張 浩 歐陽曉妍 羅穗蓮

(華南師范大學 化學學院，廣東 廣州 510631)

工匠一般指從事器物制作的人，工匠精神狹義指凝結(jié)在工匠身上、廣義指凝結(jié)在所有人身上的，制作或工作中精益求精的態(tài)度和品質(zhì)[1]。工匠精神一直以來都是中華民族的優(yōu)良傳統(tǒng)，從古至今，我國涌現(xiàn)了一批又一批的能工巧匠，他們推動著時代的前進與發(fā)展。工匠精神作為新時代技術(shù)人才應具備的基本素質(zhì)，如何在高校課程中融入相應培養(yǎng)內(nèi)容成為目前思政教育的一個研究方向。

“無機非金屬材料學”作為我校材料化學專業(yè)的專業(yè)必修課，是關于無機非金屬材料的成分和組織結(jié)構(gòu)、材料性質(zhì)、制備工藝、使用性能以及他們之間相互關系的一門基礎課程[2]?！盁o機非金屬材料學”作為必修課程，在教學中對標“會創(chuàng)新、會創(chuàng)業(yè)、善應用”的專業(yè)培養(yǎng)目標，以“培養(yǎng)什么樣的人”定位課程，結(jié)合無機非金屬材料發(fā)展史實、科學家的故事、生產(chǎn)生活中的無機材料以及當代前沿研究等內(nèi)容，通過課內(nèi)教學和課外教學相結(jié)合的方式將課程思政融入課堂之中。工匠精神作為課程思政中的一個重要元素，同時也是材料化學專業(yè)學生所必須具備的專業(yè)精神。如何在無機非金屬材料學課程中將實際生產(chǎn)生活與專業(yè)知識進行結(jié)合，進而融入對學生工匠精神的培養(yǎng)是一個值得思考的問題。

作者以“無機非金屬材料學”中的“玻璃的成型”課堂教學設計為例，對基于工匠精神培養(yǎng)的課程教學進行初步探索。

1 “玻璃的成型”教學內(nèi)容簡介

“玻璃的成型”是“無機非金屬材料學”中工藝設備模塊的一節(jié)重要課程，學生將在這一節(jié)課中學習到玻璃成型的工藝以及相關知識，具有良好的實用性。該節(jié)課程選用的教材是姜建華主編、化學工業(yè)出版社出版的《無機非金屬材料工藝原理》[3]。其中有關玻璃成型方面的教學內(nèi)容主要包括：(1)日常玻璃的成型方法(人工成型、機械成型)；(2)平板玻璃的成型方法(浮法成型、垂直引上法成型、平拉法成型、延壓法成型)；(3)基板玻璃的制備(浮法成型、溢流下拉法、狹縫下拉法)。該部分內(nèi)容計劃教學時數(shù)為2學時。

2 “玻璃的成型”課程設計

2.1 教學目標

(1) 知識目標：①掌握玻璃成型流程具體內(nèi)容及原理；②把握材料的組成、結(jié)構(gòu)、工藝和性能之間的聯(lián)系，并能對其影響因素進行綜合分析；③了解玻璃成型的新技術(shù)，了解基板玻璃組成和工藝。

(2) 能力目標：①具有自我完善能力及可持續(xù)發(fā)展的潛力；②增強認識自我、管理自我的能力，具有團隊協(xié)作能力和包容他人的能力。

(3) 思政目標：①通過對玻璃成型工藝的學習，具有精益求精、追求創(chuàng)新的工匠精神；②通過對基板玻璃市場情況的分析，了解我們國家的技術(shù)發(fā)展情況，增強家國情懷。

2.2 教學設計

結(jié)合本節(jié)課的教學內(nèi)容，為了實現(xiàn)教學目標，作者嘗試使用“三段式”翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，從課前、課中以及課后的時間維度上設計該節(jié)課的教學過程。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學設計

第一階段為課前導學階段。課前教師在勵儒云課堂平臺上發(fā)布任務，上傳PPT、教材、科研前沿內(nèi)容、工藝流程等學習資源，學生根據(jù)小組分工在觀看教學資源之后，合力完成教學任務并在小組間與同學和老師進行在線交流和評價。課堂平臺上教師根據(jù)學生完成的情況及問題反饋，分析教學的重點和難點。這一階段的目的在于讓學生在課前了解玻璃成型和基板玻璃相關的知識，培養(yǎng)學生的自學能力，鍛煉學生的自我完善能力以及可持續(xù)發(fā)展的潛力。

第二階段為課中研學階段。課堂教學分為3個步驟：首先教師對教學的重點和難點進行講解，讓學生結(jié)合課前自學的內(nèi)容掌握材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能之間的聯(lián)系，并對其影響因素進行綜合分析；然后，教師根據(jù)講解的內(nèi)容引導學生發(fā)散思維，教師提出問題和案例，引導學生分組進行深入討論，并聽取各組的討論結(jié)果，在小組討論的過程中讓學生感受團隊的力量，相互交流，相互學習，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作以及包容他人的能力；教師在聽取學生的討論結(jié)果后進行分析總結(jié)，深化在玻璃成型工藝教學中滲透的工匠精神，加強對于學生精益求精、追求創(chuàng)新的工匠精神的培養(yǎng)。

