《玻璃工艺学》课程教学改革初探

韩 磊，廖臣兴，张料林，肖宗梁

（江西理工大学稀土学院，江西 赣州 341000）

《玻璃工艺学》作为材料科学中无机非金属材料专业的主要课程之一，在无机非金属材料领域占有举足轻重的地位。这门课主要讲授玻璃的组成、结构、形成、理化性质以及各种玻璃制品的制备工艺。此课程不仅对玻璃的形成规律、组成结构、理化及光电性能等基础理论做出了详细介绍，还对玻璃的生产、运用以及玻璃的市场发展方向进行拓展。所以课程对于学生理论和实践能力具有双维度的要求，既要求学生具有扎实的理论基础，也要求学生能够适应市场生产实际的需要，能够解决实际生产中存在的问题[1]。因此，结合本课程的特点及存在的问题，从教学内容、教学方法和考核方法等方面出发对课程教学模式进行探索与改革是很有必要的。

1 课程教学现状

传统教学模式主要着重于对玻璃的组成、形成规律、分相和析晶、理化性能力学、电学、热学和光学性质进行理论阐述，对基础组分的优化设计原则及规律、熔制及工艺的改进等内容着力较少，对于新型功能玻璃材料的研发，特种玻璃的制备和运用等几乎没有涉及。重点在于对理论的学习，而在新材料的开发和运用方面显得知识面狭窄，难以适应社会对于复合型人才的需求和发展新型无机材料等高新技术产业的要求。

在教学方法上，传统教学模式中学生都只能依靠教师的语言或者呈现出来的图文资料来进行学习，接触到的知识是平面的、非立体的；而且课堂教学内容枯燥乏味，难以调动学生的学习兴趣[2]。其中涉及玻璃制备工艺的部分，如熔制、退火、成型等内容，实际操作性强，对于动手能力要求高，与实际生产密切相关。如果要真正掌握这些知识点，就必须接触玻璃生产流水线，保证理论和实践紧密结合。此外，现有的考核模式虽然包含了期末笔试成绩和平时成绩，但平时成绩大多考核学生的出勤情况，以此来判定学生的学习状况背离了教学的初衷，也不能真正体现学生的课程完成情况[3]。期末笔试成绩能反应学生的理论学习情况，平时成绩能够反映学生课程的参与度，但两者都不能体现学生对于课程的掌握情况以及对于前沿问题的分析能力和独特的创新意识，这是亟待解决的问题。

2 课程教学模式改革方向

2.1 教学内容改革

基于对学生理论知识的要求和对于学生今后个人职业发展的需求，在教学内容方面，需要做到理论和方法并重、基础和创新并行。作者任教学校中《玻璃工艺学》课程选择使用的教材是中国轻工业出版社的《新编玻璃工艺学》，在课程设计中，应该充分考虑到玻璃理化性能、玻璃工艺原理和玻璃生产三者课时的合理分配，杜绝头重脚轻和虎头蛇尾。此外，在介绍传统玻璃品种的基础上，加大对于新型前沿玻璃的介绍以及特种玻璃的制备技术和工艺，增加学生学习的兴趣和求知欲望；并分析市场对于新型玻璃的需求，刺激学生的兴奋点，强化学生的学习动力，为今后进入社会服务实体经济奠定基础。

习近平总书记指出，高校培养学生，要“着重培养创新型、复合型、应用型人才”，所以在重视学习理论知识的基础上，也要同步重视实践能力培养。在课程设计中，应该实现“实验配合理论，理论指导实践”[4]。在经过一个学期的学习后，学生不仅应该充分掌握课本内玻璃工艺学的基本理论知识，还能够进行玻璃组分的设计和制备，为将来毕业后进入企业从事工程师工作奠定基础，实现学校学习和社会工作的完美衔接。笔者任教学校开设《玻璃工艺学》课程在课时设计方面，理论基础、实验操作和课程拓展分别以34∶6∶8（课时）的比例进行分配。其中理论基础为主要内容，占据34课时，主要讲述玻璃的定义与结构及形成规律、玻璃分相与析晶、玻璃的物理化学性质及运用、玻璃的电磁学性质及应用、玻璃的光学性质及应用、玻璃成分设计及原料、玻璃制备工艺及节能与环保、玻璃深加工及缺陷控制等内容，课时分配主要为6∶4∶4∶4∶4∶4∶4∶4学时。实验操作主要落在两个重点：玻璃的熔制、玻璃理化及电、光、热性能的测试。课程拓展分为两个专题：玻璃行业的前沿市场和前沿特种玻璃的制备，这两个专题主要介绍了玻璃行业现有研究的特点、发展趋势以及制备，对学生今后的研究方向具有导向性作用。此课程内容设计以玻璃的组成、结构和性能理论知识为基础，以玻璃的生产工艺为主线，以玻璃的应用为导向，既突出了重点，又强调了理论与实际相结合，体现了《玻璃工艺学》的专业性和应用性，满足了培养应用型高校人才的要求。

