“互聯網+”背景下“玻璃工藝學”教學改革探索

何秦川

（成都理工大學材料與化學化工學院，四川 成都 610059）

隨著“互聯網+教育”模式的誕生，雨課堂、微課、中國大學MOOC、超星學習通等教學APP 和教學平臺爭相涌現，有效突破了課堂學習的時間和空間限制，優(yōu)化了教學資源的合理分配。隨之而來的“翻轉課堂”理念也正在指導著教學模式逐步實現從“教”到“學”的轉變，這與一直以來課程改革的初衷不謀而合。黃文寧等[1]、李艷霞等[2]、趙海峰[3]、石冬梅等[4]以及趙玉琴[5]等學者分別就“互聯網+”下高等數學的教改、“互聯網+”下材料科學基礎的教改、學校信息化建設下的教改、現階段玻璃工藝學的教改、“互聯網+”下高職思政課的教改等教學改革問題進行了深入探索實踐，并提出了思考和總結。

傳統(tǒng)的教學理念和教學方法已經不能適應新形勢下“玻璃工藝學”的教學要求，深化“玻璃工藝學”課程教學改革迫在眉睫，“玻璃工藝學”在“互聯網+”時代也進行了一系列改革實踐并思考總結了改進方案。

1 “玻璃工藝學”的課程特征和問題

“玻璃工藝學”是成都理工大學材料科學與工程本科專業(yè)無機非金屬材料方向的主要專業(yè)課之一。其教學目標是通過對本課程的學習，學生能對玻璃的組成、結構、性質間的關系及玻璃的基本理論和各種工藝因素間的內在聯系有一個較系統(tǒng)的認識，同時對玻璃的生產過程及生產工藝原理、工藝因素有較全面的了解，訓練學生能夠進行材料或部件的成分、結構的制備工藝設計，培養(yǎng)將理論知識與實際工程問題直接聯系起來的能力，為今后從事生產與科研奠定基礎。

“玻璃工藝學”要求學生對“材料科學基礎”和“材料物理化學”等先修課程的基礎知識有較好的掌握，該課程理論性強，概念抽象，與生產實踐聯系緊密。然而同學們的基礎和能力有一定的差異，部分同學基礎知識薄弱，對抽象的概念理解力不夠，大多數同學又都缺乏工程實踐，這些情況都造成了這門課極難被掌握。而本門課在長期的傳統(tǒng)教學過程中一直采取以教師為主體，學生被動接收的教學模式。傳統(tǒng)教學模式忽視了學生間的差異，也造成學生養(yǎng)成了被動接受知識灌輸的思維習慣，其單一的課堂教學方式也容易使學生產生疲乏心理，所以在長期的傳統(tǒng)滿堂灌式的教學實踐中一些問題也逐漸顯露出來并亟待解決，主要表現為：學生在學習過程中存在缺乏興趣，積極性、主動性差等弊端[6]；此外，學生主動思考的能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力普遍存在鈍化的趨勢。為了解決這個問題，深化“玻璃工藝學”課程教學改革已刻不容緩。教學改革中一直倡導從以“教”為主到以“學”為主的教學理念的轉變。而在“互聯網+”的背景下，海量的優(yōu)質教學資源亟待合理利用，為了使教學內容和教學模式緊跟時代步伐，依托互聯網技術，實現以學生為中心、以產出為導向的教學理念，是本課程教學改革和實踐的核心思想和指導原則。

2 課程教學內容的優(yōu)化

在“互聯網+”的背景下，新材料和新技術不斷涌現，在海量的資訊中，既要與時俱進，又要系統(tǒng)把握，這要求授課教師就對課程的整體框架了然于胸?？傮w而言，《玻璃工藝學》教材的知識框架是以玻璃工藝原理及玻璃工藝過程為邏輯主線，這條主線串聯了玻璃的結構、形成與規(guī)律、分相與析晶、原料與配料、玻璃的熔制、成形、熱處理、缺陷及其控制等教學內容。具體涉及每一章，授課教師既需要抓住章節(jié)的共性，又需要針對課程內容進行重新梳理，協(xié)調好專業(yè)思維模式的重點性和連貫性。也要注重強化對工程實踐問題的學習，為將來的科研或生產做好銜接和過渡。[7]

