基于OBE 理念的《高分子化學(xué)》教學(xué)設(shè)計(jì)探索
——以懸浮聚合為例

翟 燕 邱 瑜 王林艷 白靜靜 李 歆

太原工業(yè)學(xué)院，山西 太原 030008

OBE（Outcome-based Education）理念是以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)。其成果導(dǎo)向［1］主要體現(xiàn)在學(xué)生最終取得的學(xué)習(xí)結(jié)果，即學(xué)生通過某一階段學(xué)習(xí)后所能達(dá)到的最大能力，并且能夠衡量學(xué)生能做什么，而傳統(tǒng)教育主要表現(xiàn)在學(xué)生知道什么，對能做什么并沒有明確體現(xiàn)。因此課程的教學(xué)設(shè)計(jì)需要根據(jù)對學(xué)生能力的要求反向設(shè)計(jì)課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)節(jié)的組織。

《高分子化學(xué)》是高分子材料與工程專業(yè)的核心必修課。內(nèi)容涉及高分子化合物的各種合成反應(yīng)原理、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和聚合方法以及聚合物的化學(xué)反應(yīng)等，專業(yè)性強(qiáng)。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能用高分子化學(xué)基礎(chǔ)知識表述聚合反應(yīng)相關(guān)工程問題，判斷分析高分子材料合成等工程領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵特征，具備合成高分子化合物的基本技能，能提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識分析聚合反應(yīng)的能力，為學(xué)生從事高分子合成與研發(fā)奠定基礎(chǔ)。本文以《高分子化學(xué)》課程中懸浮聚合為例探討了基于OBE 理念的課程教學(xué)設(shè)計(jì)，圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，分析學(xué)情，梳理教學(xué)思路，設(shè)計(jì)課程內(nèi)容與教學(xué)方式［2-4］。

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，每門課程都有教學(xué)目標(biāo)，主體是教師，突出教學(xué)內(nèi)容與方法，缺乏目標(biāo)導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，以總結(jié)性評價(jià)為主。而OBE理念體現(xiàn)以學(xué)生為中心，把教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)目標(biāo)，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中達(dá)到對知識的理解以及情感的把握，對技能的體驗(yàn)［5］。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中每一單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)采用反向設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先根據(jù)畢業(yè)要求確定課程目標(biāo)，其次確定每一章學(xué)習(xí)目標(biāo)，最后確定每一節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)，“課程—章—節(jié)”三層學(xué)習(xí)目標(biāo)見表1。懸浮聚合屬于《高分子化學(xué)》課程中聚合方法。

表1 “課程—章—節(jié)”三層學(xué)習(xí)目標(biāo)

二、學(xué)情分析

大學(xué)生學(xué)情分析是基于學(xué)生當(dāng)下的實(shí)際情況及可能發(fā)生的變化，學(xué)生在不同時(shí)期所表現(xiàn)出的學(xué)情特點(diǎn)不同。根據(jù)具體的學(xué)情分析，提出針對性的教學(xué)策略［6］。教師在上每一節(jié)課前要梳理學(xué)情特點(diǎn)，分析學(xué)生在知識、能力、素質(zhì)方面已具備的能力及教學(xué)痛點(diǎn)（見表2），根據(jù)課程內(nèi)容采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法有效組織知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，不斷加強(qiáng)學(xué)生分析解決工程問題能力的訓(xùn)練，以期達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的預(yù)期效果。

表2 學(xué)情分析

三、教學(xué)思路梳理

在學(xué)情分析的基礎(chǔ)上，針對教學(xué)痛點(diǎn)，盡可能創(chuàng)造環(huán)境，讓所有學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)各環(huán)節(jié)中，做好過程性評價(jià)和診斷性評價(jià)，充分體現(xiàn)OBE“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”三位一體的教育理念。

（一）創(chuàng)造條件，提升學(xué)生主動(dòng)探索意識

根據(jù)學(xué)情分析，學(xué)生具有一定的知識基礎(chǔ)和分析能力基礎(chǔ)，具備在教師引導(dǎo)下自主進(jìn)行推理分析并得出結(jié)論的條件，教師將知識點(diǎn)與前序知識建立聯(lián)系，通過問題引導(dǎo)、任務(wù)引導(dǎo)、情境引導(dǎo)等方式給學(xué)生營造思考空間，主動(dòng)分析、探究、推理。

（二）精心組織，學(xué)生全員參與各教學(xué)環(huán)節(jié)

