應(yīng)用型高水平大學(xué)《玻璃工藝學(xué)》課程教學(xué)改革

葉龍強，張雨露，張雪梅，汪徐春

(安徽科技學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233100)

硅基新材料為具有特殊功能的硅基材料，是電子信息、節(jié)能環(huán)保、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的關(guān)鍵核心材料，也是國家著力培育發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分，市場空間廣闊，發(fā)展?jié)摿薮骩1]。蚌埠素有“玻璃城”的美譽，硅基新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史由來已久，曾先后被國家部委授予玻璃新材料國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范基地、硅基新材料國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地、新型顯示產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展試點城市等榮譽。目前，我市正舉全市之力，集中資源引導(dǎo)、整合財力扶持、匯聚精力推進(jìn)，在全力打造千億級硅基新材料產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展基地。為了配合硅基新材料的發(fā)展，我?；瘜W(xué)與材料工程學(xué)院無機非金屬材料工程專業(yè)于2013年開設(shè)了《玻璃工藝學(xué)》核心課程。經(jīng)過多年的發(fā)展，該課程已經(jīng)形成一套完整的教學(xué)體系，且已培養(yǎng)出一批又一批符合地方企業(yè)要求的高素質(zhì)、高能力的專業(yè)技術(shù)人員。本文將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)實踐等方面介紹我校近年來《玻璃工藝學(xué)》課程的教學(xué)改革成果。

1 教學(xué)內(nèi)容

隨著我校無機非金屬材料工程專業(yè)《玻璃工藝學(xué)》核心課程的多年發(fā)展，該課程已經(jīng)形成一套完整的教學(xué)體系。課程主要包括理論課、綜合實驗以及實踐周三個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的學(xué)時分別為54、18和16。理論課主要包括玻璃基礎(chǔ)理論部分和玻璃工藝基礎(chǔ)部分，學(xué)時基本相當(dāng)。玻璃基礎(chǔ)理論部分是課程的根本，只有牢牢掌握玻璃的基礎(chǔ)理論，才能在生產(chǎn)過程中找出問題的根源，并設(shè)計相應(yīng)的方法予以解決。我校開展的玻璃工藝學(xué)基礎(chǔ)理論部分主要包括玻璃的結(jié)構(gòu)與組成、玻璃的形成規(guī)律、熔體和玻璃體的相變以及玻璃的各項性能如：玻璃的黏度、表面性質(zhì)、力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電學(xué)磁學(xué)性能、光學(xué)性能等。玻璃工藝基礎(chǔ)主要包括原料及原料選擇、配合料的制備、玻璃的熔制、玻璃的缺陷分析、玻璃的成形、退火與鋼化、玻璃的加工以及玻璃的表面處理[2]?；A(chǔ)理論部分安排在前7周，每周4學(xué)時，玻璃工藝安排在后7周。

玻璃工藝學(xué)綜合實驗與玻璃工藝基礎(chǔ)課程同步進(jìn)行，在第8周第9周上原料及原料選擇和配合料的制備這兩章內(nèi)容的教學(xué)周周末，安排學(xué)生根據(jù)理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容自主設(shè)計玻璃配方，并進(jìn)行配合料的制備。12周上完玻璃的退火與鋼化后的周末進(jìn)行玻璃的熔制、退火和成形實驗。可以發(fā)現(xiàn)，綜合實驗中間間隔兩周，這是從教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置以及學(xué)生生活兩個角度考慮的。首先玻璃的熔制、退火和成形實驗是連續(xù)進(jìn)行的，中間不能中斷，因此需要在學(xué)完玻璃的熔制、成形和退火三個章節(jié)之后再進(jìn)行同步實驗。此外，考慮到第8周和第9周周末連續(xù)進(jìn)行實驗，縮短了學(xué)生的休息時間，因此中間間隔兩周，能相應(yīng)的降低學(xué)生的疲勞度。13周周末安排學(xué)生對所制備的玻璃制品進(jìn)行密度和透過率的測定。14周課程結(jié)束，安排學(xué)生提交綜合實驗報告，并準(zhǔn)備15周的實踐周。玻璃工藝學(xué)綜合實驗總計4周，安排7個實驗。15周玻璃工藝學(xué)實踐周，讓學(xué)生對自己所制備的玻璃制品進(jìn)行含量的測定，主要包括玻璃試樣中二氧化硅的測定、鐵含量的測定和鋁含量的測定。自此，一學(xué)期的課程全部完結(jié)。從上可知，本課程設(shè)計內(nèi)容較為豐滿，實驗配合理論，理論指導(dǎo)實驗。通過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生很好的掌握了玻璃工藝學(xué)的基本知識，并能簡單設(shè)計玻璃制品，為將來進(jìn)入企業(yè)從事工程師工作打下良好的基礎(chǔ)。為了方便更好的了解我校玻璃工藝學(xué)的課程設(shè)計，現(xiàn)將具體的教學(xué)內(nèi)容列于表1。

表1 玻璃工藝學(xué)課程設(shè)置表

2 教學(xué)模式

2.1 混合式教學(xué)

