双一流背景下橡胶工艺学课程教学改革与实践

卢江荣 王玉峰 王亚珍 陈国华

摘  要：为提高高分子材料与工程专业核心课程橡胶工艺学的教学质量，结合教育部本科一级课程建设的实施意见，文章在学情分析的基础上，从课程目标、教学模式和过程、以学生为中心、课程思政和持续改进等方面，谈谈课程教学改革探索的几点心得。

关键词：课程目标;教学模式;以学生为中心;课程思政;持续改进

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）20-0038-04

Abstract： In order to improve the teaching quality of Rubber Technology， the core course of polymer materials and engineering major， and in combination with the implementation opinions of the first-level undergraduate course construction of the Ministry of Education， this paper， based on the student analysis， discusses some ideas on exploring the teaching reform of the course from the aspects of course objectives， teaching mode and process， student-centered， course ideology and politics， and continuous improvement.

Keywords： course objective; teaching mode; student-centered; ideological and political education in courses; continuous improvement

2019年10月教育部印發《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》[1]，对本科教育教学管理工作做出部署，出台22条举措，坚持立德树人，围绕学生忙起来、教师强起来、管理严起来、效果实起来，深化本科教育教学改革，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。其中指出，全面提高课程建设质量。立足经济社会发展需求和人才培养目标，优化公共课、专业基础课和专业课比例结构，加强课程体系整体设计，提高课程建设规划性、系统性，避免随意化、碎片化，坚决杜绝因人设课。严格课堂教学管理，严守教学纪律，确保课程教学质量。

课程教学质量是人才培养的基石，老师是关键，教育部高教司曾总结说“教学改革改到深处是课程，改到痛处是教师”[2]。教育部发布《关于一流本科课程建设的实施意见》[3]为本科课程建设提出了目标，指明了方向。可以归纳为要有立德树人、以学生为中心、五育并举的教学理念;课程目标要有效支撑培养目标的达成，既要符合学校办学定位，又要注重知识、能力和素养的培养;课程教学设计要科学合理，围绕目标达成、教学内容、组织实施和多元化评价需求进行整体规划，教学策略、教学方法、教学过程、教学评价等设计合理;课程内容应与时俱进，内容结构符合学生成长规律，及时更新知识体系、契合课程目标、教学资源丰富多样、体现思想性、科学性与时代性;教学组织突出以学生为中心的地位，根据学生认知规律和接受特点，创新教与学模式，因材施教，促进师生/生生交流互动;课程管理和评价科学且可测量。目标要落实，教师的教学创新和辛苦付出是必不可少的。

作为一名高校教师，教书育人是我们的初心，为提高学生的学习兴趣和学习效果，也进行了很多尝试和探索，本文就近几年教授高分子材料与工程专业核心课程橡胶工艺学所做的一些教学改革探索谈谈心得。

一、学情分析

（一）学生情况

高分子材料与工程专业属于本校的非主流专业，每年面向全国23个省、自治区、直辖市招生，招收专业调剂的学生较多。自2017年起，本专业按照材料大类招生，大类专业招生涵盖材料科学与工程、材料成型及控制工程、高分子材料与工程共3个专业，学生在第一、第二学期按照材料大类培养，第二学期结束之前进行专业分流。由于本校材料科学与工程专业通过了工程认证，所以专业分流时成绩排名靠前的学生大部分都选择这个专业，材料成型与高分子专业的学生成绩靠后的居多，学生的专业认可度不高，学习主动性不强，基础较薄弱学生的占比较高。

（二）课程痛点

传统教学模式下的本课程教学痛点：（1）学生学习基础知识、学习风格上存在差异，学习起点水平不一;（2）老师课前对学生已有的基础不了解，即便要求预习，但也较难落实学生的预习效果;（3）上课需要教授的内容信息量较大且课时不足，难以关注学生能力和素养的培养;（4）课上的师生互动主要是老师提问学生回答，学生主动提问和参加答疑的人数不多，学习主动性不足;（5）学生对知识掌握较好，但实际应用能力弱，考虑问题不全面;（6）学习考核形式单一，过程性评价不足。

（三）当代学生的学习特点

（1）自我意识增强，接受新事物较多，思维独立、追求个性，对老师和别人的观点不轻信，不盲从;（2）学习生活网络化，学习资源可获取程度高，但知识碎片化严重，垃圾信息增多需要辨别;（3）由于数字化、互联网、存储技术的发展，记忆类知识可随时廉价获得，但不真懂不会用的现象较为突出，教会学生运用知识进行判断、应用、创新才是网络时代教学的重点。

