研讨工作。通过在线开放课程建设，形成一支教学、辅导、设计和技术支持等结构合理、人员稳定、教学经验不断增长、教学水平不断提高的紧密型课程教学团队。

2.2 课程内容与资源

根据高分子材料与工程专业本科生的培养方案要求和课程教学目标，围绕“高分子材料的稳定与降解”核心概念及教学内容和资源间关系，组织教学内容及资源，设置教学情境。本在线课程内容主要包含讲课视频、教学资料（ppt课件、专业相关视频等）、随堂测验、课堂讨论、单元测验及单元作业。在建设过程中注意各类教学资源知识产权清晰、明确，不侵犯第三方权益。

“高分子材料的稳定与降解”专业课程共有七个章节内容，包括绪论、聚合物降解与稳定化的基本原理、聚合物降解各论、聚合物在加工中的降解、聚合物的稳定剂、塑料的再生及其稳定化以及聚合物材料的阻燃稳定化。表1显示了“高分子材料的稳定与降解”每个章节内容所包含的知识点以及拍摄时长，总共设计了32个知识点。以第二章为例，包含8个知识点：热降解、热降解稳定化、热氧降解、热氧降解稳定化、光降解与光氧降解、光降解与光氧降解稳定化、臭氧降解及稳定化以及微生物降解及稳定化。课程内容能够涵盖课程相关领域的基本问题、基本概念、基本原理、基本方法、典型案例、前沿专题、热点问题等核心内容。

在线课程建设最重要的内容是每个知识点的教学视频拍摄。在拍摄前，需要主讲教师将每个知识点的ppt进行统一的整理与分割，一个知识点对应一个ppt，同时准备好相应知识点的ppt演讲稿，保证拍摄时能够顺畅地讲授课程。在技术要求方面，一般拍摄时长为5～25 min，且尽量控制在20 min以内，时长太长会影响听课效果；视频采用MP4格式，单个视频文件小于200 M，视频采用H.264编码方式，分辨率不低于720p（1 280×720，16∶9）；音频清晰，无交流声或其他杂音、噪音等。在拍摄要求方面，画面中教师以中景和近景为主，人物和板书（或其他画面元素）同样清晰，不建议无教师形象的全程板书或ppt配音。录像环境应光线充足，安静，教师衣着整洁，讲话清晰。字幕文件自行选择，字幕要使用符合国家标准的规范字，不出现繁体字、异体字、错别字。

本课程拍摄视频时，在学校提供的专门房间里录制，背景布置一块绿色的幕布，教师讲授的内容事先准备好，一般通过摄像机旁边的提词器显示，帮助教师顺利地讲解。拍摄完成的视频还要与ppt对应，ppt中可能插有动画，教师讲解要与动画播放速度匹配，必要时手势动作也要呈现，便于后期的制作。如果ppt中的文字内容较多，最好逐句显示，与讲解速度一致。本课程中，有些章节不需要拍视频，比如第二章聚合物的降解各论，除了常见的聚烯烃以及聚氯乙烯的降解与稳定化，其他种类聚合物的降解与稳定化没有进行录制，可以课外让学生进行自学。如表1所示，本课程总共制作了33个视频，包括1个课程简介（视频长度为1 min）和32个知识点的视频，每个知识点对应录制了5～15 min视频，总时长336 min。在每一个知识点的视频上，时长超过5 min的视频应插入课间提问，建议每5 min插入一次。课间提问为1道客观题，题型可以是单选题、多选题、填空题、判断题。课间提问不计入平时成绩。视频中插入小问题，有利于吸引学生的注意力，引起学生思考，见表1。

表1 “高分子材料的稳定与降解”章节内容、知识点及时长

除了录制视频，与课程讲授相配套的教学资料也需要进行准备并上传到在线课程平台，便于学生预习与理解。教学资料主要是课程教学演示文稿、专业相关的视频、文档等参考资料。图1显示了中国大学MOOC学校云SPOC课程第一章绪论结构（视频、讨论话题、课程演示文稿PDF文档、单元测试与单元作业）。课程每个知识点的ppt演示文稿需以PDF文档的格式上传，可放在每个知识点教学内容的后面，供学生下载。在课程视频学习完成之后，学生自行下载，对照ppt演示文稿进行复习与回顾。

图1 中国大学MOOC学校云SPOC课程第一章绪论结构（视频、讨论话题、课程演示文稿PDF文档、单元测试与单元作业）

学生线上听课除了按照课程教学计划观看若干个知识点的授课视频，随堂测验也是一个重要的过程性评价环节，有利于提高学生的关注力和课程参与度。随堂测验可以在视频观看后发布，方便学生即学即练，也便于老师随时考查学生对教学内容的理解和掌握程度。随堂测验一般设置时间为10 min，一份随堂测验可以由多种题型的客观题组成，题目数量根据需要确定，总分100分，当堂课完成，计入学生的平时成绩。随堂测验由客观题组成，平台自动判分；题型可以是单选题、多选题、填空题或判断题。

