轻化工程专业《制革材料与工艺》课程的线上线下教学探究与实践

刘洁 张斐斐 靳丽强 王玉路

摘 要：本文探讨了《制革材料与工艺》课程的线上理论讲授联合线下制革工艺实验教学的方法与效果。通过线上课程内容的精心构思编排以及在线平台软件相关功能的灵活运用，提高学生的上课专注度并实时监督在线学情，调控学习状态；同时结合开放性课后作业的布置，激发学生的创新性思维；通过课前在线点评作业完成情况，活跃学习气氛，培养竞争学习意识，促进师生之间的情感交流，提升教学效率；通过线下差异化的工艺实验设计，增强学生的自主性与协作能力。

关键词：线上线下教学；轻化工程；制革

对于高校教师而言，如何设计在线课程来高效的传播知识[1]，同时提升大学生的创造力，是当前教学迫切需要解决的实际问题。全国有1400多所大学近百万教师通过110多个在线教学平台或网络平台推出4万多门慕课[2]，开设了713万门次在线课程，有11.8亿人次学生在线学习，积极发展在线教育并相应改变现有教学模式是未来教学改革发展的重点与难点。

在线教学的三种基本模式，包括了直播教学、MOOC +SPOC、远程指导，其中直播教学最多。特别是对于稀缺专业的教学，由于在线网络素材资源少，基本采用直播的方式进行授课（38.7%）。在线教育包括较多的优势性，在线签到、随机点名、在线随堂测验[3]等，给予教师更多的机会对教育方法进行创新，比如进行混合式课堂、情景式教学[4]。而且现在的一些理工课程已建立起部分虚拟仿真课程[5]，让学生在电脑端口也可以身临其境的感受到实验环境，观察工厂设备，生产线等操作。这些在线教育形式改善了以往线下教学过程中以抽象理论知识为主的缺点，同时有效规避人身伤害与环境风险，节约实训时间与成本。

作为轻化工程（合成革方向）本科专业核心课的《制革材料与工艺》，是一門必修课程，设有40个学时的理论课（2.5个学分），另搭配48学时的制革工艺实验课。根据培养方案安排在大三的第二个学期进行，旨在让学生了解与掌握皮革生产加工过程中运用的主要化工材料与关键工艺工序。《制革材料与工艺》的理论课为线上线下结合授课，而与该课程配套的制革工艺试验因以学生实验操作获得专业实践技能为首要教学目标，其难以通过在线讲解或发布网络录制视频的方法授课，通过线下实体教学进行。为适应新时期的教学工作要求，及时转变教学理念，更好的传授专业知识，激发学生的学习兴趣，培养自主性、创造性及协作性，主要从以下几方面入手，安排设计教学环节。

一、精心编辑构思在线课件内容，提升学生学习专注度

本课程授课对象为轻化工程（合成革方向）专业的学生，之前并未接触过天然皮革以及蛋白质结构方面的相关知识。而线上课程要求学生长时间守候在电脑或手机等终端设备前，易导致分神。为了吸引学生注意力，改善教学效果，需要在原有线下PPT课件的基础上，增加更多的文本、图形、图表、结构图以及更为生动的声音、视频、Flash动画等素材。需要指出的是，与过往线下面授课程相比，由于内容篇幅较多，教师的课前准备、教学设计时间应有所延长，备课更为认真、充分[6]。

二、高效运用在线课堂平台软件及学情监督功能，精准把控学生学习状态

（一）学情统计

一般而言，线上教育是通过视频进行教学。因为上课时老师、学生处于不同环境中，所以更考验学生的自觉性；线下实体班级教学由于可以在课堂上直接与老师面对面的沟通，所以对学生可以起到直观监督的作用。在大数据时代，教师可通过大数据的多维度课程测评，对学生的学习过程进行质量监管[7]，可更好的推动在线教育的运行。在线授课选用的是腾讯课堂软件，可以根据课堂数据统计，收集在线成员进入课堂听课时长列表，该列表详细记录了学生听课总时长，进出课堂情况，从而获得学生学习学情。

（二）课程回放及下载

传统的线下课，学生一般只能听讲一次，其余时间需靠笔记和书本内容自我复习，而线上教学平台软件可以生成回放，反复学习，具有较高的时间和空间上的自由度，学生不仅可以单次课程重复听，充分利用碎片化的时间进行学习，教师也可以重复的在不同的系列课程中引用，灵活教学。腾讯课堂中每次授课的课程记录课程的在线回放功能，并可查看班级内学生课后回看课程情况，该功能也为老师后期进行课堂回顾，优化课堂内容提供了参考。在线设置课后习题，课程小考及期末考试的功能，为开展翻转课堂[8]提供了可实施性。线上软件如学习通，智慧树知到等软件便于教师更加方便快速的进行成绩判定，题型分析。通过以上资料对学生学习数据的收集分析可以更加准确地制定学习计划[9]，设置课堂内容，因材施教，及时调控课堂学习状态，提高学生学习效率。

