本文摘要：摘要：分包裝工程專業(yè)現(xiàn)有課程知識結(jié)構(gòu)多為以章節(jié)為基礎(chǔ)編排的線型結(jié)構(gòu)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易出現(xiàn)前后知識點的割裂，課程之間也缺乏有機聯(lián)系，容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)目的的偏差，影響培養(yǎng)質(zhì)量。這里提出對專業(yè)課程內(nèi)容進行多層次3D模塊化重構(gòu)，建立內(nèi)外部接駁點，將課程
摘要：分包裝工程專業(yè)現(xiàn)有課程知識結(jié)構(gòu)多為以章節(jié)為基礎(chǔ)編排的線型結(jié)構(gòu)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易出現(xiàn)前后知識點的割裂，課程之間也缺乏有機聯(lián)系，容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)目的的偏差，影響培養(yǎng)質(zhì)量。這里提出對專業(yè)課程內(nèi)容進行多層次3D模塊化重構(gòu)，建立內(nèi)外部接駁點，將課程內(nèi)部知識體系、課程之間、課程與其他素質(zhì)培養(yǎng)元素之間的聯(lián)系具象化，通過這一新型課程教學(xué)設(shè)計模式，重塑學(xué)生學(xué)習(xí)目的，提高專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：課程模塊化重構(gòu);接駁點;教學(xué)設(shè)計與實踐
包裝工程專業(yè)是多學(xué)科高度融合交叉的專業(yè)，其課程設(shè)置面廣，知識體系較為繁雜[1]。在培養(yǎng)計劃課程拓撲圖中，雖然指出了課程之間的聯(lián)系，但是聯(lián)系的緊密度不夠，而且在教學(xué)過程中，這樣的聯(lián)系并未得到很好的體現(xiàn)，造成的后果就是學(xué)生的學(xué)習(xí)目的與專業(yè)培養(yǎng)目標大相徑庭：大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)目的是通過考試，而不是在本科階段構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)，能力也得不到真正的提高。
筆者針對上述問題，提出了對專業(yè)課程內(nèi)容進行多層次3D模塊化重構(gòu)，并通過建立課程內(nèi)外部接駁點，使課程內(nèi)部知識體系、課程之間、課程與其他素質(zhì)培養(yǎng)元素之間的聯(lián)系具象化，旨在重塑學(xué)生學(xué)習(xí)目的，達到提高專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量的目的。包裝工程專業(yè)基礎(chǔ)類課程《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》和專業(yè)核心課程《包裝材料學(xué)2》聯(lián)系較為緊密，前者是后者的先導(dǎo)課程，這里以這2門課程為例，闡述3D接駁式模塊化課程教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實踐過程。
1課程知識體系多層次3D模塊化重構(gòu)
傳統(tǒng)的課程大多以線性模式進行教學(xué)，即按照章節(jié)順序循序漸進，最終構(gòu)建串聯(lián)式的知識體系，教材的編寫也大都遵從上述模式。這種模式學(xué)生容易接受，但也容易造成章節(jié)之間的橫向聯(lián)系缺失，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會出現(xiàn)前后知識點割裂的情況，學(xué)習(xí)效果值得商榷。模塊化的概念源于制造業(yè)，用于分割、組織和打包整個系統(tǒng)，每個模塊完成一個特定的子功能，所有模塊按照一定形式組裝起來，成為一個整體以完成整個系統(tǒng)要求的功能[2]。
模塊化的概念被引入課程教學(xué)后，各級學(xué)校的不同專業(yè)在該領(lǐng)域也進行了大量的研究工作[3-9]，但這些研究大多限于對課程現(xiàn)有資源的重新組合。筆者對課程知識體系進行模塊化重構(gòu)，以打破課程章節(jié)限制，對課程內(nèi)容重新進行模塊化分解：首先構(gòu)建數(shù)個聯(lián)系緊密的主要模塊，主要模塊再分解為不同層次子模塊，最終形成非線性網(wǎng)絡(luò)化的課程知識體系，同時引入其他相關(guān)素質(zhì)培養(yǎng)模塊與課程知識體系對接。
根據(jù)上述模型，筆者將《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》課程知識體系進行了模塊化重構(gòu)，并與以章節(jié)分配的教學(xué)內(nèi)容進行了對比。重構(gòu)之前，《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容為線性，主要分為高分子化學(xué)、高分子物理兩大部分，之間缺乏有機聯(lián)系。通過提煉各章節(jié)知識點，將課程體系重構(gòu)后，組建了以“結(jié)構(gòu)”和“性能”兩大概念為主模塊的知識體系。
