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(qiáng)，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(guó)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(chǎng)空間廣闊，發(fā)展?jié)摿薮骩1]。蚌埠素有“玻璃城”的美譽(yù)，硅基新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史由來(lái)已久，曾先后被國(guó)家部委授予玻璃新材料國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范基地、硅基新材料國(guó)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(diǎn)城市等榮譽(yù)。目前，我市正舉全市之力，集中資源引導(dǎo)、整合財(cái)力扶持、匯聚精力推進(jìn)，在全力打造千億級(jí)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(wú)機(jī)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(guò)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(shí)踐等方面介紹我校近年來(lái)《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(wú)機(jī)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(shí)驗(yàn)以及實(shí)踐周三個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)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(shí)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(guò)程中找出問(wèn)題的根源，并設(shè)計(jì)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(xiàng)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(shí)，玻璃工藝安排在后7周。

玻璃工藝學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)?？梢园l(fā)現(xiàn)，綜合實(shí)驗(yàn)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(gè)角度考慮的。首先玻璃的熔制、退火和成形實(shí)驗(yàn)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(gè)章節(jié)之后再進(jìn)行同步實(shí)驗(yàn)。此外，考慮到第8周和第9周周末連續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，縮短了學(xué)生的休息時(shí)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(duì)所制備的玻璃制品進(jìn)行密度和透過(guò)率的測(cè)定。14周課程結(jié)束，安排學(xué)生提交綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并準(zhǔn)備15周的實(shí)踐周。玻璃工藝學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)總計(jì)4周，安排7個(gè)實(shí)驗(yàn)。15周玻璃工藝學(xué)實(shí)踐周，讓學(xué)生對(duì)自己所制備的玻璃制品進(jìn)行含量的測(cè)定，主要包括玻璃試樣中二氧化硅的測(cè)定、鐵含量的測(cè)定和鋁含量的測(cè)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(jì)內(nèi)容較為豐滿，實(shí)驗(yàn)配合理論，理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)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(shí)，并能簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)玻璃制品，為將來(lái)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(jì)，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(dòng)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(wèn)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(bǔ)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(dòng)學(xué)生的積極性，開闊學(xué)生視野，滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)的需求，也有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)?！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(shì)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，使教學(xué)過(guò)程“線下”(面授教學(xué))與“線上”(網(wǎng)絡(luò)教學(xué))有機(jī)結(jié)合起來(lái)[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(jī)械設(shè)備，學(xué)生從未接觸過(guò)實(shí)體。往年通過(guò)板書教學(xué)過(guò)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(lái)記憶玻璃的理論部分和機(jī)械圖形，學(xué)生并沒(méi)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(shì)，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(guò)動(dòng)畫的方式在課堂上展現(xiàn)。此外，代課教師在備課的過(guò)程中，將課程通過(guò)錄屏軟件進(jìn)行錄制，逐漸形成完善的線上教學(xué)平臺(tái)。這樣，學(xué)生不僅可以在“線下”直觀的面對(duì)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(shí)[5]。通過(guò)“線上”課程，還可以避免學(xué)生因無(wú)法按時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)付諸于實(shí)踐。為了最大限度的提高學(xué)生實(shí)踐的自主性積極性，我校玻璃工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)主要以學(xué)生為主，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)玻璃制品。在設(shè)計(jì)之前，需要學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在方案設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)。比如某一學(xué)生想制備一個(gè)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(wèn)題。待配方設(shè)計(jì)完成后，逐步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從配方設(shè)計(jì)、配方制備到玻璃成形、退火和加工，最后性能檢測(cè)，整個(gè)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?cè)陂L(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程中，也用到一些小技巧來(lái)提高學(xué)生的興趣，比如在實(shí)驗(yàn)開始前，我們會(huì)跟學(xué)生說(shuō)我們最后會(huì)根據(jù)學(xué)生制備的玻璃制品的好壞進(jìn)行評(píng)獎(jiǎng)，制備的玻璃制品自己保留做紀(jì)念。整個(gè)流程下來(lái)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)記憶非常深刻，這也有助于理論課的理解?？傊ㄟ^(guò)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(shí)踐

理論聯(lián)系實(shí)際，理論指導(dǎo)實(shí)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(duì)無(wú)機(jī)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(shí)踐周環(huán)節(jié)。實(shí)踐周安排在理論課程結(jié)束的一周，實(shí)踐周內(nèi)容主要是針對(duì)學(xué)生自行制備的玻璃制品進(jìn)行性能測(cè)試，讓學(xué)生自己檢測(cè)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(shí)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(gè)月的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生真實(shí)體驗(yàn)玻璃企業(yè)的工作流程。生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)方面，分別為實(shí)習(xí)教育、技能培訓(xùn)、集中授課和上機(jī)操作。每一部分都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)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(shí)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(yǔ)

《玻璃工藝學(xué)》是為了服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)打造出來(lái)的一門實(shí)用性較強(qiáng)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(shí)踐三個(gè)方面詳細(xì)介紹了我?！恫ＡЧに噷W(xué)》的授課情況。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ欣谂囵B(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力，有利于加深學(xué)生的團(tuán)隊(duì)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。