二、课程目标对培养目标的支撑

橡胶工艺学是在大三下学期高分子材料与工程专业橡塑加工方向学生必修的专业核心课程，主要内容分为三大部分：（1）介绍各配合体系原材料的主要品种、性能、作用原理和使用方法，通过这部分的学习，能使学生掌握为什么要用这些配合体系？怎么才适用？（2）重点讲解橡胶配方组成与胶料的工艺性能、物理性能和使用性能的关系，使学生能根据性能要求合理地去设定橡胶胶料配方。（3）比较系统全面地讲解了混炼、压延、挤出、硫化四个橡胶加工工艺过程的原理、方法和典型实例。使学生了解怎样才能把所设计的配方和选用的骨架材料通过不同的加工方法组合在一起生产出合格的橡胶制品。课程内容多、实践性强，支撑毕业要求中“设计、开发解决方案，工程与社会，环境与可持续发展，项目管理”项中的四个指标点，课程目标要求学生（1）掌握橡胶原材料的品种、性能和使用方法;掌握配方组成与胶料的工艺性能、物理性能和使用性能的关系;能根据橡胶制品工作环境和条件合理选择材料和工艺，能正确分析影响技术方案的各种因素;（2）在配方设计时能考虑相关技术标准、知识产权、产业政策和法律法规等层面的要求，能够基于工程相关背景知识来评价分析社会和环境等要求对高分子材料工程实践活动的影响，理解社会对环保助剂、节能工艺、长寿命周期等橡胶制品的需求原因;（3）在配方设计时能够基于橡胶材料、配合体系及加工工艺对环境、健康的影响，合理选择环保材料和工艺;（4）在配方设计时能够基于产品全周期内性能的变化、成本构成，合理选择合适的材料和工艺条件。课程培养学生能从工程师角度出发考虑材料进行橡胶制品配方设计能力，在设计过程中考虑工程伦理、环保、安全、法律、经济、项目管理等非技术因素，在实践过程中体现创新精神;课程融合思政元素，培养学生求真务实，开拓进取的学术精神。课程目标与指标点要求一一对应，坚持知识、能力和素养融合，广度和深度融合。

三、教学模式及教学过程创新探索

（一）线上线下混合式教学模式

针对本课程教学内容多，线下课时不足，无法关注学生能力和素养培养的问题，采用线上线下混合教学模式，优选与本课程相关性良好并在中国大学MOOC平台上线的省级精品课程橡胶与人类作为线上资源，结合线下课堂进行混合式教学。线上教学主要包括各种体系材料的性能和特点、四个橡胶加工基本工艺过程及工艺参数的制定、欧盟的轮胎标签法案和环保法案的意义及影响、几种橡胶制品的结构特点和设计要求等，线下课堂则引导学生根据橡胶制品的性能特点、工作环境，选用合适的材料进行设计;以案例、讨论、翻转课堂的形式进行，在设计中补充难度更深的内容，激发学生去思考，去研究和探索。线上线下混合教学模式既能很好地实现广度和深度融合，又可以实现知识、能力和素养的融合。

（二）教学过程创新

课前安排学生观看线上视频，完成单元测试，学习章节的基本知识，通过中国大学MOOC后台，可以看到学生的学习数據，包括观看视频时间、时长、单元测试成绩等。课前的学习反馈有利于老师了解学生已有的学习基础，甄别出部分学习有困难或学习态度不佳的学生，在线下教学时可有针对性地对教学内容进行调整并对部分重点学生进行关注。采用异步SPOC的方式线上教学，线上的学习内容可以灵活调整，培养学生自主学习能力，激发学生学习兴趣。

线下课堂采用回顾串讲，重点难点分析，课堂提问、案例讨论等形式进行，课堂串讲可理清知识主线，将线上学习和网络获取的碎片化知识重新整合构架并系统输出;课堂提问多关注应用，建立使用情景与配方设计之间的联系，老师提问的过程也是引导启发的过程，既不能让学生畏难不敢回答，影响课堂活跃度，又不能过于简单而使学生懈怠;案例讨论遴选真实问题、真实任务、工程应用，拉近课堂与现实的距离，激发学生的学习兴趣，想去了解或探索更多的实战问题，提高学生对专业的认可度。课堂提问采取随机点名的方式，案例讨论则分组进行，讨论结果由每组选出的代表进行陈述，每一个人在每一堂课都有可能被点中回答问题，所以学生课堂的专注度有所提高。课前几分钟发布小练习，检验学生上一次课的学习效果。