在課時有限的情況下，教師對授課內容應該有重點的把握和適當的取舍[8]。一方面，課程重點內容的講解上要突出玻璃工藝原理及玻璃工藝過程的邏輯主線，比如在“玻璃的熱處理”這一章中要把握“玻璃的應力——退火本質——工藝過程”這樣的思維模式，具體來說就是首先抓住暫時應力和永久應力內容，其次理解玻璃退火過程的實質就是減小或消除應力并防止新的應力產生。最后可以據此制定玻璃退火工藝過程的四階段：加熱、保溫、慢冷及快冷。另一方面，可以把“玻璃工藝的節(jié)能與環(huán)?！钡葴\顯易懂且開放性較大的內容設置為自學內容，或讓學生自行調研完成調研報告[9]。

教學內容應以現有教材內容為基礎，但也要注意在教學內容上不斷創(chuàng)新，增加學習的高階性。授課教師應根據學科發(fā)展方向調整教學內容，并結合教學團隊老師的研究成果，緊跟時代前沿的理論與技術。比如教材內容涉及的玻璃如窗玻璃、器皿玻璃、瓶罐玻璃、平板玻璃等主要為傳統(tǒng)玻璃。為了豐富課堂內容，充分利用時代背景下海量的多元數據信息，我們也適量加大了對新型玻璃品種和最新科技成果的介紹，以此拓寬學生的專業(yè)視野。比如我們進行了“5G時代新機遇——玻纖復合材料在5G新材料當中的應用”和“新型透聲玻璃開拓玻璃應用新領域”兩場課堂講座，也通過微信平臺向同學們推薦學科相關線上講座、學術論文，有效利用課外時間擴展學科內容，解決課內學時有限的矛盾，得到了正向反饋。此外，隨著材料學的發(fā)展，以往廣泛認可的學說理論可能被現今科研成果驗證出局限性，這就需要授課教師分享科學界有關領域最新或最廣泛認可的研究成果，以期培養(yǎng)學生的批判思維，將課程深度進一步拓展。

3 課程教學方法的改革

探索線上與線下結合的授課模式，實現以學生為中心的教學創(chuàng)新。目前高校的課堂教學模式普遍是播放幻燈片+教師講授，這樣一成不變的授課方式容易讓學生產生思維惰性，削弱學生的學習興趣。我們嘗試任務驅動+翻轉課堂的授課理念，依托雨課堂、微課、中國大學MOOC、超星學習通等教學APP來提高學生的參與度，更好地理解與掌握重、難點知識，取得了較好的成果。授課教師在課堂開始前將課件和基礎理論微視頻上傳到學習通平臺，供學生預習和復習，培養(yǎng)學生學習的自主性和積極性。特別是開放性較大的教學內容或者相關科研熱點，可以采用讓同學們自主調研和文獻檢索的方式，在之后進行課堂的專題分享，以此提高同學們的教學參與熱情，充分解放同學們的思維力和創(chuàng)造力。

充分利用互聯網技術，采取多元化的教學方法。授課教師在基礎理論部分傾向于用多媒體展示，而在實踐性較強的工程應用部分，比如原料與配料、玻璃的熔制、成形和熱處理等內容，涉及玻璃生產工藝過程，這些部分與生產實際關聯性大，可以采取播放生產視頻的方式，合理利用多媒體教學，可以輕松調動學生的多感官參與教學活動，高效地化解了教學中的重、難點，增強了教學效果。對于課程知識的鞏固和拓展，我們也鼓勵同學們積極在雨課堂、中國大學MOOC[10-11]、學堂在線等線上學習平臺上進行自主學習，延伸課堂的時間和空間，拓寬學生的知識面。此外，對于課堂教學外輔助教學資源的使用，我們也鼓勵學生在小木蟲等科研論壇上下載共享資源，與其他科研人員共同探討科研問題。

