基于混合式教学的高聚物成型工艺课程改革探究

潘艳飞 黄金田

摘  要  借助课程伴侣和雨课堂教学平台，将深度混合式教学模式应用于高聚物成型工艺课程中，可促使材料科学与工程专业学生对高分子材料成型工艺及成型特点有详细、全面和系统的理解，提升其在高聚物成型领域分析和解决成型问题的能力，从而提升高聚物成型工艺课程教学效果，丰富教学方法。

关键词  高聚物成型工艺；混合式教学；教学改革

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）13-0111-04

0  引言

目前，混合式教学可高效地结合线下教学和线上教学的优势，较好地满足网络环境下不同学生的学习需求，教育者和受教育者对其表现出极大的认可[1]。

新材料技术是当代工业技术进步的基石[2]。一般而言，高分子材料的发展逐渐朝向高功能化、智能化和绿色化[3]。高分子复合材料成型是当今新材料技术的核心技术之一，是将高分子复合材料转变成结构产品或功能产品，满足特定性能的一种技术。

高聚物成型工艺是材料科学与工程专业的一门专业教育核心课，主要介绍高分子材料和生物质材料的种类、性能、制备、成型和应用，是在高分子化学、高分子物理和材料成型基础等课程的基础上开设的。此课程以塑料材料成型工艺为主要内容，阐述高分子材料成型基本理论以及成型所用物料的配制和各种成型工艺方法及原理。学生通过课程学习能对高分子材料成型工艺及成型特点有详细、全面和系统的理解，能提升在高聚物成型领域分析和解决成型问题的能力。

高聚物成型工艺课程多偏于讲授较难理解的成型工艺和成型设计理论，传统的教学模式及以教师为课堂主体的线下教学方式已无法满足该课程的培养目标，无法培养出专业素质人才，于是，在课程教学内容和教学方法上，需要教师进行相应的调整和改革。教师应依据专业课程教学内容以及不同层次学生的个性化需求，合理地设计相关专业课程混合式教学方案，高效利用课程伴侣和雨课堂教学平台的反馈，合理设计混合式教学的评价体系，提高学生学习能力，从而使混合式教学在高聚物成型工艺课程中充分发挥作用[4]。

1  目前高聚物成型工艺教学中存在的问题

1.1  学生主动学习能力不足

内蒙古农业大学材料科学与工程专业课高聚物成型工艺在大学第七学期开设，该时间段内，多数大学生主要关注选调、公务员考试以及研究生入学考试等方面，对考试怀着侥幸心理。高聚物成型工艺课程的知识多数是较难理解的成型工艺和成型设计理论，课下学生自主复习时间较少，知识延续性较差，长期如此，学生学习该课程的积极性自然会降低。

1.2  课程考核方式有待健全

目前高聚物成型工艺课程的考核主要涉及名词解释、填空题、解答题、问答题和计算题等方面，课程考核灵活性不足，较难实现深入理解和掌握的学习目的。只要课程考试题型和难度稍有变化，学生便表现出严重的不适应，课程成绩及格率下降明显。因而，高聚物成型工艺课程的考试缺乏灵活性和多样性，亟待完善考核方式。

1.3  教学手段单一

受限于学时少和讲授内容多的原因，授课采用传统教学模式，传统教学手段单一，以教材和PPT为主，教师讲，学生听，师生之间互动程度低，学生参与课堂的积极性差，学生听课效果一般，教学目标难以真正实现全覆盖。

2  高聚物成型工艺課程教学改革方案

2.1  丰富教学内容

授课过程中，教师借助于课堂给学生讲授许多的成型基本概念和成型原理。培养目标是课程教学的宗旨，教学大纲是教学核心，借助于教材，重点和难点需突出，主次明了清晰[5]。

线下教学可借鉴优秀的双一流高校公开课的教学方法和教学手段，依照学校要求选定优秀教材制作教学课件，同时，可从互联网平台检索并整理和高聚物成型工艺课程相关的视频和成型、加工图片，合理选择符合教学内容的动画和图片，补充到教学课件中，授课课件需经常修改完善，提升学生对相关知识的理解水平，促使学生对高聚物成型工艺形成感性认识[6]。

