《聚合物合成工艺学》线上线下混合式课程设计与实践初探

杜隆超，杨 捷

（安徽大学 化学化工学院，安徽 合肥 230601）

《聚合物合成工艺学》［1］是面向高分子本科学生开设的一门专业主干课程，教学目的是培养学生工程实践意识，使学生在就业后能够担当设计新工艺流程，具备实际生产操作和改进创新的能力。安徽大学化学化工学院于2021年通过了国家级的“高分子工程专业认证”，学院针对高分子专业的教学目标是为国家培养“新世纪职业化学工程师”。

由于与传统面授课不一致，线上资源与线下理论课程存在相互衔接的问题，如何在有限的教学课时条件下让学生掌握本门课程的基本知识并对本门课程理解、吃透，让学生具备实际动手能力，同时更好地开展线上线下混合式教学［2-7］，本研究对该课程提出一些新的改革方案。

1 《聚合物合成工艺学》教学存在的问题

在“重教学、轻实践”的过程中，学生感到理论知识的学习枯燥乏味。由于课堂上缺乏真实的教学场景和实践案例，学生很难自主产生学习兴趣，导致学生学习主动性不足，动手操作能力差。因此，学院应当积极与企业沟通洽谈，带领学生去高分子生产的化工企业实习，使学生能够实际目睹这些大型设备，了解工艺流程，以便其能够符合用人单位的要求，更好地适应当前高速发展的社会需求［8］。

在多媒体教学方面，社会上有很多媒体教学工具，比如腾讯会议、钉钉课堂、雨课堂等，但本质上的“填鸭式”教学实质并没有改变。教学方式从大众熟悉的“黑板”变成了新的“全媒体”平台。教师从以前的黑板授课，变成了以多媒体为载体的“全媒体灌输”。尽管学生面临这种新的信息教学方式，但他们对教学内容本身的关注尚未建立。因此，授课教师应当具备熟练运用多媒体的能力，在尊重课程及其教学主题的前提下，了解学生的学习和发展需求，做好充分的教学准备，重视课堂教学技巧，包括明确的教学目标、合理的时间分配、通俗易懂的讲解、理论联系实际，注重激发学生的兴趣［9-10］。

由于教师的年龄结构不同，不同的教师在使用这些在线学习平台时对新的信息技术工具没有深刻的理解。丰富多样的教学内容无法与新技术充分融合，导致部分老师只在学习平台上进行一些简单的操作。尽管一些课程补充了在线教学活动，但学生无法操作并有效参与互动，因此，在线教学活动的效果并不理想。线上教学的内容需要老师精心安排和设计，让线上教学活动生动有趣，图文并茂，线上教学内容与线下教学有机结合。

2 新型线上线下混合式教学课程设计

《聚合物合成工艺学》课程已于2020年9月起开展了线上线下混合式教学，根据课程教学目标对课程资源进行改造，具体包括以下几部分：

2.1 制作课程学习指南

为了使学生能够更快地适应线上线下混合式教学模式，教师制作课程学习指南来指导学生如何更好地对混合式课程进行学习，包括以下7 个方面：“线上慕课+线下课堂”教学模式的简述；《聚合物合成工艺学》课程的基本信息；《聚合物合成工艺学》的教学日历；线上慕课的学习方法和要求；线下课堂的学习方法和要求；实验课程的学习方法和要求；《聚合物合成工艺学》课程的考核评价方式。通过以上7个部分教学指南的设计，使学生了解到，本课程是通过线上慕课+线下课堂同步进行，相互配合，开展教学。经过课程基本信息和教学日历的介绍，使学生了解到本课程具体讲授什么，以及课程如何通过分时间段逐步开展，并对具体的线上线下以及实验课程的学习方法和要求进行了解，同时充分认识到本课程的考核评价方式。

2.2 制作章节任务单

每次上课前，针对《聚合物合成工艺学》各章节的线上慕课内容，采用雨课堂公布该章节的学习任务和要求、作业任务、提交方式和要求，帮助学生了解本章节的学习任务。表1为章节学习任务单范例：

表1 《涤纶树脂生产工艺》章节学习任务单

2.3 构建课程案例库

根据不同章节具体的内容，引入《聚合物合成工艺学》对应聚合物的相关实施案例，实现能力目标。以下为案例库的2个具体案例：

（1）乳液丁苯橡胶的生产工艺：丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物，其物理机械性能、加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛应用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是目前世界上合成橡胶工业中产量和消费量最大的通用胶种。1998年，中国台湾合成橡胶公司在江苏南通合资建成了100 kt/a乳液丁苯橡胶生产装置（申花化工公司），经过后期改造，到2005年，产能达到170 kt/a。

