周登凤，刘伟，陈小澄，周念，凌敏

（贵州理工学院 材料与能源工程学院，贵州贵阳 550003）

1 MOOC发展现状及实验项目设计意义

近年来，MOOC（Massive Open Online Courses——大规模在线开放课程）作为一种新教育模式，已经在世界范围内推广和应用，尤其在高等教育教学中应用较为广泛。国内外一些知名高校先后向全球学习者推出了开放课程项目，其中国际MOOC 平台有Coursera、edX 等,国内多家高校也在不断探索利用MOOC 进行混合教学模式改革，已经引入或正在引入的MOOC 资源不断增多[1]，主要包括教育部中国大学MOOC、学堂在线、超星、智慧树等。

MOOC 为高校的线上线下混合式教学开辟了新的途径，开展相应的混合教学已引起广大教育工作者的广泛关注[2]，同时MOOC 也为高分子物理课程教学创造了条件。高分子物理MOOC 建设具有十分重要的意义：一是通过整合线上优质教育资源，利用MOOC 开展混合教学，有利于学生实现取长补短，有更好的学习体验；二是通过对MOOC 混合教学模式和教学方法深入研究，将促进教师教学技能的提高；三是通过有针对性的设计，让MOOC 中的理论知识与实践相结合，帮助学生解决实际问题，提升学习效果[1，3]。

对混合式教学的研究表明，混合教学模式下学生的学习效果好于单纯在线学习或单一的课堂教学[4]。基于MOOC 混合式教学的高分子物理课程改革要考虑的因素主要有课程设计、课程建设、混合教学实施过程及评价等。例如，在混合式教学过程中，教师、学生和MOOC 平台三个方面相互交叉重叠，而有意义的学习可能就发生在相互交叉重叠处[1]。目前，高分子物理教学资源整体欠缺，学生对课程掌握程度不高。并且高分子物理课程中大量术语体系建立在英语基础上，缺少中英文对照的学习资源。结合课程队伍建设与课程实施的现状，提出基于MOOC 双语混合式高分子物理课程改革研究，从双语MOOC 课程建设和混合式教学实施方面，创新课程资源和教学方式，有效推进课程整体质量的提高，提高学生对专业核心知识的学习效果。

创新实验教学能够作为一种辅助手段，帮助解决高分子物理课程知识点难度大的问题。经典认知建构理念和方法认为，实践能促进学习者在现有知识经验上，通过自己的主动探索及构建而实现更深入的知识获取[5-7]。而如何培养学生解决实际问题的能力是应用型本科高校要思考的问题，高校目前存在专业实验学时数、实验仪器台套数不足等问题。因此，使用常见原料和设备进行创新性、综合性实验项目显得尤其重要。

在“三全育人”的要求下，大学生创新创业项目的开展，对学生的文献阅读能力、科研能力、创新能力、团队合作精神、组织协调能力等各种能力的提高具有较大的促进作用。

2 高分子物理MOOC建设与实验设计研究路径分析

2.1 构建课程目标与大纲

围绕高分子物理课程教学大纲，根据学生学习目标，分析课程内容的逻辑关系，结合课程实际和认知规律，构建划分知识点后的“碎片式”课程目标和大纲。根据系统化和逻辑化处理的课程知识点，进一步更新课程内容，根据学生的特点，完善章节内容，充实课程资源，更好地通过MOOC 视频形式展现知识点，形成一门系统性、实用性的混合式课程，再根据每个知识点进行课程设计。制作关键知识点的英文翻译，考查MOOC 在学堂在线平台上运行的效果。

2.2 设计制作视频

根据脚本设计，制作MOOC 视频，并将其与线下课程结合，使学生通过混合式教学模式加强对知识点的掌握，确定合适的混合式教学模式的考核方式。研究针对学生线上MOOC 学习、讨论和测试中出现的问题成因，探索进行线上测试的方法。

2.3 设计实验教学方法

设计一种综合实验教学方法，将该实验串联起整个高分子物理课程内容，让学生更加深入地理解和掌握高分子物理的课程主线以及核心知识点，提高专业素养和实验动手能力，有利于学生运用高分子物理知识分析实际问题，加深对知识的理解。利用聚丙烯（PP）材料的特性，设计一种发泡成型和性能表征的综合实验，并在操作和验证该实验的基础上，使学生进一步熟悉材料成型设备的结构表征和性能测试仪器的具体操作[8]。

2.4 通过讲授知识点关联创新能力培养

研究通过讲授高分子物理核心知识点提高与学生创新能力培养的关联度。在讲授知识点的过程中，对研究前沿问题进行讲解，启发学生创新能力，并根据学生自由分组、自选题目组建创新项目团队，通过创新项目的实施，巩固高分子物理部分核心知识点。