2.2 教学方法改革

2.2.1 “抛锚教学”和启发式教学

传统的教学模式一直都存在“老师填鸭式教学、学生被动听课”的弊端[5]，这种教学模式一直是“以教师为主体”、学生参与度不高、兴致欠缺，从而导致教学效果欠佳。《玻璃工艺学》作为一门基础性学科，课程理论部分抽象性强，内容枯燥、难懂[6]，学生多以死记硬背的方式来应付考试，课堂学习不认真，反而希望在课程结束后老师“划重点”“临时抱佛脚”，在实际理解和运用方面的效果大打折扣。大学教育对学生的自主性和创新能力有较高的要求，传统教学模式显然达不到这样的效果，所以必须采用“抛锚教学”和启发式教学模式来引导学生，培养学生的自主学习能力。“抛锚教学”也叫“实例教学”或“基于问题的教学”[7]，这种教学模式要求学生处于一个真实的问题背景中感受和体验实际环境，从而直面问题并通过与同学的互动和交流来识别问题并讨论解决办法。启发式教学则要求由教师提出论点，引导学生进行讨论，共同探讨解决问题的方法[8]。启发式教育注重学生的思维主动性，强调学生智力的充分发展，教师在教学过程中，根据教学目标和教学任务，联合学生实际情况来启发学生的思维，从而调动学生学习的积极性和主动性，从而实现主动学习和独立思考。

以课程模块“硅酸盐玻璃的熔制”为例，玻璃的熔制是玻以课程模块“硅酸盐玻璃的熔制”为例，玻璃的熔制是玻璃生产工艺中的重要环节之一。在熔制过程中，经历了硅酸盐的形成、玻璃形成、澄清、均化和冷却五个阶段。其中，澄清的过程就是指排除可见气泡的过程。在学习这一章节的内容时，就需要学生自己观察气泡的产生和气泡的排除过程。若玻璃液中上升的气泡在穿过液体表面受阻时，与同学共同讨论或通过教师引导讨论来找出解决办法：选择是通过降低玻璃的粘度、利用玻璃液流的作用、采用机械方法搅动熔体等物理澄清的方法，还是通过蒸气压等方式来实现排除气泡。这些解决实际问题的知识与方法的掌握，通过传统的“填鸭式教育”无法教授；课本上面的图文资料无法充分揭示实验的多变性，实验操作过程中产生问题的原因也无法预料，只有学会了分析问题和解决问题的方法，才能在实际操作中从容应对。

“抛锚教育”和启发式教育在培养学生实际操作能力方面具有显著效果，摆脱了教师导向的现有教学模式，重视学生参与和学生导向，以学生作为主体来开展教学。此外，为了提高学生的自主学习能力、拓宽学生的知识面，掌握前沿的研究方向，教师除了完成课程任务外，还应为学生布置日常学习任务，例如将《浮法玻璃》《新型功能玻璃材料》等书目以及最新的科技论文列入课后学习参考书目中，通过阅读参考书目来加深对于课堂知识的理解和拓展。定期开展专题讲座，进行交流互动，也能让学生们了解现在玻璃领域的研究热点和研究成果。组织学生进行专题汇报，同学和老师共同进行点评，以培养学生的研究能力，以满足培养创新型人才的要求。

2.2.2 校企联合培养

《玻璃工艺学》课程在作者任教学校是大学三年级课程，恰好是开始从学校向社会过渡的时期。《玻璃工艺学》作为学生在毕业后从事相关工作中最常用的课程之一，所以如何从课程设计上实现过渡，是课程教学改革的难点。如何将教学工作置于强烈的工程背景下，让学生迅速融入市场，毕业后能在工作岗位上尽情展现自己的才华，将所学知识灵活运用到工作中去，是教学方式改革的方向之一。而加快推进产教联合，深入推动校企合作，是解决此类问题的关键方向。