（2）聚乙烯醇的生产工艺：聚乙烯醇的生产按原料的不同分为3 种途径：一是石油→乙烯→醋酸乙烯→聚乙烯醇；二是天然气→乙炔→醋酸乙烯→聚乙烯醇；三是电石→乙炔→醋酸乙烯→聚乙烯醇。国内13 家聚乙烯醇生产企业，有10 家采用电石乙炔路线，川维采用天然气乙炔路线；上海金山、北京有机化工厂采用石油乙烯路线。无论是何种工艺生产，路线均较长，要经过多次化学合成反应，并伴有多道物理变化，还有多种中间物料与辅助材料的分离与精制，工艺相当复杂，技术诀窍甚多，没有长期的经验积累与对工艺的深刻理解，是很难全面掌握聚乙烯醇生产的秘密。近年来，随着科技的进步，聚乙烯醇个别业内企业，利用当地自然资源，以糖蜜、木薯为原料，先制成酒精，再利用酒精脱水制乙烯，走酒精乙烯路线，发展聚乙烯醇产业，用可再生资源酒精代替不可再生资源，随着不可再生资源的减少和价格的攀升，此种工艺路线在今后的竞争中，将会获得更大的发展空间。

2.4 与企业合作开发实训课程内容

已与安徽皖维集团有限责任公司合作开发了4课时的涤纶树脂生产的实训课程内容。利用企业停机检修期间，让全班学生分组进行涤纶树脂中控室的模拟生产操作，包括进料开车、预聚开车、缩聚开车、卸料等。邀请皖维集团技术部的企业导师评价学生的学习成果。通过中控室实际的操作，让学生直观感受到真实的企业生产是什么？在进料、预聚、缩聚、升温、降温、卸料等每一个环节，学生都必须严格操作，否则轻则无法缩聚成为所需要的聚合度，重则无法开车成功。通过企业导师的打分评价，使学生了解到自己在实际操作中的不足，加深他们对实训课程的认识。任课老师和学院将进一步开发更多的实训课程内容。

2.5 线上线下混合式教学考核评价

《聚合物合成工艺学》的考核评价分为线上评价、线下课堂评价、实训评价和期末评价4个部分，根据学生个人学习表现和彼此团队合作2个角度对学生的能力进行综合评价（图1）。其中，线上评价根据每一个学生线上学习的完成情况、各单元的小测成绩、各章节讨论题的成绩组成，考核每位学生对《聚合物合成工艺学》基础理论知识的掌握程度，其占总成绩的10%，具体包括慕课学习完成度2%、单元测试成绩4%、单元讨论成绩4%；课堂评价由每一个小组的雨课堂进行时事分享（5%）、每个学生的时事评价（5%）、学生雨堂课程的随堂测试（5%）、期中随堂检测（5%）这几个部分组成，考核学生对《聚合物合成工艺学》前沿知识、重点和难点的掌握程度，其占总成绩的20%；实训评价由每个学生的小组实验作业成绩（10%）、模拟仿真实验成绩（5%）、安徽皖维公司的实训任务评价结果（5%）构成，考核学生对《聚合物合成工艺学》的实践运用和创新能力，占总成绩20%；期末评价由期末考试成绩构成，考核学生对本课程的综合理解和运用能力，占总成绩的50%。

图1 《聚合物合成工艺学》课程考核评价体系

3 结语

聚合物本科专业的培养目标是培养具有实际操作能力和创新性能力的人才，而应用性人才的培养必须采取科学的教学体系。高校的核心工作是将吸收和设计先进教学理念、改革先进教学方法、优化教学内容作为重点教学任务。此次教学改革，对线上教学资源进行本地化改造，制作课程学习指南，制作章节任务单，构建课程案例库，与企业合作开发实训课程内容，确立线上线下混合式教学考核评价体系。通过线上线下混合式课程教学对现有教学资源进行重组，优化和创新教学内容和教学手段；通过线上线下内容相结合，理论实践相结合，不仅丰富了学生的教学资源，也给教学平台和实践平台以更新的展示，这对实现教师和学生的深度学习、优化自身素养，提供了一套新的教学途径。