“染料化学”慕课平台在线上...混合式教学实践中的应用探索_张晓莉.pdf

2023 年第 1 期（总第 311 期）山东纺织经济46教学园地“染料化学”慕课平台在线上线下混合式教学实践中的应用探索张晓莉，黄鑫，郝克倩(中原工学院 纺织学院，河南 郑州 450007)摘要：为适应“互联网+智慧教学”的信息化教学时代发展，文章以“染料化学”课程 MOOC 平台的建设和应用为实例，从整合教学内容、完善课程资源、创新教学方法、采用多元化评价和反馈等方面，探索并实践了线上线下混合式“金课”教学模式的开展，对深化专业课教学改革，将发挥引领和示范作用。关键词：染料化学；混合式教学；慕课；教学经验中图分类号：TS193.2 G642文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1673-0968.2023.01.011课程是人才培养的核心要素，学生从大学里受益的最直接、最核心、最显效的是课程1。“互联网+”教育时代的到来，国家鼓励教师利用信息技术提升教学水平、创新教学模式，利用翻转课堂、混合式教学等多种方式用好优质数字资源，对深化课程教学改革、提高教学质量具有十分重要的意义2。“染料化学”是轻化工程（染整方向）专业的专业必修课，培养学生解决染料开发设计以及染色和印花过程中所涉及化学问题的能力。我校“染料化学”课程于 2017 年建成校级优秀课程，2019 年建成校级慕课，2021 年又获批校级一流本科课程建设立项。截至目前，“染料化学”线上线下混合式教学实践在超星泛雅学习平台上已完成 3 期运行，在教学实践中进行全方位的课程改革，积极探索“金课”的建设和应用，以促进学生自主学习能力和全面素质的提高。以学生发展为中心，是世界高等教育共同的理念，课程是解决这个理念落地的“最后一公里”1。高树珍3从顺应时代的召唤和课程教学的需要，分析了“染料化学”慕课的开发对提高教学质量，培养创新人才，提高教学效率具有重要意义。本文基于 OBE（Outcomes-based Education）教学理念，以保证学生真正具备进入染整领域后所需要的知识、能力和素质为指引，以工程教育专业认证为抓手4，利用自建的“染料化学”慕课资源，发挥信息化教育技术的优势，充分挖掘德育教育内容，在教学实践中积极探索“金课”的建设和应用，从教学目标、教学内容、网络资源、教学实施方法、信息化教学技术的综合应用、多元化考核方法等方面进行探索实践，明显提高了学生的学习效果。1“染料化学”慕课平台的建设1.1教学目标我校轻化工程专业为河南省一流本科专业、特色专业和专业综合改革试点，“染料化学”是该专业的必修课。学生通过本课程学习，应达到的知识、能力和素质水平如下：知识目标：掌握染料的分类、商品化加工、重要的单元反应、染料的化学结构特点及其染色原理和合成方法等知识，重点掌握染料化学结构与其颜色和性能之间的关系，同时注重知识拓展，收稿日期：2022-08-31基金项目：河南省专业综合改革试点项目（中原工学院 轻化工程专业，2017 年）；河南省一流本科专业（2020 年）；中原工学院校级一流本科课程（2021 年）作者简介：张晓莉（1978），女，河南新郑人，博士，副教授，研究方向为绿色染整技术和功能纺织品开发。通信作者：张晓莉（1978），女，河南新郑人，博士，副教授。2023 年第 1 期（总第 311 期）山东纺织经济47教学园地了解环保高性能染料设计开发的前沿知识。能力目标：培养“结构决定性能”的学习思维模式，优化染料结构设计，能够依据重要的单元反应，利用 ChemDraw 或者 ChemSketch 化学绘图软件设计染料的合成方法，能够合理分析染色过程中所涉及的化学反应和影响因素，提升解决实际生产中复杂工程问题的本领，体现课程高阶性和挑战度。素质目标：注重价值引领，增强绿色环保和科技创新意识，培养追求清洁生产的责任担当和团队合作精神。