慕课在“高分子化学”课程教学中的探索与实践

丁玉洁，张宗瑞，高建纲

(安徽工程大学 化学与环境工程学院，安徽 芜湖 241000)

慕课(MOOC，是massive，open，online，couse这4个英文单词的缩写)是指大规模的网络开放课程[1]。自2008 年加拿大学者Dave Cormier 和Bryan Alexander 提出“MOOC”的概念后，MOOC在全世界迅速得到推广，美国几个实力雄厚的投资商与斯坦福大学、普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学等一些顶尖大学合作打造了Coursera，Udacity和Edx等MOOC平台，国内也建成了“中国大学MOOC”“学堂在线”等多个具有影响力的中文MOOC学习平台[2]。MOOC是一种由主讲教师负责、借助互联网平台支持，以授课视频、作业练习、测验考试等要素交织的大规模人群参与的教学过程[3]。它将丰富、优质的教育资源通过互联网让全世界共享，给高等教育的教学方式带来了深刻的变革和开创性的机遇。伴随着互联网技术的发展，网络普及率越来越高，MOOC 迅速发展了起来。MOOC 因其优质的教学资源和先进的教学方法，带来了数码时代新型的教育方式，受到高等教育改革者的高度关注[4]。

“高分子化学”课程是安徽工程大学高分子材料与工程专业本科生必修的一门专业基础课，也是化学工程与工艺、应用化学和纺织工程等专业的主干课，一般开设在大学二年级的第二学期，课程总学时约60学时。它通过系统的课堂教学，使学生掌握各种重要的聚合反应类型及其反应机理，掌握高分子各种化学合成的理论基础，了解高分子的各种聚合方法及应用，能在本学科和相关学科的学习工作中熟练、灵活地运用其基本概念和基本理论，为学习后续专业课及从事高分子行业相关技术工作打下理论基础。

抓住国家大力发展MOOC的黄金时期，本课题组申报了“高分子化学”课程的安徽省MOOC一流专业建设项目，并于2019年12月获得立项。课题组团队于2019 年12月完成了相应教学视频的录制，建设了该课程的MOOC项目。该项目设有课程简介、课程安排、先修知识、教学课件、教学视频、在线测试、课后讨论、结业考核等在内的多个模块。2019年12月至2020年4月，在学堂在线网络平台完成第一次开课，目前已经完成3次开课，先后吸引了来自省内外高校800 0多名师生参与MOOC学习。

1 高分子化学教学现状

“高分子化学”课程的原理较多，再加上部分学生自身的理论基础薄弱，学习能力不强等客观原因，导致学生学习困难，学习兴趣下降，学习积极性不高等情况出现[5]。随着教育结构的调整和学科交叉的不断深入，高分子化学的课时一直在压缩，教师讲授课程的速度比较快，一节课所涉及的知识点较多，仅仅靠课堂上的时间，大多数学生无法全部消化吸收。

随着时代的进步和社会的发展，现在的学生在日常生活中比较依赖手机，而且也习惯于通过手机等移动设备学习知识。尤其是2020年上半年，由于新冠疫情的原因，所有授课都需要线上进行，采用了教师在线讲、学生在线听的模式，师生之间缺乏良好的互动，降低了学生对知识的理解能力。MOOC开课之后，学生可以针对授课时没有听懂的知识点，找到相应的教学视频，加强对该部分知识的吸收和理解。因此，MOOC视频的录制，对课堂教学起到了很好的辅助作用。MOOC作为一种新型的在线教育模式，形式灵活多样，内容丰富形象，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率。

2 高分子化学MOOC的具体实践

2.1 MOOC教学团队的组建

MOOC一般是时间约15 min的短视频，由于观看时间比较短，不易出现视觉疲劳，更适合年轻人的认知和学习习惯。MOOC课程通常由几十到上百个视频组成，有课程设计、视频录制、后期处理、课程视频上传等环节，单靠授课教师一己之力难以完成，需要团队之间的协作。安徽工程大学“高分子化学”课程的MOOC开发人员在制作视频前，组建了一支有多年高分子化学教学经验的教授、副教授和讲师等5人组成的教学团队。在较短的时间内，既需要把理论讲清楚又需要添加趣味性，尽可能调动学生学习的兴趣。因此，围绕各个重要的知识点，在制作视频前，通过明确教学目标，凝炼教学内容，该团队制作了适合MOOC视频学习的PPT。为了在短时间内将知识点讲解透彻，同时添入了动画、音频和视频等多种素材。制作MOOC时将课程的重要内容分解成若干个知识点，制作教学视频。

