輕化工程專業《制革材料與工藝》課程的線上線下教學探究與實踐

劉潔 張斐斐 靳麗強 王玉路

摘?要：本文探討了《制革材料與工藝》課程的線上理論講授聯合線下制革工藝實驗教學的方法與效果。通過線上課程內容的精心構思編排以及在線平臺軟件相關功能的靈活運用，提高學生的上課專注度并實時監督在線學情，調控學習狀態；同時結合開放性課后作業的布置，激發學生的創新性思維；通過課前在線點評作業完成情況，活躍學習氣氛，培養競爭學習意識，促進師生之間的情感交流，提升教學效率；通過線下差異化的工藝實驗設計，增強學生的自主性與協作能力。

關鍵詞：線上線下教學；輕化工程；制革

對于高校教師而言，如何設計在線課程來高效的傳播知識[1]，同時提升大學生的創造力，是當前教學迫切需要解決的實際問題。全國有1400多所大學近百萬教師通過110多個在線教學平臺或網絡平臺推出4萬多門慕課[2]，開設了713萬門次在線課程，有11.8億人次學生在線學習，積極發展在線教育并相應改變現有教學模式是未來教學改革發展的重點與難點。

在線教學的三種基本模式，包括了直播教學、MOOC?+SPOC、遠程指導，其中直播教學最多。特別是對于稀缺專業的教學，由于在線網絡素材資源少，基本采用直播的方式進行授課（38.7%）。在線教育包括較多的優勢性，在線簽到、隨機點名、在線隨堂測驗[3]等，給予教師更多的機會對教育方法進行創新，比如進行混合式課堂、情景式教學[4]。而且現在的一些理工課程已建立起部分虛擬仿真課程[5]，讓學生在電腦端口也可以身臨其境的感受到實驗環境，觀察工廠設備，生產線等操作。這些在線教育形式改善了以往線下教學過程中以抽象理論知識為主的缺點，同時有效規避人身傷害與環境風險，節約實訓時間與成本。

作為輕化工程（合成革方向）本科專業核心課的《制革材料與工藝》，是一門必修課程，設有40個學時的理論課（2.5個學分），另搭配48學時的制革工藝實驗課。根據培養方案安排在大三的第二個學期進行，旨在讓學生了解與掌握皮革生產加工過程中運用的主要化工材料與關鍵工藝工序?！吨聘锊牧吓c工藝》的理論課為線上線下結合授課，而與該課程配套的制革工藝試驗因以學生實驗操作獲得專業實踐技能為首要教學目標，其難以通過在線講解或發布網絡錄制視頻的方法授課，通過線下實體教學進行。為適應新時期的教學工作要求，及時轉變教學理念，更好的傳授專業知識，激發學生的學習興趣，培養自主性、創造性及協作性，主要從以下幾方面入手，安排設計教學環節。

一、精心編輯構思在線課件內容，提升學生學習專注度

本課程授課對象為輕化工程（合成革方向）專業的學生，之前并未接觸過天然皮革以及蛋白質結構方面的相關知識。而線上課程要求學生長時間守候在電腦或手機等終端設備前，易導致分神。為了吸引學生注意力，改善教學效果，需要在原有線下PPT課件的基礎上，增加更多的文本、圖形、圖表、結構圖以及更為生動的聲音、視頻、Flash動畫等素材。需要指出的是，與過往線下面授課程相比，由于內容篇幅較多，教師的課前準備、教學設計時間應有所延長，備課更為認真、充分[6]。

二、高效運用在線課堂平臺軟件及學情監督功能，精準把控學生學習狀態

（一）學情統計

一般而言，線上教育是通過視頻進行教學。因為上課時老師、學生處于不同環境中，所以更考驗學生的自覺性；線下實體班級教學由于可以在課堂上直接與老師面對面的溝通，所以對學生可以起到直觀監督的作用。在大數據時代，教師可通過大數據的多維度課程測評，對學生的學習過程進行質量監管[7]，可更好的推動在線教育的運行。在線授課選用的是騰訊課堂軟件，可以根據課堂數據統計，收集在線成員進入課堂聽課時長列表，該列表詳細記錄了學生聽課總時長，進出課堂情況，從而獲得學生學習學情。

（二）課程回放及下載

傳統的線下課，學生一般只能聽講一次，其余時間需靠筆記和書本內容自我復習，而線上教學平臺軟件可以生成回放，反復學習，具有較高的時間和空間上的自由度，學生不僅可以單次課程重復聽，充分利用碎片化的時間進行學習，教師也可以重復的在不同的系列課程中引用，靈活教學。騰訊課堂中每次授課的課程記錄課程的在線回放功能，并可查看班級內學生課后回看課程情況，該功能也為老師后期進行課堂回顧，優化課堂內容提供了參考。在線設置課后習題，課程小考及期末考試的功能，為開展翻轉課堂[8]提供了可實施性。線上軟件如學習通，智慧樹知到等軟件便于教師更加方便快速的進行成績判定，題型分析。通過以上資料對學生學習數據的收集分析可以更加準確地制定學習計劃[9]，設置課堂內容，因材施教，及時調控課堂學習狀態，提高學生學習效率。

