葉龍強，張雨露，張雪梅，汪徐春

(安徽科技學院 化學與材料工程學院，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、整合財力扶持、匯聚精力推進，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，我校化學與材料工程學院無機非金屬材料工程專業(yè)于2013年開設了《玻璃工藝學》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。本文將從教學內(nèi)容、教學模式和教學實踐等方面介紹我校近年來《玻璃工藝學》課程的教學改革成果。

1 教學內(nèi)容

隨著我校無機非金屬材料工程專業(yè)《玻璃工藝學》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)的學時分別為54、18和16。理論課主要包括玻璃基礎理論部分和玻璃工藝基礎部分，學時基本相當。玻璃基礎理論部分是課程的根本，只有牢牢掌握玻璃的基礎理論，才能在生產(chǎn)過程中找出問題的根源，并設計相應的方法予以解決。我校開展的玻璃工藝學基礎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)、力學性能、熱學性能、化學穩(wěn)定性、電學磁學性能、光學性能等。玻璃工藝基礎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理論部分安排在前7周，每周4學時，玻璃工藝安排在后7周。

玻璃工藝學綜合實驗與玻璃工藝基礎課程同步進行，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)容的教學周周末，安排學生根據(jù)理論學習的內(nèi)容自主設計玻璃配方，并進行配合料的制備。12周上完玻璃的退火與鋼化后的周末進行玻璃的熔制、退火和成形實驗?？梢园l(fā)現(xiàn)，綜合實驗中間間隔兩周，這是從教學內(nèi)容的設置以及學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)進行的，中間不能中斷，因此需要在學完玻璃的熔制、成形和退火三個章節(jié)之后再進行同步實驗。此外，考慮到第8周和第9周周末連續(xù)進行實驗，縮短了學生的休息時間，因此中間間隔兩周，能相應的降低學生的疲勞度。13周周末安排學生對所制備的玻璃制品進行密度和透過率的測定。14周課程結(jié)束，安排學生提交綜合實驗報告，并準備15周的實踐周。玻璃工藝學綜合實驗總計4周，安排7個實驗。15周玻璃工藝學實踐周，讓學生對自己所制備的玻璃制品進行含量的測定，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，一學期的課程全部完結(jié)。從上可知，本課程設計內(nèi)容較為豐滿，實驗配合理論，理論指導實驗。通過一學期的學習，學生很好的掌握了玻璃工藝學的基本知識，并能簡單設計玻璃制品，為將來進入企業(yè)從事工程師工作打下良好的基礎。為了方便更好的了解我校玻璃工藝學的課程設計，現(xiàn)將具體的教學內(nèi)容列于表1。

表1 玻璃工藝學課程設置表

2 教學模式

2.1 混合式教學

傳統(tǒng)式教學一直存在老師填鴨式教學、學生被動式聽課的弊端，進而導致課堂缺乏活力、學生興趣較低、教學效果不佳等問題[3]。隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，網(wǎng)絡正逐漸滲透到人們生活的方方面面。網(wǎng)絡也為老師提供了更好的教學渠道，彌補傳統(tǒng)式教學的一些不足之處。此外，網(wǎng)絡為學生提供了開放自由的學習空間，不僅有助于調(diào)動學生的積極性，開闊學生視野，滿足學生對知識的需求，也有助于培養(yǎng)學生自主學習的意識?！盎旌鲜浇虒W”就是在傳統(tǒng)式教學的基礎上引入一定成分的信息元素的網(wǎng)絡教學，把傳統(tǒng)教學優(yōu)勢與網(wǎng)絡學習優(yōu)勢結(jié)合起來，使教學過程“線下”(面授教學)與“線上”(網(wǎng)絡教學)有機結(jié)合起來[4]。

《玻璃工藝學》是一門偏應用的學科，這也符合我校應用型高水平大學的發(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備，學生從未接觸過實體。往年通過板書教學過程中發(fā)現(xiàn)學生很難理解，大多數(shù)學生靠死記硬背來記憶玻璃的理論部分和機械圖形，學生并沒有真正理解課程的內(nèi)涵。近兩年，我院利用網(wǎng)絡教學的優(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行錄制，逐漸形成完善的線上教學平臺。這樣，學生不僅可以在“線下”直觀的面對面聽老師的講解，也可以在課下進行“線上”學習，鞏固所學的知識[5]。通過“線上”課程，還可以避免學生因無法按時上課，導致課程脫節(jié)的情況。目前，我?！恫ＡЧに噷W》混合式教學穩(wěn)步推進，目前已經(jīng)形成具有一定成效的教學體系，今后我們將以打造精品課程為目標，逐步推進完善課程，使課程盡可能滿足學生的需求。

2.2 開放教學

玻璃工藝學除了理論部分，實驗部分也非常重要。學生學習最終的目的都是要將所學習的知識付諸于實踐。為了最大限度的提高學生實踐的自主性積極性，我校玻璃工藝學實驗主要以學生為主，讓學生自己設計玻璃制品。在設計之前，需要學生自主查閱文獻，設計實驗方案。在方案設計完成后與指導教師溝通交流，待指導教師同意后，再進行配方制備、玻璃成形等實驗。比如某一學生想制備一個圓形的玻璃杯，那么學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。待配方設計完成后，逐步推進實驗過程，從配方設計、配方制備到玻璃成形、退火和加工，最后性能檢測，整個流程全部由學生自己完成，老師主要起到輔助的作用。我們在長期的教學過程中，也用到一些小技巧來提高學生的興趣，比如在實驗開始前，我們會跟學生說我們最后會根據(jù)學生制備的玻璃制品的好壞進行評獎，制備的玻璃制品自己保留做紀念。整個流程下來，學生對實驗記憶非常深刻，這也有助于理論課的理解?？傊ㄟ^開放式教學，以學生為主導，可以充分發(fā)揮學生的自主創(chuàng)新能力，也大大提高了學生的學習興趣，目前已取得較好的學習效果。

3 教學實踐

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

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，玻璃方向的學生在大四上學期都要至少有一個月的生產(chǎn)實習，讓學生真實體驗玻璃企業(yè)的工作流程。生產(chǎn)實習主要劃分為四個方面，分別為實習教育、技能培訓、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，每一部分也有相應的考核方式，最終目的都是讓學生更好的掌握玻璃的基本理論和實際生產(chǎn)工藝，為今后服務地方經(jīng)濟做出相應的貢獻。

4 結(jié)語

《玻璃工藝學》是為了服務地方經(jīng)濟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體系。本文從教學內(nèi)容、教學模式、教學實踐三個方面詳細介紹了我?！恫ＡЧに噷W》的授課情況。通過該課程的學習，有利于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的實驗能力，有利于培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新的能力，有利于加深學生的團隊協(xié)作能力。目前我校正在為當?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。