2.2 MOOC内容的选取与优化

“高分子化学”课程共分8章内容，经过团队教师对内容的讨论、交流与精心挑选，最终确定了该课程的授课内容，安排如下：第一章绪论部分，主要讲述高分子化合物的概述以及聚合反应的分类，录制了4个共计50 min的视频；第二章缩聚和逐步聚合，主要讲述线形缩聚反应的机理、动力学，线形缩聚物的聚合度、体型缩聚和凝胶化作用，录制了8个共计120 min的视频；第三章自由基聚合，主要讲述自由基聚合的机理、聚合速率和聚合度，录制了7个共计82 min的视频；第四章自由基共聚合，主要讲述二元共聚物的组成、链段序列分布、单体与自由基的活性，录制了5个共计80 min的视频;第五章聚合方法，主要讲述4种聚合方法的优缺点以及乳液聚合的聚合机理和动力学，录制了3个共计35 min的视频；第六章离子聚合，主要讲述阴离子聚合和阳离子聚合的机理和动力学，录制了2个共计45 min的视频；第七章配位聚合，主要讲述聚合物的立体异构以及Zigler-Natta催化剂，录制了1个20 min的视频；第八章聚合物的化学反应，主要讲述高聚物反应的类型，录制了1个20 min 的视频。因此，整个MOOC视频时长大约450 min，由5个专任教师完成，在每个知识点录制之前有学习PPT，录制之后紧跟相应知识点的测试和学习讨论。

2.3 教学效果评价

安徽工程大学高分子材料与工程专业高分子2017级和2018级的高分子化学理论学时均为64学时，学生人数相近。由于工程认证的需要，2个学年的期末试卷设计，在课程目标以及各个目标所对应毕业要求的指标点上，都符合工程认证教学大纲的要求，并且难度系数基本保持一致。这两级学生都是在大学二年级下学期开设了“高分子化学”课程，开课时间分别是2019年2～6月和2020年2～6月，而MOOC开课时间为2019年12月。因此，这2个班的学生成绩，正好可以评价MOOC开课对学生学习效果的影响。2个班的期末成绩(裸分)区间分析，见表1。通过对比2个班的成绩发现，高分子172(MOOC开课前)80分以上人数占19.99%，60分以下占46.66%，而高分子182(MOOC开课后)这两项分别为28.13%和37.51%。可见，MOOC开课后的成绩，明显优于开课前只有传统教学的班级。

表1 高分子172和182成绩分析

在目前工程认证背景下，评价学生考试成绩对各个课程目标的达成度和总达成度，是衡量教师教学成果和评价学生学习效果的重要指标。表2分析了高分子172(MOOC开课前)和高分子182(MOOC开课后)期末成绩(裸分)课程目标的达成度。通过对比发现，MOOC开课后，各个课程目标的达成度均有6～11个百分点的提高，总达成度从60.57%提高到68.81%，提高幅度较大。可见，虽然因为新冠疫情的影响，学生第一次面对全部课时线上学习的方式，但是，由于MOOC视频的辅助教学，学习效果没有降低，反而大大提高。可见，在高分子化学教学中引入MOOC，促进其与线下教学方式的融合，两者取长补短，可以大大提高学习效率。MOOC教学对学生各方面能力的提高具有很好的促进作用，该教学改革初见成效，为后续其他专业课的教学提供了很好的范例，也为学生专业素养的提高奠定了扎实的基础。

表2 高分子172和182课程目标达成度分析

3 MOOC建设存在的问题及对策

目前，所有课程资源已经制作完成并已上线运行，从团队教师利用MOOC教学资源开展线上线下混合式教学的情况来看，MOOC项目仍存在如下问题。

3.1 部分课程资源有些单调，需要进一步完善优化

本团队计划在已有课程资源的基础上，补充聚合机理的演示动画以及聚合方法应用案例等方面的内容，全面提升学习者的在线学习体验；准备继续丰富完善试题库，更新优化已建成的课程案例资料，增加部分高校的考研真题，提升试题的深度，让学生能够升华知识点，培养他们对知识点的综合应用能力。另外，挖掘课程教学中的思政元素，并将思政教育资源融入到章节知识中，以课程思政，引领价值导向，将课程思政体系化。

3.2 学生MOOC学习的积极性需要进一步调动

优化教学方式，让学生在线接受导学单，开展学习任务，通过观看微视频等方式自学，并收集资料、整理问题，完成测试。另外，增加学习成果交流、研讨提问讨论、团队合作等方式，调动学习的积极性。

4 结束语

在“高分子化学”课程教学中，构建基于MOOC的教学模式，不仅能有效解决课程内容多课时少、学生基础水平参差不齐的问题，而且可以激发学生自主自愿学习的积极性，培养学生独立思考问题和解决问题的能力，满足不同层次的学习需求。本团队计划在安徽工程大学应用化学和应化拔尖等其他专业，推广开展线上线下混合式教学模式创新研究，努力提升课堂教学实施效果，对照国家级一流课程建设标准，努力争取国家级线上线下混合式一流课程。