基于《石膏工艺品制作》开放性实验教学改革探索

（南昌航空大学航空制造工程学院，江西南昌 330063）

开放性实验具有以学生为中心、帮助学生自主学习、培养学生创新思维能力、调动学生学习积极性等优点，成为近年来研究实验教学改革的热点。

石膏工艺品是以石膏粉为原料、用模具制作出的工艺产品，广泛用于宾馆和家庭等地方的室内装饰。石膏工艺品具有价格便宜、艺术性强、防火及不变形等特点。《石膏工艺品制作》在我校是一门开放性实验课，是全校理工、文科专业四年制本科学生认识材料液态成型方法，接收科学实验能力培养的开端。通过石膏工艺品开放性实验这种理论与实验相结合的教学形式，开阔了学生的视野，丰富了学生的想象力，启发了学生的创造性思维，拓展了传递知识的途径，提高了学生的学习兴趣，推动了文科与理科的交叉与融合，丰富了理、工、艺术等多学科专业学生的知识结构。

1 课程目标的定位

本实验课程目标对学生的能力要求如下：

（1）激发学生自主学习的积极性和主动性，使学生具备实验设计、动手实验及创新思维的能力。

（2）能够应用液态成型控制的基本原理，分析石膏工艺品缺陷的产生原因，并提出解决方案，具备分析问题和解决问题的能力。

（3) 通过独立和分组实验，提高学生的责任感和团队精神。

2 教学内容的优化

该课程原来的主要实验内容和过程为：首先通过工艺品原型制作硅橡胶软模，在进行石膏液浇注，然后开模，并对石膏工艺品进行修补与打磨，再进行表面彩绘，最后上清漆。这个实验教学内容适合全校所有专业和年级学生。关于通过工艺品原型制作硅橡胶软模，由于需要时间比较长，操作难度比较大，因此只是教师在课堂上简单讲一下。在实验过程中，教师发现部分同学希望增加实验难度，进行更高要求的操作，这样本门开放性实验课逐渐形成了面向不同需求同学的多个层次。（1）最普通的石膏工艺品开放性实验课，主要是上述实验内容，可以做实心石膏工艺品和空心石膏工艺品两种，适合全校所有专业和年级学生，绝大部分同学选择这个层次的实验课。（2）在实验课中增加可以自己动手制作硅橡胶软模的实验内容；这个实验虽然复杂，难度大，但也增加了实验乐趣，提高了学生的动手能力；这个层次的实验课适合化学类学生及少部分感兴趣的同学选修。（3）在实验课中增加可以自己动手设计和制作工艺品原型的实验内容，比如学生可以自己雕刻或泥塑工艺品原型，也可以先利用计算机软件进行设计，然后利用3D打印技术制作工艺品原型；这个层次的实验课适合艺术类、机械类学生及少部分感兴趣的同学选修。（4）在实验课中增加可以改进石膏工艺品质量的实验内容，比如增加超声波除气、机械振动除气或真空除气方面的实验或在石膏浆中加入增强纤维的实验；这个层次的实验课适合材料成型及控制专业的学生选修。通过石膏工艺品制作开放性实验的分层次教学，满足了学生对开放性实验的不同需求，进一步提高了学生的各种能力。

3 实验安排的改进

最初排课是在学生选课后，由教师指定固定的时间上课；虽然上课时间一般都会安排在周末，但还是会有部分同学有特殊原因不能来上课。由于实验过程中需要教师的指导和帮助，同时教师时间也是有限的，因此让同学自己随时预约时间，也不太可能。经过改进，先由教师安排固定的时间上课；如果临时有事或上课时间冲突等，学生可以通过电话或QQ另约教师其它排课时间来上课。上课前一两天，教师还可以通过校园网给要上实验课的同学发提醒邮件，防止同学错过上课时间。通过改进，既方便了同学，又方便了教师，大大提高了学生的到课率。

4 实验条件的改进

该课程原来做实心工艺品的石膏采用的是普通半水纤维石膏，虽然成本低，但手感不好，强度也低，石膏液的流动性不好，做出来的工艺品缺陷较多；通过改进，采用高强度的树脂工艺品超硬石膏粉（又称免烧陶瓷），虽然价格高一些，但每次用量不是特别多，做出来的石膏工艺品效果好，利于长期保存，同学更喜欢。实验室内还准备了超声波除气、机械振动除气及真空除气等装置，增强纤维等材料，满足学生对高品质石膏工艺品制作的需求；还准备了硅胶、雕塑泥、电脑和3D打印设备，满足学生自己制作硅橡胶软模具或快速设计和制作工艺品原型的需求。