党的十九大报告中指出，要“深化产教融合，校企合作”，培养高级应用型技术人才。校企合作模式注重学校资源和企业资源的融合和共享，通过急社会之所需，应市场之所求而实现了学校和企业的“双赢”。从学校方面来说，当前社会竞争激烈，校企合作能够有助于学校瞄准学生培养方向，提高教学质量，有利于提高学校就业率，也为学生的发展提供了导向性。对企业而言，优质人才得之不易，校企合作能够有针对性地为企业培养人才，同时还能降低企业的人才培养成本，优化人才结构。从设计来说，可以安排学生在大二学习结束后去往合作企业进行参观，了解企业或工厂的生产制造工序，了解产品类型和应用方向。通过学前参观，可以使学生深入了解玻璃的相关内容，使学生带着兴趣和问题开始大学三年级的《玻璃工艺学》课程。在结束完课程之后，安排学生在寒暑假参与合作企业的实习项目，实际接触玻璃的制备过程。通过实习的方式，学生能将所学到的理论知识应用到生产实际中；同时，也能弥补课程设计中实践操作学时分配不足的缺陷。从产教联合的角度思考教学方式改革，深化产教融合，推动校企合作是提高教学质量的必经之路，完整的校企合作模式是培养应用型人才的坚实保障，能让学生充分掌握玻璃基本理论知识和实际生产工艺，也为今后服务于实体经济做出贡献。

2.3 考核方法改革

2.3.1 多维度考核，考核与考察相结合

高校课程考核的方法，从最初的一维笔试考核已经发展到了二维双项考核，平时成绩和期末考试相结合。二维双项考核弥补了一维笔试考试对平时考核的缺失，通过对平时的出勤率和课后作业的考察来评定平时成绩，但是二维双项考核将出勤率作为考核的标准之一，在一定程度上背离了学习的初衷，且同样不能考查学生对于知识的融会贯通能力。所以，将实际动手能力的考核列入《玻璃工艺学》这门学科中非常有必要。

多维度考核强调考核方法的多元化，聚焦于课程成果目标，将考核的评价标准分成了理论知识，实践技能和课程参与。多维度考核将考核目标分化成了子目标，并根据学校的培养目标设置量化考核标准和评分细则，有效保证了考核的质量。除了在考核方法上强调多元化外，考核的全程参与性也非常重要，要求考核的设计要贯穿课程教学全过程，只有全程参与学习，才能完成目标。《玻璃工艺学》是一门综合性和应用性非常强的课程，具有很强的探索性和实用性，因此，在平时考核中还可以通过实例分析、课程汇报、小论文等多种方式来评价学生的理解能力、分析能力和表达能力，更加合理且全面地完成学生考核。

2.3.2 以赛促学，创新驱动

培养创新型、复合型、应用型的新型人才是新时代背景对于学生培养的要求，要实现培养创新型人才，必须提高学生的创新意识，开阔眼界。参与各种专业顶级赛事也是推动学生主动探究和创新的有效手段之一。通过学校的选拔与推荐，选取优秀学生参加比赛，赛后对参赛学生的成绩考核相应增加分数，实现以赛促学。《玻璃工艺学》是一门基础课程，课程内容中基础理论知识多，课程枯燥无味，很容易使学生陷入死记硬背和头脑僵化的局面，通过以赛促学的模式能够有效丰富课堂结构，激发学生的学习乐趣。同时，将比赛纳入考核的标准之一，也充分地考察了学生平时课外学习情况和创新能力。以赛促学不仅能检验学生平时的学习成果，也能拓宽学生眼界，加大与其他学校优秀人才的交流，是培养新型人才的有效手段之一。

3 结语

《玻璃工艺学》的课程教学改革是一项繁复的工程，在教学过程中，教师不仅仅要完成课程内容教授和讲解，还要通过多种方式来提高学生的参与度和完成度，突出学生在课程中的主体地位，提高学生的综合能力，并帮助学生初步完成学校与社会的衔接，培养创新型、复合型、应用型的新型人才。在课程教学改革中，要根据培养目标适度调整教学内容结构，合理分配课时，激发和引导学生参与并完成教学，并客观、全面地完成教学考核，在增强学生对于基础理论知识掌握情况的同时，培养学生的动手操作能力和创新思维，这对提高课程教学质量具有明显的积极作用。