1.2教学内容的梳理和整合依据学生认知特点和知识的条理性，将课程内容进行梳理整合，创建课程网站目录，如图 1所示，主要分为五大模块，第一模块是染料基础篇，由第一、二、三章构成，即染料的基础知识、染料中间体、化学结构和颜色关系，这部分是学习所有染料的基础和前奏，为更好的理解和掌握染料合成及应用相关的化学问题拉开了序幕；第二模块是纤维素纤维染色用染料篇，由第四、五、六章构成，从学生最熟悉的棉纤维染色开始，主要讲直接、还原、活性染料的结构特点、分类及合成和应用，在讲课过程中，注意将三类染料进行类比分析，引导学生建立相互联系的知识网络体系；第三模块是蛋白质纤维染色用染料篇，由第七、八章构成，主要讲酸性、酸性媒染和酸性含媒染料的化学结构特点和染色性能，注重引导学生树立环保意识；第四模块是合成纤维染色用染料篇，由第九、十章构成，是常见合成纤维涤纶、锦纶和腈纶染色用染料，主要讨论分散染料和阳离子染料的化学结构特征和染色性能，注意将这部分染料与前几章的内容进行对比分析；第五模块是自学篇，是学习能力的升华，通过自学网络课程中的微课视频、分组查阅资料、小组 PPT 汇报、主题讨论等形式，拓展知识面，提高自学能力，体现课程高阶性和挑战度。1.3慕课平台的主要建设内容在超星泛雅平台上创建了“染料化学”网络课堂，实现课程资源共享，使个性化学习成为可能，对提升传统教学质量起到重要辅助作用。主要建设的内容有：创建课程门户：主要包括课程简介视频、教学目标、课程组成员介绍、教学大纲、教学日历、考核方式等。构建教学体系：合理分解章节知识点，完善各知识点的多媒体教学课件 PPT 并上传到慕课平台，以供学生进行预习和个性化自学。微课视频：梳理章节重点和难点知识，拍摄制作内容精炼的微课视频，上传 26 个视频微课，总时长 224 分钟，帮助学生灵活学习。图 1“染料化学”课程知识模块第一模块染料基础第一章 染料概述第二章 染料中间体及重要的单元反应第三章 染料的颜色与结构关系第四章 直接染料第五章 还原染料第六章 活性染料第七章 酸性染料第八章 酸性媒染染料和酸性含媒染料第九章 分散染料 第十章 阳离子染料第十一章 功能染料 第十二章 不溶性偶氮染料 第十三章 硫化染料 第十四章 天然染料 第十五章 有机颜料 第十六章 荧光增白剂第二模块纤维素纤维染色用染料第三模块 蛋白质纤维染色用染料第四模块 合成纤维染色用染料第五模块 自学章节2023 年第 1 期（总第 311 期）山东纺织经济48教学园地创建题库：上传课前思考题、作业题、章节自测题、阶段性测试题等，题库收集 146 道题，10 章作业习题，以便学生能够自行检测学习效果，同时教师也可以采用随机组卷或者手动组卷的方法对学生进行阶段性测试。其他教学拓展资源：染料行业发展相关的文献资料，染料相关思政案例，新型高性能染料开发相关文献等，以拓宽学生视野。丰富教学活动：通过学习通 APP 推送课程通知、签到、提问选人、作业、在线主题讨论和测试、答疑解惑等。2“染料化学”慕课平台的应用2.1线上线下混合式教学设计依据 OBE 教学理念，采用线上线下混合式教学，教学实施设计如图 2 所示，主要包括：线上课前预习、线下课堂教学和课后复习三个部分5。2.1.1线上课前预习由于学生原有知识基础存在差异，使得课堂教学不可能兼顾到每个学生，为了缩小学生知识储备差异大的问题，在“染料化学”课程超星泛雅网络学习平台上，每个章节都设置有课前思考题，要求学生在课前思考题的引领下，观看微课视频和多媒体课件，可以制定适合自己的个性化学习进度，完成线上预习任务，并进行章节测试检测学习效果，教师通过测试结果数据分析，掌握学生的学情，合理调整课堂教学设计。2.1.2线下课堂教学“染料化学”课程的特点是染料种类多，化学结构式多，偏理论，较枯燥。为了在有限的学时内，抓住课程的重点，使学生对染料化学结构有较全面的理解，在教学中引导学生树立“结构决定性能”的思维模式。重点和难点知识采用线上预习+课堂讲解+随堂练习+热点问题主题讨论相结合的教学方式，通过染料实例、实验展示、习题和讨论等具体案例让学生对重、难点进行消化吸收，提高分析问题和解决问题的能力，体现课程的高阶性和挑战度；同时线下课堂突出价值引领，将政治认同、家国情怀、文化自信、科学精神、法治意识和职业素养等思政元素有机融入到染料化学教学过程中，启迪学生思考、激发爱国热情、引导科技创新。