傳統(tǒng)式教學(xué)一直存在老師填鴨式教學(xué)、學(xué)生被動式聽課的弊端，進(jìn)而導(dǎo)致課堂缺乏活力、學(xué)生興趣較低、教學(xué)效果不佳等問題[3]。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)正逐漸滲透到人們生活的方方面面。網(wǎng)絡(luò)也為老師提供了更好的教學(xué)渠道，彌補傳統(tǒng)式教學(xué)的一些不足之處。此外，網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生提供了開放自由的學(xué)習(xí)空間，不僅有助于調(diào)動學(xué)生的積極性，開闊學(xué)生視野，滿足學(xué)生對知識的需求，也有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識?！盎旌鲜浇虒W(xué)”就是在傳統(tǒng)式教學(xué)的基礎(chǔ)上引入一定成分的信息元素的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，把傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)優(yōu)勢結(jié)合起來，使教學(xué)過程“線下”(面授教學(xué))與“線上”(網(wǎng)絡(luò)教學(xué))有機結(jié)合起來[4]。

《玻璃工藝學(xué)》是一門偏應(yīng)用的學(xué)科，這也符合我校應(yīng)用型高水平大學(xué)的發(fā)展要求。課程理論部分較為抽象，工藝部分牽扯較多機械設(shè)備，學(xué)生從未接觸過實體。往年通過板書教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難理解，大多數(shù)學(xué)生靠死記硬背來記憶玻璃的理論部分和機械圖形，學(xué)生并沒有真正理解課程的內(nèi)涵。近兩年，我院利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，將課程內(nèi)一些難懂的抽象的理論部分形象化，將難以接觸的高溫爐通過動畫的方式在課堂上展現(xiàn)。此外，代課教師在備課的過程中，將課程通過錄屏軟件進(jìn)行錄制，逐漸形成完善的線上教學(xué)平臺。這樣，學(xué)生不僅可以在“線下”直觀的面對面聽老師的講解，也可以在課下進(jìn)行“線上”學(xué)習(xí)，鞏固所學(xué)的知識[5]。通過“線上”課程，還可以避免學(xué)生因無法按時上課，導(dǎo)致課程脫節(jié)的情況。目前，我校《玻璃工藝學(xué)》混合式教學(xué)穩(wěn)步推進(jìn)，目前已經(jīng)形成具有一定成效的教學(xué)體系，今后我們將以打造精品課程為目標(biāo)，逐步推進(jìn)完善課程，使課程盡可能滿足學(xué)生的需求。

2.2 開放教學(xué)

玻璃工藝學(xué)除了理論部分，實驗部分也非常重要。學(xué)生學(xué)習(xí)最終的目的都是要將所學(xué)習(xí)的知識付諸于實踐。為了最大限度的提高學(xué)生實踐的自主性積極性，我校玻璃工藝學(xué)實驗主要以學(xué)生為主，讓學(xué)生自己設(shè)計玻璃制品。在設(shè)計之前，需要學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)，設(shè)計實驗方案。在方案設(shè)計完成后與指導(dǎo)教師溝通交流，待指導(dǎo)教師同意后，再進(jìn)行配方制備、玻璃成形等實驗。比如某一學(xué)生想制備一個圓形的玻璃杯，那么學(xué)生在制備前就需要查閱商用的玻璃杯的主要成分有哪些？需要哪些原料？這些原料是不是常見的原料，容不容易獲得？這些都是在制備前需要考慮的問題。待配方設(shè)計完成后，逐步推進(jìn)實驗過程，從配方設(shè)計、配方制備到玻璃成形、退火和加工，最后性能檢測，整個流程全部由學(xué)生自己完成，老師主要起到輔助的作用。我們在長期的教學(xué)過程中，也用到一些小技巧來提高學(xué)生的興趣，比如在實驗開始前，我們會跟學(xué)生說我們最后會根據(jù)學(xué)生制備的玻璃制品的好壞進(jìn)行評獎，制備的玻璃制品自己保留做紀(jì)念。整個流程下來，學(xué)生對實驗記憶非常深刻，這也有助于理論課的理解?？傊?，通過開放式教學(xué)，以學(xué)生為主導(dǎo)，可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，也大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，目前已取得較好的學(xué)習(xí)效果。

3 教學(xué)實踐

理論聯(lián)系實際，理論指導(dǎo)實踐，課堂上學(xué)到的東西只有在生活中加以應(yīng)用才能放大學(xué)習(xí)效果[6]。針對無機非金屬材料工程專業(yè)玻璃方向的學(xué)生，《玻璃工藝學(xué)》有相應(yīng)的實踐周環(huán)節(jié)。實踐周安排在理論課程結(jié)束的一周，實踐周內(nèi)容主要是針對學(xué)生自行制備的玻璃制品進(jìn)行性能測試，讓學(xué)生自己檢測自己的作品是不是合格的，能不能滿足商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

除了實踐周，我校同地方玻璃企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，玻璃方向的學(xué)生在大四上學(xué)期都要至少有一個月的生產(chǎn)實習(xí)，讓學(xué)生真實體驗玻璃企業(yè)的工作流程。生產(chǎn)實習(xí)主要劃分為四個方面，分別為實習(xí)教育、技能培訓(xùn)、集中授課和上機操作。每一部分都是經(jīng)過長期實踐總結(jié)得到的，每一部分也有相應(yīng)的考核方式，最終目的都是讓學(xué)生更好的掌握玻璃的基本理論和實際生產(chǎn)工藝，為今后服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

《玻璃工藝學(xué)》是為了服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)打造出來的一門實用性較強的課程，目前我校該課程已經(jīng)形成了較為完整的教學(xué)體系。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)實踐三個方面詳細(xì)介紹了我?！恫ＡЧに噷W(xué)》的授課情況。通過該課程的學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的實驗?zāi)芰?，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力，有利于加深學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。目前我校正在為當(dāng)?shù)嘏囵B(yǎng)出一批又一批符合企業(yè)要求的高素質(zhì)、高能力的專業(yè)技術(shù)人員。