3 课程建设与实验设计的难点分析

近年来，MOOC 混合式教学改革的研究与实践成为许多院校和教师的关注热点，同时需要研究和探索在教学过程中发生的认知过程特点。MOOC 混合式课程教学过程同时具有“认知存在”“社会存在”和“教学存在”三个元素[1]。课程框架模型理论认为控制这三个元素能有效提高教育教学质量。“认知存在”能够促进深度有意义的学习，例如复杂的高分子物理概念和公式直接相关，包括问题导入、探究、整合以及解决问题。“社会存在”指学生在混合式教学中通过利用互联网媒体表现真实能力，包括思维表达、开放交流与组织讨论内聚力[1]。“教学存在”指教师对认知过程进行设计、促进和指导[1]。高分子物理混合式教学改革从上述三个方面入手，提高学生对课程的学习效果。

聚丙烯（PP）发泡材料是一种多孔结构材料。该材料有典型的碳链高分子结构特征、较好的结晶性能和力学性能。根据聚丙烯材料特性，通过设计综合性实验，实现发泡成型及性能表征，将课程的主要知识点以思维导图或知识图谱的方式呈现，并以一条主线进行贯穿，有助于学生理解能力的提高[8]。借助实验和验证，学生既能掌握高分子成型设备的使用，又能对高分子材料的结构和性能测试及表征设备进行熟练操作，提升学生动手能力的同时，学生会再次复习高分子物理课程的相关知识点，实现理论和实践相结合，间接经验与直接经验相统一，学习的兴趣和主动性将进一步提升[8]，有助于激发学生学习潜力。

大学生创新创业项目的实施则进一步巩固了高分子物理课程核心知识点，并将知识点在项目实施过程中进行巩固练习，帮助学生提升分析能力、综合应用能力、创新能力等。

4 慕课建设与创新实验设计实践

4.1 构建优质数字化课程教学视频

共录制视频85 个，包含202 个知识点，每段视频选择2～3 个知识点，时长控制在10min，有效利用学生注意力集中时间。同时，偏重产业，减少理论，采用贴近生活或高新技术实例的方式介绍知识点。内容年更新率高，紧跟材料学的新技术和新成果，学生通过练习或讨论区进行知识点的扩展内化吸收，增强线上学习效果[9]。

4.2 形成具有逻辑主线的教学内容

传统高分子物理课程的讲解从分子链结构开始，随后介绍高分子结晶、高分子溶液、高分子流变学等，章节之间无关联，导致学生无法理解复杂概念。本课程采用以“分子链结构→分子链溶液中运动→分子链规整排列→分子链极限受力”为主线的讲解，把章节串联起来，让学生更容易理解全部课程内容。

4.3 体现产教融合的课程内容设计

高分子物理是高分子材料发展的基础理论，在讲授本课程时，采用实际产业案例讲解知识点。例如，采用橡胶增韧塑料的例子来说明极限力学内容，利用超高分子量聚乙烯在防弹衣、拉索桥中的应用来说明分子量的重要性。通过知识点与产业结合的课程设计达到产教融合的目的。

4.4 建设多种课程教学资源

课程配套建设多种教学资源，包括中英文的课程内容文档、课程PPT、MOOC、动画、模型等，形成较为系统和先进的资源体系，让复杂的知识点和模型“活”起来，提高学生认知能力，激发学生学习兴趣。

4.5 设计实验

设计聚丙烯（PP）挤出发泡综合实验，使学生的动手能力、查阅文献能力、数据分析能力等得到有效提高，对学生科研能力的培养起到积极作用，并对培养学生的探索精神奠定良好的基础，将知识、能力、素质三方面统一起来。

4.6 讲授知识点

通过讲授高分子物理核心知识点与科技前沿，培养学生创新能力。通过指导创新项目的实施，巩固高分子物理部分核心知识点，达到学以致用的效果。

5 结语

扩大学生覆盖面，高分子物理立足新工科发展要求，内容偏重材料学结构和性能之间的关联理论，旨在为学生构建完备的材料科学知识架构体系。解决学生学习主动性问题，在学习中自己提出问题，组织课堂讨论。利用好新媒体技术[10-11]，教学过程研究的重心逐渐转移到体现以学生为中心的教学模式[7，12]。

进一步增加课程关注度，线上课程将根据科技前沿的进展及时更新教学内容；丰富MOOC 课程视频内容，建设双语MOOC 环境，把现代信息技术应用与日常的教育教学有机结合起来，实施教育教学改革[13]。在创新训练项目的实施过程中，如何激发学生的探索精神和兴趣，是项目设计首要考虑的问题，其次考虑如何将课程主要知识点融入项目中，引导学生去查阅、复习、实践，促进学以致用、学用结合的良性循环[14]。