無論是課前、課上、課后，學(xué)生以個(gè)人形式或者以團(tuán)隊(duì)形式通過線上回答或者線下小組展示等方式參與到每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，并且有評價(jià)，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師僅僅與優(yōu)秀學(xué)生“對話”的狀況，見圖1。

圖1 教學(xué)思路

學(xué)生課前看短視頻，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識。課后完成作業(yè)和小組案例討論。課上采取“引導(dǎo)—學(xué)習(xí)—練習(xí)—展示—評價(jià)”五層逐層遞進(jìn)的方式進(jìn)行教學(xué)，體現(xiàn)“兩性一度”的特點(diǎn)。

1.引導(dǎo)：將目標(biāo)任務(wù)化、知識問題化、問題情境化，做好目標(biāo)導(dǎo)向、任務(wù)導(dǎo)向、問題導(dǎo)向。例如，懸浮聚合為什么加水和分散劑。

2.學(xué)習(xí)：通過目標(biāo)、任務(wù)、問題的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，主動(dòng)思考、分析推理。

3.練習(xí)：根據(jù)已學(xué)知識解決基礎(chǔ)問題、高階問題、創(chuàng)新問題、挑戰(zhàn)性問題。如討論企業(yè)生產(chǎn)案例，并分析企業(yè)是如何解決生產(chǎn)中的瓶頸問題。

4.展示：將成果匯報(bào)交流。如討論企業(yè)生產(chǎn)案例成果匯報(bào)。

5.評價(jià)：采用多維度評價(jià)，在“學(xué)習(xí)”與“練習(xí)”兩個(gè)層次中，突出過程性評價(jià)，以便教師掌握學(xué)生分析問題和探究問題的能力。展示匯報(bào)包括自評、組內(nèi)互評、組間互評、教師評價(jià)。學(xué)生根據(jù)評價(jià)發(fā)現(xiàn)自己存在的問題，及時(shí)彌補(bǔ)不足。

（三）價(jià)值引領(lǐng)，課上課后全程融入

將課程思政貫穿于課堂教學(xué)和課后學(xué)習(xí)過程中，在課堂上以“潤物細(xì)無聲”的方式融入“引導(dǎo)—學(xué)習(xí)—練習(xí)—展示—評價(jià)”五層遞進(jìn)環(huán)節(jié)中，課后以領(lǐng)悟的方式完成作業(yè)，并能進(jìn)行評價(jià)。

四、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)及組織

（一）教學(xué)內(nèi)容重組

教材中懸浮聚合內(nèi)容包含五部分：概述（定義、優(yōu)缺點(diǎn)）、液—液分散與成粒過程、分散劑和分散作用、氯乙烯懸浮聚合、苯乙烯懸浮聚合。按照教材順序給學(xué)生講授，在介紹完懸浮聚合定義后，就直接介紹懸浮聚合優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)生在對懸浮聚合的過程還不了解的情況下，只能茫然被動(dòng)接受，死記硬背，難以吸引學(xué)生興趣，學(xué)生課堂參與度不高，學(xué)完知識掌握也不牢靠，很容易遺忘。針對這個(gè)問題，我們對教學(xué)順序和授課方式進(jìn)行調(diào)整，在學(xué)生通過懸浮聚合定義和前序知識本體聚合定義的差別，以及本體聚合中存在的主要問題，自主分析為什么要做懸浮聚合、懸浮聚合的特點(diǎn)是什么，理解清楚整個(gè)懸浮聚合過程后，結(jié)合案例討論，再自主總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)。教材中氯乙烯懸浮聚合和苯乙烯懸浮聚合直接介紹具體配方和合成工藝條件，至于為什么這樣設(shè)計(jì)，學(xué)生在沒有很好的引導(dǎo)下，也只能是被動(dòng)接受，不知所以然。為了讓學(xué)生更容易理解配方設(shè)計(jì)和供體條件設(shè)計(jì)的來龍去脈，我們將氯乙烯懸浮聚合在課堂上作為案例，引導(dǎo)學(xué)生分析設(shè)計(jì)，苯乙烯懸浮聚合作為作業(yè)課下進(jìn)行。因此，教材中五部分內(nèi)容整合成三塊：懸浮聚合基礎(chǔ)、案例分析、作業(yè)。懸浮聚合教學(xué)設(shè)計(jì)及組織過程見表3。