模块教学分为成型模块和性能模块两个方面。

1）成型模块。讲授高分子材料挤出和注塑成型，对教学内容进行重构，区分两种成型方式的相同点和不同点。相同点：均可采用螺杆机熔融物料，处理物料的螺杆机成型条件相同。不同点：高分子材料产品的成型方式不同。

2）性能模块。借助已有知识储备，构建新框架，学生既可复习已学知识，又可快速掌握讲授的内容，实现事半功倍的效果。通常，依据高聚物所表现的力学性质和分子热运动特征，高聚物可分为三态，即玻璃态、高弹态和黏流态。影响高聚物状态转变的主要因素很多，主要有分子结构、体系的组成、所受应力和环境温度。讲授该模块内容，可融合基础化学、基础物理、高分子化学、材料力学及高分子物理的相关知识。

2.2  采用行之有效的教学方法

以高聚物成型工艺教材第二章为例说明，采用混合式教学后，本章的教学内容由2个线上教学视频和一次线下教学组成。2个线上视频的时长分别为10 min和12 min，主要介绍注塑机的基本结构及工作原理，注塑成型工艺过程和工艺条件。学生可通过课程伴侣同步参与随堂测验、作业、沙龙和单元测验活动，教师可有效考查学生对注塑机的基本结构及工作原理，注塑成型工艺过程和工艺条件知识点的掌握情况。

相关教学视频可通过课程伴侣提前一周在网络教学平台发布，既可让学生在课前完成相关知识点的预习，又可激发学生学习专业课程的兴趣。同时，随堂测验、作业、沙龙和单元测验可检测学生预习和掌握主要知识点的情况。线上课程为学生提供了一个轻松和自由学习的环境，学生可高效利用碎片化的时间完成线上部分授课内容的学习，可合理分配课外时间。混合式教学实施方案如图1所示。

每次线下授课前可使用雨课堂（采用雨课堂弹幕可以激发学生表现欲，活跃课堂气氛）和课程伴侣教学平台发布调查问卷，实时了解学生对相关重点和难点知识的掌握程度，同时也可督促学生及时复习所学知识。教师通过相关课堂检查数据的汇总可了解学生在课前已掌握的基本知识点，例如：注射系统由加料装置、料筒、柱塞及分流梭、螺杆和喷嘴组成；原料的预处理、料筒的清洗、嵌件的预热和脱膜剂的选用对成型产品有较大影响。在线下教学过程中，教师可再次对重点和难点进行提炼和分析，强化学生对知识点的理解，学生以5～8个人为单位分组讨论，每小组采用随机点名方式选派一名代表汇总和陈述小组的观点和问题，评价采用小组相互评分和教师评分相结合的方式。

学生分组讨论的内容包括高聚物成型产品后处理对制品力学性能的影响，特别是热处理对制品性能的影响等。通过对问题的组内和组间讨论，学生可加深对高分子材料结晶的理解，不仅可以掌握改善高分子应力松弛的方法，也可深入理解内应力过大会导致局部应力集中从而导致材料开裂的机制。

课后及时反思教学过程，线上和线下安排合理学时测试学生听课效果，设置作业区、讨论区和测试区；利用课程伴侣布置本节课的复习题和作业，以便学生更好地掌握本次课的重点和难点；同时，鼓励学生安装科研领域APP和学习科研领域材料成型的相关技术知识，如材料科学与工程，高分子材料科学前沿，引导学生学习高聚物成型的特点和影响高聚物成型的因素。

2.3  优化考核方式

以现有的考核方式为基础，适当对考核方式进行改革。具体如下。

2.3.1  平时成绩

课堂表现评价，以回答问题的频次为依据，超过3次加3分，2次加1分，超过5次加5分，50分封顶。同时，课程伴侣中设置一些与高聚物成型工艺相关的开放式话题作业，鼓励学生到图书馆、通过网络查阅相关资料，然后制作PPT、思维导图和成型工艺小视频上传平台，以优、良、中、差为评价结果，分别以90分、80分、70分和60分录成绩。