三、合理布置多元、个性化、开放式作业，激发学生学习兴趣，引导创造性思维

（一）多元开放式作业设计

线上课堂作为授课的主要环节，需要加强教师与学生的课堂互动能力，从而确保学生在线率。课后作业环节的设置也极其重要，一方面对课堂内容进行总结，另一方面发挥学生主观能动性，拓宽知识面。例如，结合《制革材料与工艺》课程中真皮组织结构的教学内容，让学生对真皮结构进行分析，作业中大家通过网络文献检索，搜集了纤维成分中胶原纤维[10]，网状纤维，弹性纤维的图片，以及非纤维组分中汗腺、脂腺，淋巴管的图片，从而对真皮结构有了更加形象的认识。针对学生作业的反馈，在每次正式课前利用约10～15min 的时间对上节课的作业情况进行分享，尤其是对比较有专业性知识点的作业进行点评。这种课前“优秀作业”的分享环节可培养学生的竞争学习意识，在一次又一次的评价中，既肯定了学生的学习成果，又达到了“教”“学”相长的目的。不仅为学生提供了发挥创造能力的空间，也在不知不觉中，提高了学生对该门课程的重视程度与参与度。

（二）电子版作业素材形式多样

在以往线下授课过程中，课后作业多以纸质版材料上交留存，样式固定，多为客观的问答题。采用线上/线下结合授课形式，学生提交的电子版作业形式更为丰富。作业的完成形式包括了图1所示的思维导图模式，PPT模式、如图2所示的word文档模式，尤其是在常规word文档版作业中通过不同的字体、字型、背景、颜色、流程图等各类手段详细标注重点部分，条理分明。在线上教学过程中，学生也更乐于搜索更多的网络信息内容，以便清晰的将课堂中的“重要知识点”、“知识点分支”依据个人的理解充分表达出来。整体而言，本课程线上授课学生作业的完成情况要明显优于往届线下课堂讲学。可以肯定的是，《制革材料与工艺》在线课程的实施，给学生的作业模式带来了显著改变。而且，在课程的后期在线教学阶段，发现学生作业的完整性、创新性较课程初期又有较大进步，反映出学生对此门课程的认知逐渐加深，主动学习能力有所提高。

四、科学设计差异化的线下实验课程，增强学生的自主性与协作能力

因学生在线上已经接受过系统、良好的《制革材料与工艺》理论培训，对制革工艺理论已有一定了解与认知，在线下实验教学期间，可通过差别化的实验工艺设计[11]。制革工艺的设计对成品革的外观，结构及性能都具有极大的影响。皮革复鞣染色的过程是赋予成革价值和个性化的重要途径，同时也可以弥补主鞣的缺陷，因此在线下实验阶段，选择经过铬鞣后的蓝湿皮为原材料，进行加工。皮革染色是染料在胶原纤维网中进行吸附、扩散、渗透和固着的过程[12]，染色过程中pH值、温度、浓度的调控，染色助剂如匀染剂、渗透剂、固色剂等的添加也会起到画龙点睛的作用。在实验过程中，我们将实验设计权归还给学生们，通过提供不同色泽染料产品，不同特性的加脂剂及复鞣填充剂，在基础工艺配方上进行再创造，采用小组制进行制革加工操作（2～3人），每组成员自主选择坯革复鞣染色方案，如不同颜色（红色、绿色、蓝色、复配颜色）、不同种类染料（阴离子、碱性、直接、活性染料）[13]等，提高同学们的个人主观能动性与团队的相互协作精神。在整个过程中，比较重要的是染色过程中pH值的调控，因此，我们设计了pH梯度，最终，采用色差仪测定相同染料，不同pH条件下皮革色度的变化，将科学研究中的单因素研究法引入实验过程中，在实习报告中进行提炼总结。图3所示为学生自主参与设计[14]制作的各色坯革绷板干燥过程。在后续涂饰工序，学生们根据各自组的底革颜色设计配色 涂饰方案，完成整饰工段，达到理论结合实践的目的。

结论

《制革材料与工艺》课程采用线上理论直播授课及线下制革工艺实验相结合的授课方式，通过精心编排课件内容，高效运用在线平台软件中的各项功能，巧妙布置多元化、开放性的课后作业，差异化的实验设计等方法，开展翻转课堂，有力保证了教师的教学质量，同时改善了学生的在线专注度，学习能动性，创造力。学生的学习兴趣、自主性与协作能力亦得到有效提升。区别于以往的单一面授式教学，教师与学生的教学互动因新方式的引入，而产生了显著变化。本论文提供的高质量线上线下授课方式，不仅夯实了轻化工程（合成革方向）学生的专业知识，而且对于其它精细化工、高分子材料成型加工、生物质利用等相关专业的工科教学亦有一定的借鉴意义。

参考文献

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*基金项目：齐鲁工业大学（山东省科学院）：校级教研项目（2020yb39），齐鲁工业大学（山东省科学院）优秀教学团队：皮革化学与工程教学团队（2022JXTD011），第二批国家级新工科研究与实践项目：面向新工科的轻化工程专业信息化、数字化改造的探索与实践（E-HGZY20202024）。

作者简介：刘洁（1986-），男，汉族，江西高安人，副教授，博士，研究方向：制革清洁生产。

*通讯作者：张斐斐（1988-），女，汉族，陕西咸阳人，讲师，博士；靳丽强（1971-），男，汉族，山西晋城人，教授，博士。