“結(jié)構(gòu)”特質(zhì)決定了高分子的“性能”，2個主要模塊之間存在緊密的聯(lián)系。“結(jié)構(gòu)”模塊將高分子基本概念、高分子合成、高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等子模塊整合。“性能”模塊又將高分子力學(xué)性能、高分子熱性能等子模塊整合。知識體系經(jīng)過重構(gòu)，學(xué)生在初識該課程時會有視角的改變，由之前從局部到整體的線性視角轉(zhuǎn)換為從整體到局部的立體視角。學(xué)習(xí)時就存在清晰的數(shù)個抓手(主要模塊)，然后逐步細化到各個子模塊，對課程知識的接受模式有新的變化，學(xué)習(xí)效果得到提升。
2多層次接駁點的設(shè)計
2.1《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》課程內(nèi)部接駁點的設(shè)計課程內(nèi)部模塊之間的接駁點起到聯(lián)系重要知識點的目的，也是在教學(xué)中需要反復(fù)強調(diào)的內(nèi)容，接駁點的強化可以幫助學(xué)生明晰知識體系網(wǎng)絡(luò)。“結(jié)構(gòu)”和“性能”主模塊下各級子模塊之間的接駁點設(shè)計情況，其中各一級子模塊之間的接駁點設(shè)計為“結(jié)構(gòu)單元”和“鏈段運動”。
“結(jié)構(gòu)單元”接駁點反映了“結(jié)構(gòu)”主模塊下各一級子模塊的內(nèi)在聯(lián)系：“高分子基本概念”模塊中單體、結(jié)構(gòu)單元種類、聚合度、共聚類型等知識點分別體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)單元的來源、組成、計數(shù)方法和組合形式;“高分子合成”模塊中自由基聚合、縮聚等知識點體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)單元的連接方法;“高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)”模塊中近程結(jié)構(gòu)、遠程結(jié)構(gòu)及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等知識體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)單元及其鏈接的多級結(jié)構(gòu)特點。
“鏈段運動”接駁點則反映了“性能”主模塊下各一級子模塊的內(nèi)在聯(lián)系：“高分子的熱運動”模塊中熱運動特點、熱運動機理等知識點體現(xiàn)了鏈段運動這一高分子特有的分子內(nèi)運動形式;“高分子力學(xué)性能”模塊中應(yīng)力應(yīng)變曲線、影響應(yīng)力應(yīng)變曲線的因素等知識點又反映了不同溫度和外力條件對鏈段運動的影響;“高分子黏彈性”模塊中黏彈性概念、黏彈性機理等知識點均體現(xiàn)了不同種類鏈段運動帶給高分子獨特的性能。
2.2《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》與《包裝材料學(xué)2》之間接駁點的設(shè)計
課程之間設(shè)置接駁點，是將培養(yǎng)計劃拓撲圖中課程之間的聯(lián)系具象化，增加學(xué)生對專業(yè)課程之間聯(lián)系的認識，從而在課程間的層面上保證教學(xué)的有機連續(xù)性，有利于學(xué)生構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)。先導(dǎo)課程《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》(簡稱課程1)與后繼課程《包裝材料學(xué)2》(簡稱課程2)之間主要接駁點的主要設(shè)計情況。
通過設(shè)置接駁點，在《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)過程中將《包裝材料學(xué)2》的課程相關(guān)內(nèi)容簡要介紹給學(xué)生，并給出相關(guān)思考題。學(xué)生通過對問題的查閱思考，自覺建立起2門課程之間的聯(lián)系，在反向鞏固《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》課程知識點的基礎(chǔ)上，未來還會帶著問題進入《包裝材料學(xué)2》課程的學(xué)習(xí)，達到課程間知識體系緊密銜接的目的。
2.3《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》、《包裝材料學(xué)》課程與其他素質(zhì)培養(yǎng)模塊接駁點的設(shè)計
2.3.1與實踐課程模塊的接駁專業(yè)實踐課程中也會涉及高分子及材料的知識運用，在這些課程中建立與《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》和《包裝材料學(xué)》課程的接駁點，有助于學(xué)生在實踐過程中對基礎(chǔ)理論的進一步理解，也有利于提高學(xué)生對實踐結(jié)果的分析總結(jié)能力。例如在《包裝工藝學(xué)課程設(shè)計》實踐課程中，對產(chǎn)品進行收縮包裝設(shè)計時，就需要了解特定高分子材料的玻璃化溫度、熔點和結(jié)晶溫度等參數(shù)，以選擇適宜的熱收縮工藝。此時可以在《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》課程“高分子的熱運動”模塊設(shè)計關(guān)鍵溫度參數(shù)的接駁點，與《包裝工藝學(xué)課程設(shè)計》課程進行連接，為后者提供理論指引。