2.3.2  期末成绩

由于高聚物成型工艺课程的知识多数为较难理解的成型工艺和成型设计理论，因而期末成绩应由试卷成绩和工艺设计成绩构成，即“期末成绩=试卷成绩（50%）+工艺设计成绩（50%）”。

3  深度混合式教学模式改革的效果

内蒙古农业大学高聚物成型工艺课程组针对材料科学与工程专业课高聚物成型工艺课程进行混合式教学改革。依据课程伴侣和雨课堂的后台分析数据和线下问卷调查的分析结果，该课程的线下教学效果有明显改善。借助课程伴侣和雨课堂教学平台的混合式教学模式为学生的课前预习和课后复习提供了有效的途径，可有效激发学生的学习积极性，而且可降低课程中难点和重点问题的学习门槛[7-9]。

由图2可知，81.50%的学生认为借助课程伴侣和雨课堂混合式平台可有效实现预习高聚物成型工艺课程相关学习内容，其对学生学习课程内容起到了良好的促进作用。在线下教学过程中，混合式教学模式可引导学生带着问题和思考去预习，形成良好的学习习惯，从而实现更好的预习效果[9-10]。由图3可知，在线下练习相关习题和作业遇到相关课程内容的问题时，55.60%的学生能通过自己解决或求助小组内同学，体现出较强的自主学习和团队学习能力；40.70%的学生会利用课程伴侣答疑区与同学和老师交流。图4表明进入期末复习阶段，64.00%的学生借助于课程伴侣和雨课堂教学平台，梳理知识脉络和重、难点问题。此外，课程伴侣后台对学生进入课程次数，课程讨论区回文次数，阅读教学资源次数和在线时长数据的统计分析结果表明，大部分学生在学习过程中潜移默化地采用了混合式学习方法。

4  结束语

高聚物成型工艺课程的知识多数是较难理解的成型工艺和成型设计理论，传统的教学模式已无法满足该课程的培养目标，于是，在课程教学内容和教学方法上，需要教师进行相应的调整和改革。借助课程伴侣和雨课堂混合式平台，将深度混合式教学模式应用于高聚物成型工艺课程中，可使学生对高分子材料成型工艺及成型特点有详细、全面和系统的理解，可提升学生在高聚物成型领域分析和解决成型问题的能力，从而可以提高高聚物成型工艺课程教学效果，丰富教学方法。

5  参考文献

[1] 刘晓宇.混合式教学模式中的交互研究与实践[J].商業经济，2022（5）：187-189.

[2] 杜善义.复合材料与战略性新兴产业[J].科技导报，2013（7）：3．

[3] 姚雨辰.高分子材料成型加工综述[J].合成材料老化与应用，2017（1）：89-91.

[4] 徐芹.混合式教学在高校专业课程中推广的困境及解决途径[J].教育观察，2022（10）：79-81.

[5] 李宝铭，张星，郑玉婴．高分子材料成型与加工课程建设初探[J].化工高等教育，2010（3）：39-42.

[6] 刘全校，曹海燕，李东立，等.高分子材料成型与加工课程建设[J].中国科技博览，2009（15）：4-5.

[7] 李黎，杨永福，李建章.木材科学与工程专业本科实践教学改革思路[J].中国林业教育，2010（4）：24-28.

[8] 黄兴彦，齐锦秋，肖辉.中美“木材学”课程教学对比浅析[J].中国校外教育，2020（9）：86-87.

[9] 邢东，牛耕芜，王欣.基于混合式学习的木结构建筑结构学课程教学改革探索[J].中国教育技术装备，2021（7）：99-100.

[10] 秦磊，秦秀娟，杨燕，等.木材科学与工程专业创新教 育实践模式的研究[J].山西建筑，2019（15）：157-158.