“互联网+”背景下“玻璃工艺学”教学改革探索

何秦川

（成都理工大学材料与化学化工学院，四川 成都 610059）

随着“互联网+教育”模式的诞生，雨课堂、微课、中国大学MOOC、超星学习通等教学APP 和教学平台争相涌现，有效突破了课堂学习的时间和空间限制，优化了教学资源的合理分配。随之而来的“翻转课堂”理念也正在指导着教学模式逐步实现从“教”到“学”的转变，这与一直以来课程改革的初衷不谋而合。黄文宁等[1]、李艳霞等[2]、赵海峰[3]、石冬梅等[4]以及赵玉琴[5]等学者分别就“互联网+”下高等数学的教改、“互联网+”下材料科学基础的教改、学校信息化建设下的教改、现阶段玻璃工艺学的教改、“互联网+”下高职思政课的教改等教学改革问题进行了深入探索实践，并提出了思考和总结。

传统的教学理念和教学方法已经不能适应新形势下“玻璃工艺学”的教学要求，深化“玻璃工艺学”课程教学改革迫在眉睫，“玻璃工艺学”在“互联网+”时代也进行了一系列改革实践并思考总结了改进方案。

1 “玻璃工艺学”的课程特征和问题

“玻璃工艺学”是成都理工大学材料科学与工程本科专业无机非金属材料方向的主要专业课之一。其教学目标是通过对本课程的学习，学生能对玻璃的组成、结构、性质间的关系及玻璃的基本理论和各种工艺因素间的内在联系有一个较系统的认识，同时对玻璃的生产过程及生产工艺原理、工艺因素有较全面的了解，训练学生能够进行材料或部件的成分、结构的制备工艺设计，培养将理论知识与实际工程问题直接联系起来的能力，为今后从事生产与科研奠定基础。

“玻璃工艺学”要求学生对“材料科学基础”和“材料物理化学”等先修课程的基础知识有较好的掌握，该课程理论性强，概念抽象，与生产实践联系紧密。然而同学们的基础和能力有一定的差异，部分同学基础知识薄弱，对抽象的概念理解力不够，大多数同学又都缺乏工程实践，这些情况都造成了这门课极难被掌握。而本门课在长期的传统教学过程中一直采取以教师为主体，学生被动接收的教学模式。传统教学模式忽视了学生间的差异，也造成学生养成了被动接受知识灌输的思维习惯，其单一的课堂教学方式也容易使学生产生疲乏心理，所以在长期的传统满堂灌式的教学实践中一些问题也逐渐显露出来并亟待解决，主要表现为：学生在学习过程中存在缺乏兴趣，积极性、主动性差等弊端[6]；此外，学生主动思考的能力和创新创造能力普遍存在钝化的趋势。为了解决这个问题，深化“玻璃工艺学”课程教学改革已刻不容缓。教学改革中一直倡导从以“教”为主到以“学”为主的教学理念的转变。而在“互联网+”的背景下，海量的优质教学资源亟待合理利用，为了使教学内容和教学模式紧跟时代步伐，依托互联网技术，实现以学生为中心、以产出为导向的教学理念，是本课程教学改革和实践的核心思想和指导原则。

2 课程教学内容的优化

在“互联网+”的背景下，新材料和新技术不断涌现，在海量的资讯中，既要与时俱进，又要系统把握，这要求授课教师就对课程的整体框架了然于胸。总体而言，《玻璃工艺学》教材的知识框架是以玻璃工艺原理及玻璃工艺过程为逻辑主线，这条主线串联了玻璃的结构、形成与规律、分相与析晶、原料与配料、玻璃的熔制、成形、热处理、缺陷及其控制等教学内容。具体涉及每一章，授课教师既需要抓住章节的共性，又需要针对课程内容进行重新梳理，协调好专业思维模式的重点性和连贯性。也要注重强化对工程实践问题的学习，为将来的科研或生产做好衔接和过渡。[7]

在课时有限的情况下，教师对授课内容应该有重点的把握和适当的取舍[8]。一方面，课程重点内容的讲解上要突出玻璃工艺原理及玻璃工艺过程的逻辑主线，比如在“玻璃的热处理”这一章中要把握“玻璃的应力——退火本质——工艺过程”这样的思维模式，具体来说就是首先抓住暂时应力和永久应力内容，其次理解玻璃退火过程的实质就是减小或消除应力并防止新的应力产生。最后可以据此制定玻璃退火工艺过程的四阶段：加热、保温、慢冷及快冷。另一方面，可以把“玻璃工艺的节能与环保”等浅显易懂且开放性较大的内容设置为自学内容，或让学生自行调研完成调研报告[9]。

教学内容应以现有教材内容为基础，但也要注意在教学内容上不断创新，增加学习的高阶性。授课教师应根据学科发展方向调整教学内容，并结合教学团队老师的研究成果，紧跟时代前沿的理论与技术。比如教材内容涉及的玻璃如窗玻璃、器皿玻璃、瓶罐玻璃、平板玻璃等主要为传统玻璃。为了丰富课堂内容，充分利用时代背景下海量的多元数据信息，我们也适量加大了对新型玻璃品种和最新科技成果的介绍，以此拓宽学生的专业视野。比如我们进行了“5G时代新机遇——玻纤复合材料在5G新材料当中的应用”和“新型透声玻璃开拓玻璃应用新领域”两场课堂讲座，也通过微信平台向同学们推荐学科相关线上讲座、学术论文，有效利用课外时间扩展学科内容，解决课内学时有限的矛盾，得到了正向反馈。此外，随着材料学的发展，以往广泛认可的学说理论可能被现今科研成果验证出局限性，这就需要授课教师分享科学界有关领域最新或最广泛认可的研究成果，以期培养学生的批判思维，将课程深度进一步拓展。