三、合理布置多元、個性化、開放式作業，激發學生學習興趣，引導創造性思維

（一）多元開放式作業設計

線上課堂作為授課的主要環節，需要加強教師與學生的課堂互動能力，從而確保學生在線率。課后作業環節的設置也極其重要，一方面對課堂內容進行總結，另一方面發揮學生主觀能動性，拓寬知識面。例如，結合《制革材料與工藝》課程中真皮組織結構的教學內容，讓學生對真皮結構進行分析，作業中大家通過網絡文獻檢索，搜集了纖維成分中膠原纖維[10]，網狀纖維，彈性纖維的圖片，以及非纖維組分中汗腺、脂腺，淋巴管的圖片，從而對真皮結構有了更加形象的認識。針對學生作業的反饋，在每次正式課前利用約10～15min?的時間對上節課的作業情況進行分享，尤其是對比較有專業性知識點的作業進行點評。這種課前“優秀作業”的分享環節可培養學生的競爭學習意識，在一次又一次的評價中，既肯定了學生的學習成果，又達到了“教”“學”相長的目的。不僅為學生提供了發揮創造能力的空間，也在不知不覺中，提高了學生對該門課程的重視程度與參與度。

（二）電子版作業素材形式多樣

在以往線下授課過程中，課后作業多以紙質版材料上交留存，樣式固定，多為客觀的問答題。采用線上/線下結合授課形式，學生提交的電子版作業形式更為豐富。作業的完成形式包括了圖1所示的思維導圖模式，PPT模式、如圖2所示的word文檔模式，尤其是在常規word文檔版作業中通過不同的字體、字型、背景、顏色、流程圖等各類手段詳細標注重點部分，條理分明。在線上教學過程中，學生也更樂于搜索更多的網絡信息內容，以便清晰的將課堂中的“重要知識點”、“知識點分支”依據個人的理解充分表達出來。整體而言，本課程線上授課學生作業的完成情況要明顯優于往屆線下課堂講學?？梢钥隙ǖ氖?，《制革材料與工藝》在線課程的實施，給學生的作業模式帶來了顯著改變。而且，在課程的后期在線教學階段，發現學生作業的完整性、創新性較課程初期又有較大進步，反映出學生對此門課程的認知逐漸加深，主動學習能力有所提高。

四、科學設計差異化的線下實驗課程，增強學生的自主性與協作能力

因學生在線上已經接受過系統、良好的《制革材料與工藝》理論培訓，對制革工藝理論已有一定了解與認知，在線下實驗教學期間，可通過差別化的實驗工藝設計[11]。制革工藝的設計對成品革的外觀，結構及性能都具有極大的影響。皮革復鞣染色的過程是賦予成革價值和個性化的重要途徑，同時也可以彌補主鞣的缺陷，因此在線下實驗階段，選擇經過鉻鞣后的藍濕皮為原材料，進行加工。皮革染色是染料在膠原纖維網中進行吸附、擴散、滲透和固著的過程[12]，染色過程中pH值、溫度、濃度的調控，染色助劑如勻染劑、滲透劑、固色劑等的添加也會起到畫龍點睛的作用。在實驗過程中，我們將實驗設計權歸還給學生們，通過提供不同色澤染料產品，不同特性的加脂劑及復鞣填充劑，在基礎工藝配方上進行再創造，采用小組制進行制革加工操作（2～3人），每組成員自主選擇坯革復鞣染色方案，如不同顏色（紅色、綠色、藍色、復配顏色）、不同種類染料（陰離子、堿性、直接、活性染料）[13]等，提高同學們的個人主觀能動性與團隊的相互協作精神。在整個過程中，比較重要的是染色過程中pH值的調控，因此，我們設計了pH梯度，最終，采用色差儀測定相同染料，不同pH條件下皮革色度的變化，將科學研究中的單因素研究法引入實驗過程中，在實習報告中進行提煉總結。圖3所示為學生自主參與設計[14]制作的各色坯革繃板干燥過程。在后續涂飾工序，學生們根據各自組的底革顏色設計配色?涂飾方案，完成整飾工段，達到理論結合實踐的目的。

結論

《制革材料與工藝》課程采用線上理論直播授課及線下制革工藝實驗相結合的授課方式，通過精心編排課件內容，高效運用在線平臺軟件中的各項功能，巧妙布置多元化、開放性的課后作業，差異化的實驗設計等方法，開展翻轉課堂，有力保證了教師的教學質量，同時改善了學生的在線專注度，學習能動性，創造力。學生的學習興趣、自主性與協作能力亦得到有效提升。區別于以往的單一面授式教學，教師與學生的教學互動因新方式的引入，而產生了顯著變化。本論文提供的高質量線上線下授課方式，不僅夯實了輕化工程（合成革方向）學生的專業知識，而且對于其它精細化工、高分子材料成型加工、生物質利用等相關專業的工科教學亦有一定的借鑒意義。

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*基金項目：齊魯工業大學（山東省科學院）：校級教研項目（2020yb39），齊魯工業大學（山東省科學院）優秀教學團隊：皮革化學與工程教學團隊（2022JXTD011），第二批國家級新工科研究與實踐項目：面向新工科的輕化工程專業信息化、數字化改造的探索與實踐（E-HGZY20202024）。

作者簡介：劉潔（1986-），男，漢族，江西高安人，副教授，博士，研究方向：制革清潔生產。

*通訊作者：張斐斐（1988-），女，漢族，陜西咸陽人，講師，博士；靳麗強（1971-），男，漢族，山西晉城人，教授，博士。