课后会在中国大学MOOC平台上布置线上作业，规定提交时间，提交后由学生互评打分，系统会给出评分标准和老师提前准备好的参考答案，学生作业互评过程也是再学习强化过程，老师也需要评阅学生作业，及时发现作业中的问题并在线下课堂及时反馈。课后老师和同学可以在中国大学MOOC的平台讨论区或课程QQ群里留言讨论和互动，及时反馈课后疑问或作业问题。

（三）研究导向型教学+翻转课堂

俗话说“听一遍不如看一遍，看一遍不如做一遍，做一遍不如讲一遍，讲一遍不如辩一辩”，课堂的功能应该从传统的讲授知识逐步转移到引导学生学习和研究。研究导向型教学从现实现象或任务入手，引发学生的问题意识、好奇心，然后引导学生如何通过解释现象回答问题，完成任务，学生在这样的研究过程中，要搜寻信息，学习知识，学会学习，学会与别人合作，学会用已掌握的知识去解决问题。这种学习方式不仅帮助学生记住了知识，而且帮助学生培养了一系列人生所需的能力[4]。

结合工程认证要求培养学生解决复杂工程问题的能力，培养非技术能力素养。本课程以研究导向型教学加翻转课堂的形式，引导学生在学习过程中将所学知识综合应用到配方设计中去。复杂工程问题报告选题要求针对不同橡胶制品的工作环境和寿命要求，提出橡胶制品特定部位的胶料性能要求并说明原因，根据所提的性能要求进行配方设计和加工工艺设计。学生通过文献资料查阅，与老师交流、分小组讨论的模式进行，写出分析过程，提出合理的配方和工艺设计解决方案并用PPT进行展示和讲解。在配方设计时要求以工程师的视角，站在环境保护和可持续发展的角度，能考虑技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规等要求，运用所掌握配方组成与胶料的工艺性能、物理性能和使用性能的关系，选用环保健康且符合相关法律法规要求的原材料，设计出性能好、成本低、加工性能好的橡胶产品配方和加工工艺。在设计过程中，老师始终以指导陪伴的身份引导学生，参与学生讨论，对设计方案细节质疑，要求学生辩驳，通过多次的复盘和修改，最终的设计成果由小组成员集体或代表进行汇报。通过研究导向型教学加翻转课堂的模式，同学们完成的报告质量都较高，不仅训练和培养了知识运用、问题分析、方案设计等技术能力，还锻炼和培养了工程社会、环境可持续发展、团队合作、项目管理等非技术能力和素养。

（四）慕课堂

慕课堂是中国大学MOOC在慕课平台基础上打造的一款智慧教学工具，可关联线上课程，通过丰富的互动功能、数据统计，帮助老师更高效地管理课堂教学。

课前老师可以利用慕课堂中备课模块进行单次授课的教学准备，进入课堂后利用PPT授课、签到、练习、点名、问卷、讨论、公告等七项教学模块，可轻松实现课堂签到、教学和师生互动，所有的课堂活动都有记录，老师可以通过“学情统计”查看学生学习情况，针对性调整课堂教学设计;系统实时统计学生课堂、课外学习表现，汇总线上线下成绩，完整的学习记录为过程性评价提供支撑。

慕课堂中的资源库中包含题库、练习库、问卷库和教案库，方便教师管理教学文件和发布教学活动，长期的资源库积累为今后丰富教学活动，拓展学生眼界提供可能。

（五）考核评价

针对学习考核形式单一，过程性评价不足的问题，本课程力争考核内容能力化、评价方式多元化。综合成绩由平时成绩20%、复杂工程问题报告20%、期末闭卷考试60%组成。其中平时成绩由线上成绩和线下成绩组成，主要包括：线上单元测试20%+作业20%+视频观看20%+讨论区发言10%+线下课堂练习20%+出勤10%+回答问题加分。线上单元测试主要考察学生课前预习和课后巩固情况，主要是判断题、选择题，线上答题，提交后自动判分;课后作业在线上提交之后学生互评再到老师评阅;讨论区讨论根据学生的活跃度和优秀发言数量评分;线下课堂练习是主要考察学生的学习效果，在慕课堂上发布的练习，提交后自动判分和汇总，老师可根据完成情况调整授课内容。期末闭卷考试题型均为主观题，包括简答题、计算题和结合工程案例的综合设计题，题目设计主要是考察学生的综合运用知识解决问题的能力和设计过程中体现的非技术能力。平时成绩可由中国大学MOOC平台的数据汇总计算，解决了过程性评价缺少支撑的难题。