3 课程教学方法的改革

探索线上与线下结合的授课模式，实现以学生为中心的教学创新。目前高校的课堂教学模式普遍是播放幻灯片+教师讲授，这样一成不变的授课方式容易让学生产生思维惰性，削弱学生的学习兴趣。我们尝试任务驱动+翻转课堂的授课理念，依托雨课堂、微课、中国大学MOOC、超星学习通等教学APP来提高学生的参与度，更好地理解与掌握重、难点知识，取得了较好的成果。授课教师在课堂开始前将课件和基础理论微视频上传到学习通平台，供学生预习和复习，培养学生学习的自主性和积极性。特别是开放性较大的教学内容或者相关科研热点，可以采用让同学们自主调研和文献检索的方式，在之后进行课堂的专题分享，以此提高同学们的教学参与热情，充分解放同学们的思维力和创造力。

充分利用互联网技术，采取多元化的教学方法。授课教师在基础理论部分倾向于用多媒体展示，而在实践性较强的工程应用部分，比如原料与配料、玻璃的熔制、成形和热处理等内容，涉及玻璃生产工艺过程，这些部分与生产实际关联性大，可以采取播放生产视频的方式，合理利用多媒体教学，可以轻松调动学生的多感官参与教学活动，高效地化解了教学中的重、难点，增强了教学效果。对于课程知识的巩固和拓展，我们也鼓励同学们积极在雨课堂、中国大学MOOC[10-11]、学堂在线等线上学习平台上进行自主学习，延伸课堂的时间和空间，拓宽学生的知识面。此外，对于课堂教学外辅助教学资源的使用，我们也鼓励学生在小木虫等科研论坛上下载共享资源，与其他科研人员共同探讨科研问题。

4 对课程配套实验/实践的尝试与思考

在课程教学中，配套实验项目是本科教育重要环节。“玻璃工艺学”有配套实验课程如工艺课程设计、材料显微组织与性能综合实验、材料设计与制备综合实验等，配套实验课程中都有玻璃工艺学相关的实验项目。此外，生产实习与“玻璃工艺学”等课程密切相关，也是真正让学生投身实践的教学环节。

实验课程改革的重点是引导学生通过查阅文献，综合运用玻璃工艺学相关理论知识和实习相关实践知识进行工艺设计，使理论和实践密切结合，使知识得到进一步的巩固、加深和扩展，进一步培养学生的综合实践能力。对照往年实验课上学生的学习效果和培养经验，我们尝试将演示实验、验证实验等逐步取消，转而更注重实验的综合性、设计性和创新性。这就要求学生分组或独自完成查阅文献、设计配方、分析缺陷、检验性能等整个玻璃生产流程的设计并形成可行性报告书，在报告书得到指导老师认可的情况下，就可以利用本专业提供的实验条件和平台进行实验操作。整个实验充分发挥了学生的主观能动性，也强化了学生的基础理论知识，提高了实验操作技能，也培养了学生的综合实践能力。

我们也提倡将配套实验结合授课教师的科研项目，鼓励学生积极参加“互联网+”“挑战杯”等创新创业类竞赛项目，科技立项及其他竞赛。这些竞赛项目一般要求学生能够基于专业知识，解决复杂工程问题，对培养大学生创新思维，提升实验操作技能，提高综合分析解决问题的能力等都意义重大。在生产实习环节，有丰富实践经验的教师必须和企业高级技师协商好考察过程中的重点，方便学生将课堂上的理论知识与生产实践充分结合，有针对性地提升学生的实践能力。加强课程相关实验/实践的建设，有助于培养理论知识扎实、职业能力较强的复合型人才。

5 课程教学评价

充分利用互联网科技的数据统计功能，建立“过程性考核+期末考试”的考核评价体系对“玻璃工艺学”的课程改革极其关键。传统教学模式下的过程性考核仅仅通过考勤和作业来计分，这种“大锅饭”式的评价方式显然不利于培养学生的创新和独立思考能力。而我们的过程性考核具有“多元化任务式”的特征，能更好地对每个学生学习过程和学习能力进行考核，包括课堂互动表现、课堂测验、在线学习时长、出勤率、作业质量等。比如在课中通过超星学习通小程序发布自测题和讨论题，教师通过学习通手机终端了解学生的正确率和活跃度，并对其进行知识点测验评分。

其次，在课程结束以后，“玻璃工艺学”教学目标与毕业要求达到与否都会由教学团队进行审核，教学团队客观分析各指标点达成度，客观评价课程质量，并形成改进方案，向学院教学指导组传达。最后授课教师结合各方面反馈意见，对“玻璃工艺学”课程进行进一步的改革。

6 结语

“互联网+”的授课理念和思路被引入“玻璃工艺学”的课程教学之中，在课程教学内容、教学方法、课程配套实验/实践、课程评价体系等方面做了一些改革实践并提出了思考和改进方案。通过“翻转课堂”等理念，促进以“教”为主逐步向以“学”为主的教学价值取向转变，促进学生综合素质的提高，课程教学质量的提升。同时，希望“互联网+”理念在其他课程中的应用或深化改革过程中能提供一定的借鉴意义。