2.3.2與課程思政模塊的接駁
習(xí)近平同志在2016年12月召開的全國高校思想政治工作會議上指出“把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人”。
在“新工科”的背景下，把思政元素作為多學(xué)科融合育人的首要內(nèi)容融入專業(yè)課程，將會幫助學(xué)生明確課程學(xué)習(xí)目的，把立德樹人做到實處[10-11]。由此，在模塊化課程設(shè)計中，筆者將課程思政內(nèi)容與課外知識素材打包成思政模塊，與課程進行接駁，思政內(nèi)容與專業(yè)知識之間平滑連接，可以增強學(xué)生對思政內(nèi)容的接受效果。例如，把第1種人工合成高分子酚醛樹脂的發(fā)現(xiàn)過程、介紹導(dǎo)電高分子發(fā)明的視頻、介紹高分子理論創(chuàng)建過程的故事等課外知識素材進行整合，再與培養(yǎng)勇于探索、攻堅克難精神的思政元素進行結(jié)合，形成課程思政模塊，與高分子概念知識模塊接駁在一起，培養(yǎng)學(xué)生在自然科學(xué)領(lǐng)域勇于創(chuàng)新的精神。
再例如，把高分子材料合成時的單體選擇、工藝路線設(shè)計優(yōu)化、三廢處理等課外知識素材進行整合，與樹立綠色化學(xué)理念的思政元素進行結(jié)合，形成另一課程思政模塊，與高分子合成知識模塊接駁在一起，可以引導(dǎo)學(xué)生思考在高分子材料合成中如何實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的有機統(tǒng)一，如何利用可持續(xù)發(fā)展和綠色化學(xué)的理念來解決目前高分子材料所帶來的問題。
3教學(xué)實施及評價
單一課程內(nèi)容經(jīng)過多層次3D模塊化設(shè)計后，內(nèi)部知識體系通過知識模塊之間的接駁點連接更加緊密;先導(dǎo)課程與后繼課程之間也同樣通過課程接駁點加強了聯(lián)系。另外，多層次模塊化設(shè)計也有利于將課程領(lǐng)域內(nèi)最新的科研成果打包成外部模塊，通過接駁點與課程知識模塊的接駁，方便對課程內(nèi)容的更新與擴充，增加了課程設(shè)計的靈活度。在對《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》課程模塊化重構(gòu)后，筆者對學(xué)校2019級本科生采用新的課程內(nèi)容架構(gòu)進行了教學(xué)，并與2018級本科生的教學(xué)效果進行了對比。
結(jié)果表明，通過多層次3D接駁式模塊化課程設(shè)計，2019級本科生對《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》課程知識體系的認識發(fā)生了較大改變，對知識掌握程度和應(yīng)用能力較之2018級有較為明顯的提升。同時，《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》與《包裝材料學(xué)》之間也建立了較為牢固的聯(lián)系，學(xué)生在掌握了《高分子科學(xué)基礎(chǔ)》這一先導(dǎo)課程的基礎(chǔ)之上，對《包裝材料學(xué)》這一后繼課程也有了整體的初步印象，先導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)目的得到進一步明確。
4結(jié)語
在教師的教學(xué)方面，將課程知識體系進行模塊化重構(gòu)，可以打破原有章節(jié)式知識體系的線性結(jié)構(gòu)，讓知識“活”起來，再輔以多層次、多角度的知識接駁點對各級模塊進行鏈接，最終使教師的教學(xué)活動更加靈活多樣。在學(xué)生的學(xué)習(xí)方面，接駁式模塊化設(shè)計的課程在學(xué)習(xí)伊始就可以打開學(xué)生視野，先從較高的視角觀察課程內(nèi)容，然后以課程主要知識模塊為“抓手”，通過各層次接駁點使知識脈絡(luò)逐步清晰化，可以有效增強對于知識的掌握程度。
展望未來，在新工科、工程教育專業(yè)認證的背景下，在多學(xué)科交叉的包裝工程專業(yè)培養(yǎng)中，專業(yè)基礎(chǔ)的構(gòu)建愈加重要�？梢酝茝V上述多層次模塊化構(gòu)建方法，強化培養(yǎng)計劃中所列課程內(nèi)部以及課程之間的聯(lián)系。更進一步地，可以推動有前后聯(lián)系專業(yè)課程的教師在同一課堂進行聯(lián)合教學(xué)，使課程之間的聯(lián)系更加緊密，這樣將有效提高專業(yè)課程教與學(xué)的效果，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
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作者：呂幼軍，于麗麗，馬曉軍，宋海燕，黃利強
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