4 對課程配套實驗/實踐的嘗試與思考

在課程教學中，配套實驗項目是本科教育重要環(huán)節(jié)。“玻璃工藝學”有配套實驗課程如工藝課程設計、材料顯微組織與性能綜合實驗、材料設計與制備綜合實驗等，配套實驗課程中都有玻璃工藝學相關的實驗項目。此外，生產實習與“玻璃工藝學”等課程密切相關，也是真正讓學生投身實踐的教學環(huán)節(jié)。

實驗課程改革的重點是引導學生通過查閱文獻，綜合運用玻璃工藝學相關理論知識和實習相關實踐知識進行工藝設計，使理論和實踐密切結合，使知識得到進一步的鞏固、加深和擴展，進一步培養(yǎng)學生的綜合實踐能力。對照往年實驗課上學生的學習效果和培養(yǎng)經驗，我們嘗試將演示實驗、驗證實驗等逐步取消，轉而更注重實驗的綜合性、設計性和創(chuàng)新性。這就要求學生分組或獨自完成查閱文獻、設計配方、分析缺陷、檢驗性能等整個玻璃生產流程的設計并形成可行性報告書，在報告書得到指導老師認可的情況下，就可以利用本專業(yè)提供的實驗條件和平臺進行實驗操作。整個實驗充分發(fā)揮了學生的主觀能動性，也強化了學生的基礎理論知識，提高了實驗操作技能，也培養(yǎng)了學生的綜合實踐能力。

我們也提倡將配套實驗結合授課教師的科研項目，鼓勵學生積極參加“互聯網+”“挑戰(zhàn)杯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類競賽項目，科技立項及其他競賽。這些競賽項目一般要求學生能夠基于專業(yè)知識，解決復雜工程問題，對培養(yǎng)大學生創(chuàng)新思維，提升實驗操作技能，提高綜合分析解決問題的能力等都意義重大。在生產實習環(huán)節(jié)，有豐富實踐經驗的教師必須和企業(yè)高級技師協(xié)商好考察過程中的重點，方便學生將課堂上的理論知識與生產實踐充分結合，有針對性地提升學生的實踐能力。加強課程相關實驗/實踐的建設，有助于培養(yǎng)理論知識扎實、職業(yè)能力較強的復合型人才。

5 課程教學評價

充分利用互聯網科技的數據統(tǒng)計功能，建立“過程性考核+期末考試”的考核評價體系對“玻璃工藝學”的課程改革極其關鍵。傳統(tǒng)教學模式下的過程性考核僅僅通過考勤和作業(yè)來計分，這種“大鍋飯”式的評價方式顯然不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和獨立思考能力。而我們的過程性考核具有“多元化任務式”的特征，能更好地對每個學生學習過程和學習能力進行考核，包括課堂互動表現、課堂測驗、在線學習時長、出勤率、作業(yè)質量等。比如在課中通過超星學習通小程序發(fā)布自測題和討論題，教師通過學習通手機終端了解學生的正確率和活躍度，并對其進行知識點測驗評分。

其次，在課程結束以后，“玻璃工藝學”教學目標與畢業(yè)要求達到與否都會由教學團隊進行審核，教學團隊客觀分析各指標點達成度，客觀評價課程質量，并形成改進方案，向學院教學指導組傳達。最后授課教師結合各方面反饋意見，對“玻璃工藝學”課程進行進一步的改革。

6 結語

“互聯網+”的授課理念和思路被引入“玻璃工藝學”的課程教學之中，在課程教學內容、教學方法、課程配套實驗/實踐、課程評價體系等方面做了一些改革實踐并提出了思考和改進方案。通過“翻轉課堂”等理念，促進以“教”為主逐步向以“學”為主的教學價值取向轉變，促進學生綜合素質的提高，課程教學質量的提升。同時，希望“互聯網+”理念在其他課程中的應用或深化改革過程中能提供一定的借鑒意義。