四、以学生为中心

教学创新需紧紧围绕以学生为中心，让学生眼里有光，心中有梦想，从被动学习向主动学习转变，关注学生能力的培养，关注课程目标的达成。

在“互联网+数字化”的时代里，学生获取知识的途径多且很方便，但大部分却知其然不知其所以然，知道但不真懂又不会用，这时老师的引导和帮助尤为重要。研究导向型教学以学生为主体，改变传统教学中以老师课堂讲授为主的教学模式，老师的作用是指导学生学习和研究，发挥学生学习主动性、创造性和积极性，构建自己的知识体系，使自己成长，完成从老师教到自己学的转变。

本课程课前采用学生线上自学，带着问题进课堂，学习更有针对性;课堂上采用回顾串讲、重点难点分析、课堂提问及案例讨论等多种形式，课堂的主角是学生，老师的作用是引导和启发;课后学生需完成线上作业和复杂工程问题报告，该报告由学生分组完成，选择自己感兴趣的橡胶制品或部件配方进行设计，老师参与过程讨论，最终的设计成果利用翻转课堂的形式进行分享。整个学习过程都强调学生的主体地位，老师要激發其学习主动性，在全过程给予指导和帮助。

五、课程思政

专业课程是思想政治的主战场，课程也必须要融入思政元素。在本课程中结合学习内容设计了多个思政案例，如介绍橡胶的高弹性时，着重介绍具有独立知识产权的C919大型客机在2020年进行的高温和高寒专项试飞实验，启发学生的爱国情怀和民族自豪感;讲述废旧橡胶回收利用的意义与可持续发展问题，启发学生的社会责任感;讲述仲胺类促进剂致癌的机理及欧盟环保法案，启发学生要做一个合格的橡胶工程师，在设计配方时应能站在环境保护和可持续发展的角度合理选用配合体系和助剂;讲述防老剂的作用原理，老化是一种不可逆的进程，但我们可以采取措施使这个不可逆的进程变缓，人的衰老也是不可逆的，我们同样可以选择健康的生活方式延缓衰老，呼吁同学们不要熬夜，早睡早起，培养良好的作息习惯;讲述增塑剂的选择时，引入环保的要求和国家的政策措施，让学生具有环保意识并了解国家对环保的重视;讲述配方设计时不仅要整体考虑性能、价格和工艺的协调，还要站在环境保护和可持续发展的角度选用环保经济有效的原材料;讲述硫化的时温等效原理，提高硫化温度可以大幅减少硫化时间，但同时也会牺牲一部分性能，与同学们讨论最佳的解决方案，让同学们在算成本帐的同时，体会中国几千年的中庸之道。

六、持续改进

本课程教学大纲按工程认证的标准修订，大纲制定教学各环节评价标准，定量分析，计算课程目标达成度;考前发放课程质量调查问卷，进行学情分析，结合课程目标达成情况的评价结果，提出课程持续改进的措施。

本课程已在2017级和2018级学生的橡胶工艺学课程教学中进行探索和改进，学生的课堂活跃度和专注力有所提高，课后老师与学生的交流沟通增多，课前与课堂表现较好的同学，复杂工程问题报告和期末考试的完成情况都很好。以2018级的学习数据为例，平时成绩的最高分为96分，最低分为32分，平均分为69分，平时成绩与学生的平时表现、期末考试成绩的相关性较好，平时学习认真努力，紧跟老师学习步调的学生，在期末闭卷考试中能取得较好的成绩，而平时不能主动完成线上学习和作业、练习的学生，期末考试的成绩则较差。分析认为，线上线下混合教学模式对学生主动学习要求较高，由于部分知识性学习在线上完成，线下课堂侧重引导和训练，如果没有课前的知识点储备，线下课堂的学习就会感到困难，学习效果也会大打折扣。如何帮助和督促学习基础薄弱和自觉性不足的同学适应新的教学模式，鼓励他们多与老师和同学交流是下一步持续改进的重点任务。

参考文献：

[1]教育部.关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见[EB/OL].http：//www.gov.cn/gongbao/content/2020/content

_5469721.htm.

[2]介绍2021年春季学期学校疫情防控和教育教学工作有关情况[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/fbh/live/2021/52921/mtbd/202102/t20210224_514644.html.

[3]教育部.关于一流本科课程建设的实施意见[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[4]席酉民.明道任事-教育之道[M].北京：清华大学出版社，2020：5.