5 教学方法的改革

本课程是一门实践性都很强的课程，课程的教学目标不仅要求学生具有较强的实践动手能力，还必须在此基础上获得分析问题及解决问题的等各方面的基本能力。由此，在教学过程中，不能采用传统的以讲述为主的教学模式，而应该采用师生间互动更为频繁的“翻转课堂”模式，具体实施方法如下。

在开放性实验课堂上，教师的主要任务是讲解石膏工艺品的制作方法，在学生实验过程中对学生进行指导和答疑，同时帮助同学解决实验过程中遇到的困难。学生开始实验前，教师在课堂上先简单讲述一下实验的主要内容、主要过程、实验安排及实验报告要求等，之后重点是通过理论结合实际，边演示边讲解，把石膏工艺品的制作方法、过程和要点讲给学生，这样学生印象更深刻，很容易接受和理解。水和石膏粉的比例是决定石膏工艺品成败的关键因素，一方面尽量要求同学按照教师教的方法去操作，提高工艺品的成品率，另一方面鼓励同学多次尝试，在失败中总结经验教训，争取下一次实验的成功。对于一些简单和较容易理解的实验内容，比如石膏工艺品的修补和打磨、上色及喷漆等步骤主要让学生通过自己设计、自己动手来操作，色彩调配方案学生可以通过互联网自已查找资料解决。学生做实验时还可以同教师和同学进行讨论，提高学生自主学习的兴趣。

开放性实验一般每次安排学生15人左右，因此可以根据学生兴趣和能力的不同，成立几个小组。一方面小组成员之间可以互相取长补短，团结合作完成质量更好的石膏工艺品，培养学生的责任感和团队精神；另一方面小组之间也可以进行竞赛，提高开放性实验的趣味性。教师可以参与到各个小组中去，对每个学生进行个别指导，从而营造出一种自由的、合作的课堂氛围。

对于学生，石膏工艺品制作开放性实验的时间可以根据他们自己兴趣自由安排，教师只规定最低要求和最长实验时间。本实验课的最低要求是学生动手做出1-2个令自己满意的石膏工艺品，一次课的最长时间是8学时。感兴趣的同学可以做更多的石膏工艺品，即使是本次实验结束后，学生还可以在教师的其它上课时间过来做实验。由于学生完全是凭着自己的兴趣和爱好来完成实验，极大调动了学生学习的积极性与主动性。

6 考核方法的改革

课程考核以检验课程目标的达成度为手段，进而评价学生学习成果的达成度。考核的环节包括课堂表现和实验报告，其中课堂表现占40%，实验报告占60%。课堂表现包括出勤情况、迟到情况、实验动手情况、石膏工艺品质量情况、实验参与情况、分析问题及解决问题的情况等。

由于该实验课是面向全校所有专业和年级的，因此实验报告内容不能要求太多，分析和讨论不能要求太深入，但实验报告必须科学、全面、系统、有层次、条理规范，这样学生才能得到更好的锻炼，提高报告写作、分析问题及解决问题等各方面的能力。实验报的内容及要求为：（1）实验目的；（2）实验材料及工具；（3）实验过程；（4）实验结果与分析；（5）总结，谈谈对实验过程的体会，有什么建议和要求？在实验结果与分析的要求为：1）展示石膏工艺品图片（要求彩色图片或照片）；2）分析固化剂在硅橡胶成型中的作用；3）简述石膏成型过程中如何对硅橡胶软模进行控制；4）分析石膏粉和水的比例对石膏工艺品成型有何影响。

实验报告的提交由原来的纸质版改为电子版。提交纸质版报告时，学生不仅需要打印彩色照片，还需要将报告送到教师办公室，比较浪费时间；提交电子版报告时，学生仅需要给教师发一个电子邮件，这样做既方便又节约了学生的时间。

7 结语

在国家提倡充分利用实验设备，培养大批具有实践能力和创新思维人才的背景下，我校对《石膏工艺品制作》开放性实验教学进行了改革和探索，明确了课程的目标定位，优化了实验教学内容，改进了实验安排和实验条件，改革了教学方法与考核方法，不断提高《石膏工艺品制作》实验课程的教学质量，以适应国家对创新型和实践型人才培养的要求。多年来，通过不断的教学改革，该课程受到越来越多学生的喜欢。