例如讲还原染料时，化枯燥的化学反应为有趣的实验探索：（1）观看靛蓝染色的对比实验视频，引出染色过程中涉及的化学反应问题，启发学生思考，更利于理解涉及的还原和氧化反应；（2）讲述 1905年获得诺贝尔化学奖的德国有机化学家拜尔如何第一次提出了靛蓝分子结构式，并成功合成出靛蓝，增加了化学史的趣味性，引出靛蓝的工业合成方法有利于学生理解和接受。同时巧妙融入思政元素：从传统文化和考古发现引出古代蓝色的染料靛蓝，北魏贾思勰的 齐民要术 和明代宋应星的 天工开物详细记载了靛蓝的提取方法，增强学生的民族自信和文化自信。实践中发现通过这种模式使图 2“染料化学”课程线上线下混合式教学设计线上线下混合式教学线上课前预习课前问题实验观察线下作业线上章节测试线上主题讨论课堂讨论翻转课堂过程性考核（50%）期末考核（50%）知识点视频拓展文献课程目标达成情况分析知识点PPT线下课堂教学课后复习教学反馈及改善2023 年第 1 期（总第 311 期）山东纺织经济49教学园地通过课前章节测试结果分析学生预习的薄弱点是第 6、7 题，在课堂教学中将对薄弱点进行较详细的讲解和练习，组织学生进行主题讨论、抢答等方式活跃课堂气氛，结合实际复杂工程问题，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时注重价值引领，有机融入课程思政元素，提高学生的综合素养。考试测评方式的改革是整个课程改革中的另一个关键环节。“染料化学”考核方法及内容与课程目标相适应，注重学生综合能力和学习态度的考核，强调过程性考核。为达到课程的培养目标，课程采用终结性考核（期末考试）与过程性考核（平时作业、阶段性测试、小组 PPT 汇报等）相结合的评价方式。如表 1 所示。基于 OBE 教学理念，充分体现以“学生”为中心，实施了学生学习效果自我评价的方法、成绩综合评价等。学生学习效果自我评价，主要是针对课程四个课程目标，进行自我评价，通过评价数据的比较，可以看出学生掌握各项能力的薄弱点，教师可以根据这些数据在后续的授课中进行有针对性的改进，以实现“教学评价改进”的螺旋式上升。学生的学习效果明显改善。线下课堂利用启发式和讨论式教学模式，经常利用学习通中选人功能，进行课堂随机提问，活跃课堂气氛，调动学生学习积极性。发挥学习通中的主题讨论功能，随堂发布讨论内容，学生查阅资料回答问题，达到拓展知识面，学以致用等效果。随着生态纺织品对染料性能要求不断的提高，及时更新教学内容将有关环保染化料的相关信息引入课堂，删减不溶性偶氮染料和硫化染料等内容，增加天然染料、荧光增白剂、颜料等相关内容。由于学时有限，通过网络慕课平台的建设，部分章节采用线上自学，线下学生分组汇报和讨论的方式进行，注重启发式、项目调研式教学，培养学生自学能力和团队合作精神。2.1.3课后复习课后通过网络平台的视频微课、章节测试、师生互动和阶段性考试，以及课后作业等方法进行知识的复习巩固，引导学生进行探究式学习，体现课程的创新性，强化过程性考核，严格要求学生按时完成网络课程的任务点，从而提高学生的学习效果。2.2线上线下混合式教学效果评价学生随时可以利用学习通 APP 上“染料化学”多媒体课件、视频资料和拓展资源进行个性化学习，而教师要合理利用网络平台数据统计对学生在线学习情况进行跟踪和督促，例如还原染料章节具体实施计划：首先充分利用网络课程平台发布学习任务，要求学生按时完成课前预习，自行进行章节测试（主要是客观选择题），通过章节测试不仅强化了过程性考核，而且也反馈课前预习效果，辅助教师进行课堂教学设计，如图 3 所示。图 3还原染料章节测试正确率统计表 1“染料化学”考核方式及占比考核类别所占比例（%）过程性考核（50%）平时作业10章节测试10网络平台任务点10阶段性测试10主题讨论5小组 PPT 汇报5终结性考核（50%）闭卷期末考