表3 懸浮聚合教學(xué)設(shè)計(jì)及組織

（二）教學(xué)組織

1.自主探究基礎(chǔ)知識

基礎(chǔ)知識部分教師主要以問題引導(dǎo)的方式，給學(xué)生創(chuàng)造足夠的條件，讓學(xué)生主動(dòng)思考、分析探究、得出結(jié)論。例如，根據(jù)懸浮聚合定義，讓學(xué)生找到與本體聚合組分的差別，以問題引導(dǎo)學(xué)生分析：懸浮聚合為什么加入水？懸浮聚合為什么加入分散劑？不加分散劑會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？分散劑應(yīng)該具有什么特點(diǎn)才不會導(dǎo)致單體聚集？在懸浮聚合體系中加入分散劑和不加分散劑的差別？層層剖析，撥開迷霧，教師只起到引導(dǎo)作用，并沒有告訴學(xué)生答案，都是學(xué)生自主分析得出的結(jié)論，這樣學(xué)生學(xué)得更加扎實(shí)。同時(shí)，也為學(xué)生解決工程問題、科研建立起分析問題的思路。懸浮聚合優(yōu)缺點(diǎn)調(diào)整到課程結(jié)束，讓學(xué)生根據(jù)課上學(xué)習(xí)情況，自主分析，進(jìn)行歸納總結(jié)。然后分析通過懸浮聚合與本體聚合合成同一種聚合物，它們的相對分子質(zhì)量及其分布的差異。

2.團(tuán)隊(duì)合作探究實(shí)際應(yīng)用

實(shí)例部分——氯乙烯懸浮聚合和苯乙烯懸浮聚合，課上沒有足夠的時(shí)間介紹兩種聚合物的合成，為了讓學(xué)生對典型案例有清晰的認(rèn)識，我們對兩種聚合物的合成采取兩種方式處理。

（1）氯乙烯懸浮聚合。教師以任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生的方式進(jìn)行案例分析設(shè)計(jì)，課上進(jìn)行，主要訓(xùn)練學(xué)生配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)能力。教師提供引發(fā)劑和分散劑列表、合成溫度與分子量關(guān)系曲線，教師通過恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，降低了學(xué)生的畏難情緒，學(xué)生根據(jù)氯乙烯聚合的特點(diǎn)，課上采取合作探究的方式選擇出引發(fā)劑和分散劑，確定出合成工藝條件，并積極展示團(tuán)隊(duì)成果。

（2）苯乙烯懸浮聚合。調(diào)整到課后進(jìn)行，主要訓(xùn)練學(xué)生對聚合要點(diǎn)進(jìn)行分析的能力。教師提供企業(yè)生產(chǎn)的案例素材，讓學(xué)生以小組討論、匯報(bào)展示的方式進(jìn)行，組織流程見圖2。為了提高小組成員案例討論參與度，要求每位學(xué)生在學(xué)習(xí)通PBL 界面進(jìn)行資料共享和討論貢獻(xiàn)，并提交。在匯報(bào)時(shí)，每位成員都要參與匯報(bào)，并對同學(xué)和老師提出的問題進(jìn)行回答，這樣能夠更好體現(xiàn)小組的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

圖2 課后小組案例討論流程

學(xué)生通過兩種聚合物的合成和分析討論，對懸浮聚合認(rèn)識更加深入，而且也達(dá)到了課程目標(biāo)的預(yù)期效果。

在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，教師只起到主導(dǎo)作用，帶動(dòng)所有學(xué)生進(jìn)入?yún)⑴c狀態(tài)，知識點(diǎn)的剖析學(xué)習(xí)全部依靠學(xué)生自己主動(dòng)完成。

五、總結(jié)

基于OBE 教學(xué)理念，通過畢業(yè)要求反向設(shè)計(jì)課程目標(biāo)、章節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生學(xué)習(xí)目的性更加明確。圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，分析學(xué)情和教學(xué)痛點(diǎn)，理清教學(xué)思路，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、組織形式，讓所有學(xué)生參與到課堂活動(dòng)和課下活動(dòng)中。教師通過科學(xué)引導(dǎo)，給學(xué)生創(chuàng)造主動(dòng)探究的氛圍，學(xué)生參與度明顯提高，增強(qiáng)了分析推理能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的評價(jià)結(jié)果，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)自身的不足并及時(shí)改進(jìn)。同時(shí)，教師能夠進(jìn)行教學(xué)反思，實(shí)施能讓學(xué)生達(dá)到課程目標(biāo)的改進(jìn)措施。