在线上进行课堂讨论也是增强师生互动、活跃课堂氛围以及提高学生上课积极性的重要环节。教学团队在教学单元中发起课程相关的课堂讨论话题，中国大学MOOC学校云平台为每个话题生成单独的讨论区。例如，我们在引言部分设置讨论话题“我们距离重新发明塑料又有多远呢？”，包含三个子问题“石化塑料的替代物是哪种材料？PLA聚乳酸是一种生物降解材料，但比较伤脑筋的问题是什么？所提出的PHA是一种什么样的新型材料？怎么合成？”学生可以根据课程授课视频，在规定时间内积极思考并回答问题，将自己的答案发布在讨论区。教师可选择将学生发言情况记入学生的平时成绩。

在课上完成视频学习、随堂测验以及课堂讨论，在每一章学习结束后，学生课下也需要进行单元测验，提交单元作业。单元测验和单元作业也是检验学生学习效果、巩固专业所学知识的重要手段。单元测验由客观题组成，平台自动判分，题型可以是单选题、多选题、填空题、判断题。一份单元测验可以由多种题型的客观题组成，题目数量不限。教师可以对单元测验设置管理策略，如学生可以提交的次数（建议2～3次），有效成绩取最后一次成绩还是最好成绩（建议取最好成绩）。本课程整理出包括选择、判断、简答等共200道题的练习题库。单元作业是主观题，采用学生互评或教师批改的方式进行判分。本课程要求学生准备作业本，手写回答作业题目并上传照片，以免同学相互复制文字答案，影响学习效果。在每一章学习结束之后发布单元测验和单元作业，一般有效期以10～15天为宜。设置提交截止时间，教师可选择计入平时成绩，发布前需确保题目和答案核查无误。

3 在线课程的设计与实施

本课程在中国大学MOOC学校云开展在线课程建设，完善教学内容与资源建设之后，按照省教育厅和学校教务处有关疫情防控期间的线上教学要求在本科生学年的下半学期开课，通知同学注册并选课，按照学期教学任务和计划安排上课。“高分子材料的稳定与降解”在线课程是春季学期开课，一共32课时，16次课，一周1～2次课（单周2次课，双周1次课），共11教学周。

在线课程要遵循有效教学的基本规律，结合在线开放课程教学的特征与需求进行整体的教学设计。不同于线下现场授课，我们要求学生进行在线课程的学习不是单纯地完成几个知识点的视频观看任务，而一定要从在线课程学习时间规划、主动思考、师生互动、过程性评价等方面精心设计教学活动，科学规划在线学习资源，明确课程评价策略和学习激励措施。本课程以1节课45 min为例，利用多种手段和方法开展线上教学活动。图2显示了疫情防控下使用QQ课程群、SPOC在线课程、微信端慕课堂以及腾讯会议进行在线课程授课的全过程。

图2 疫情防控下使用QQ课程群、SPOC课程、微信端慕课堂以及腾讯会议进行在线课程授课全过程

通过1节课45 min的教学活动设计，从课前、课中以及课后三个过程紧紧抓牢，让学生能够真正充分利用时间，积极思考。通过签到、随堂测验与话题讨论，增强线上课程的互动性，实现对学生学习的过程性评价。在学习完成之后，学生如果对某个知识点还没有完全理解，可以重复观看学习视频，对照课程ppt进行回顾与思考。同时可以开展在线学习与课堂教学相结合的课堂教学模式，也称为混合式教学。在疫情期间，学生通过在线课程学习专业知识；在复课后，通过课堂学习进一步加深对专业知识的理解，实现优势互补。本在线课程的设计与实践为疫情防控期间的在线教学提供了参考借鉴。

4 在线课程的教学效果

在新冠肺炎疫情的背景下，利用中国大学MOOC学校云平台开展了“高分子材料的稳定与降解”专业课程在线课程的建设与线上教学的实践，实现了本门课程从传统现场授课到线上教学模式的转变。利用中国大学MOOC学校云平台的SPOC方式，围绕教学目标进行精心的教学活动设计，积极开展案例式、混合式等教学模式的学习，通过慕课堂的在线测试、腾讯会议的辅导答题与线上讨论、中国大学MOOC学校云平台的网上作业提交和批改、网上社区讨论等，促进师生之间、学生之间进行资源共享、问题交流和协作学习。积极探索线上各课程资源要素的融合，实现每一次线上学习的成绩评价与记录，这种过程性评价与终结性评价相结合形成多元化考核评价模式，促进学生自主性学习、过程性学习和体验式学习。特别是在线课程学习过程中，虽然师生没有现场面对面，通过微信端慕课堂及时让学生完成在线的练习测试，使学生不只是简单被动地观看视频，而是需要自己去积极参与到课堂学习并主动思考回答，增强了线上课程的互动性。在线课程的成绩占到课程综合评定成绩的35%～40%，比传统现场授课平时成绩的比例大大提高。

5 结束语

本文以“高分子材料的稳定与降解”专业课程为例，从课程团队建设、课程内容与资源（视频、随堂测验、课堂讨论、单元测试与单元作业）、课程设计与实施、课程效果与评价等方面，系统性地介绍了在疫情防控背景下理工科类在线专业课程的建设路径与过程，并取得了一定的教学成果。课程在中国大学MOOC学校云SPOC平台开课，已经成功使用三个学期，充分利用互联网的平台优势，提高了学生参与在线课程的兴趣与积极性，有利于完善多元化的过程性评价方式，促进学生自主性学习、过程性学习和体验式学习。今后将继续开展在线课程建设，增加案例教学，加强题库建设，及时更新教学内容，提高课程教学质量。本案例对后续的线上教学和线上线下混合教学具有重要的参考意义