第三階段為課后練學階段。學生在課后需要完成教師在勵儒云課堂平臺上發(fā)布的拓展型任務，通過對開放性問題的回答檢驗并加強學生對工匠精神的理解。

2.3 課程教學案例——我國基板玻璃技術(shù)的突破

教師在“玻璃的成型”這一節(jié)教學中使用關于我國基板玻璃技術(shù)的突破作為教學素材，在課前自學和課中研學的過程中都可作為工匠精神培養(yǎng)的載體。

21世紀最為主流的彩色平板顯示技術(shù)即TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)，因其具有有效顯示尺寸大、清晰度高、重量輕、環(huán)保性能好等優(yōu)勢而逐漸取代了傳統(tǒng)的CRT(陰極射線管)型產(chǎn)品。而TFT-LCD基板玻璃是TFT-LCD顯示器面板的前后兩片關鍵玻璃材料，是TFT-LCD顯示器面板的重要組成部分，也是TFT-LCD發(fā)展的重要制約因素[4]。

TFT-LCD基板玻璃作為新型高技術(shù)玻璃，與傳統(tǒng)的鈉鈣硅玻璃不同，它具有尺寸精度高、熱穩(wěn)定性高、耐化學腐蝕性好、表面和內(nèi)部缺陷少、熱膨脹系數(shù)適宜、輕質(zhì)高強度等特點，可以說是一項高技術(shù)集結(jié)的發(fā)明，其生產(chǎn)工藝的難度可想而知。

目前TFT基板玻璃領域市場頭部企業(yè)有美國Corning、日本Asahi Glass和NEG。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2019年這3家公司分別占據(jù)TFT基板玻璃市場份額的50%、25.8%和19.6%，合計超過95%[5]。國際TFT基板玻璃的市場和先進的生產(chǎn)技術(shù)幾乎都被美國公司和日本公司所壟斷。

面對國外企業(yè)的壟斷和技術(shù)封鎖，在國家政策傾斜以及國內(nèi)本土廠商的多年積累下，我國目前也具備了8.5代TFT-LCD基板玻璃核心生產(chǎn)技術(shù)，并已建成第一座8.5代TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)基地[6]。2020年因為疫情的影響，日本、韓國TFT-LCD生產(chǎn)廠家不斷減產(chǎn)和關閉，全球平板顯示行業(yè)生產(chǎn)及加工中心加速向我國轉(zhuǎn)移。目前大陸建成投產(chǎn)及在建的高世代TFT-LCD/OLED(Organic Light-Emitting Diode)面板生產(chǎn)線達21條，另有3條生產(chǎn)線在規(guī)劃建設，我國的產(chǎn)能將近達到全球產(chǎn)能的60%，面板生產(chǎn)的快速發(fā)展對上游TFT-LCD超薄基板玻璃的生產(chǎn)和發(fā)展起到極強的推動作用[7]。我國的基板玻璃生產(chǎn)還有非常廣闊的市場和發(fā)展空間。

超薄玻璃基板定義為厚度≤1.1 mm且>0.1 mm的玻璃。而我國的超薄基板從1988年四川依安玻璃廠以平拉法產(chǎn)出0.5～1 mm的玻璃到2001年建立我國首條浮法玻璃生產(chǎn)線，再到2011年突破0.5 mm生產(chǎn)出0.45 mm STN級超薄玻璃，到2014年的0.33 mm、2015年的0.25 mm、2016年的0.15 mm，直到2018年4月，0.12 mm超薄浮法電子玻璃下線，創(chuàng)造了浮法技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)的世界最薄玻璃記錄[8]。一代又一代超薄玻璃的發(fā)展歷程讓學生看到了身為材料行業(yè)的研究人員需要的精益求精的工匠精神，無論在學習、研究還是工作中，都應該有這種做到最好的追求，鉆研技術(shù)，追求質(zhì)量。

3 結(jié)語

“玻璃的成型”作為“無機非金屬材料學”這門課程中工藝設備模塊的一節(jié)重要內(nèi)容，作者以我國基板玻璃發(fā)展歷史作為教學載體，利用實際生產(chǎn)工藝的發(fā)展設計培養(yǎng)學生工匠精神的翻轉(zhuǎn)課堂，讓學生認識到學習生活中需要具有追求卓越、精益求精的精神，更讓學生認識到自己所學的專業(yè)領域?qū)ι鐣畹膬r值，建立忠誠的崗位意識，加強對行業(yè)的宏觀認識，從而將工匠精神融入學生的個人素養(yǎng)發(fā)展之中。