無機非金屬材料工程《玻璃工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱

《玻璃工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145123005課程名稱（中/英文）：玻璃工藝學(xué)/GlassTechnology課程類別：專業(yè)選修課程學(xué)分：2總學(xué)時：32理論學(xué)時：32實驗/實踐學(xué)時：0適用專業(yè)：無機非金屬材料工程適用對象：本科先修課程：工程化學(xué)、物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)等教學(xué)環(huán)境：線下或混合式教學(xué)開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介1.課程任務(wù)與目的《玻璃工藝學(xué)》是無機非金屬材料工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，通過學(xué)習(xí)這門課程，讓學(xué)生了解不同種類的玻璃、它們的結(jié)構(gòu)特點和基本性能，并掌握玻璃的組成、結(jié)構(gòu)和性能之間系。同時，培養(yǎng)學(xué)生運用基礎(chǔ)理論知識分析和解決實際問題的能力，在本課程介紹新技術(shù)環(huán)節(jié)，了解玻璃在各個領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并深入了解中國改革開放以來在玻璃工藝生產(chǎn)技術(shù)方面取得的進展及突出成果，激發(fā)學(xué)生對從事與玻璃及相關(guān)領(lǐng)域有關(guān)工作時道路自信并投入其中。2.對接培養(yǎng)的崗位能力通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握玻璃的基本工藝原理，玻璃工藝前沿知識，以及玻璃生產(chǎn)工藝專業(yè)知識，達到理論聯(lián)系實際解決生產(chǎn)中工藝問題的能力，具備能夠同時備綜合運用無機非金屬材料基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識分析玻璃生產(chǎn)過程中存在問題及其根源的能力。三、課程教學(xué)目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標點1.4]能夠利用系統(tǒng)思維的能力，將工程知識用于無機非金屬材料領(lǐng)域工程問題解決方案的比較與綜合，并體現(xiàn)本專業(yè)領(lǐng)域先進的技術(shù)。[畢業(yè)要求指標點2.4]能運用工程基本原理，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析無機非金屬材料研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。[畢業(yè)要求指標點4.2]能夠根據(jù)對象特征，選擇研究路線，設(shè)計實驗方案。[畢業(yè)要求指標點7.1]知曉和理解“聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標SDG17”中環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的理念和內(nèi)涵，以及無機非金屬材料研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用等工程實踐對生態(tài)環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。2.課程教學(xué)目標對應(yīng)畢業(yè)要求指標點，具體內(nèi)容如下：教學(xué)目標1：掌握玻璃的概念、分類及通性、結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)和各種氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能三者之間的關(guān)系，并能夠運用基礎(chǔ)理論知識比較和綜合玻璃生產(chǎn)和服役過程中復(fù)雜工程問題的解決方案。支撐畢業(yè)要求的指標點1.4。教學(xué)目標2：掌握玻璃的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，使學(xué)生能夠運用無機非金屬材料知識，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析玻璃在研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用過程的影響因素的能力。支撐畢業(yè)要求的指標點2.4。教學(xué)目標3：掌握玻璃的形成規(guī)律、相變、工藝性質(zhì)、工藝關(guān)鍵點，結(jié)合玻璃生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)現(xiàn)狀，針對特定生產(chǎn)條件和性能要求的玻璃生產(chǎn)工藝工程問題，選擇技術(shù)路線，設(shè)計可行的實驗方案。支撐畢業(yè)要求的指標點4.2。教學(xué)目標4：了解玻璃的發(fā)展歷程及研究發(fā)展展望，理解玻璃專業(yè)環(huán)境保護的內(nèi)涵及對社會可持續(xù)發(fā)展的重大意義。支撐畢業(yè)要求的指標點7.1。四、教學(xué)課時安排學(xué)時分配主題或知識點教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時學(xué)時完成課程教學(xué)目標講課實驗實踐主題1緒論1100教學(xué)目標4主題2玻璃的結(jié)構(gòu)與組成8800教學(xué)目標1、2、3主題3玻璃的形成規(guī)律3300教學(xué)目標1、3主題4熔體和玻璃體的相變4400教學(xué)目標1、3主題5玻璃的黏度及表面性質(zhì)4400教學(xué)目標1、3主題6玻璃的力學(xué)性能及熱學(xué)性能4400教學(xué)目標1、2、3主題7玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性2200教學(xué)目標1、2、3主題8玻璃的電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)2200教學(xué)目標1、2、3主題9玻璃的光學(xué)性質(zhì)2200教學(xué)目標1、2、3主題10玻璃的著色和脫色2200教學(xué)目標1、2、3合計323200五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計主題1緒論1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的內(nèi)涵、用途、研究熱點。介紹玻璃材料從古代到現(xiàn)代的演變過程中，突出中國在玻璃技術(shù)上的古老歷史和現(xiàn)代成就，培養(yǎng)學(xué)生的民族自信心和文化自豪感。2.教學(xué)重點玻璃的分類；玻璃的發(fā)展史；玻璃工業(yè)的熱點及其對未來玻璃的展望。玻璃在節(jié)能減排的現(xiàn)狀。3.教學(xué)難點玻璃的分類；玻璃的發(fā)展史；玻璃的節(jié)能減排現(xiàn)狀；玻璃工業(yè)的熱點。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題2第一章玻璃的結(jié)構(gòu)與組成1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的定義與通性；晶子學(xué)說；無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說；玻璃結(jié)構(gòu)理論的進展；硅酸鹽熔體的結(jié)構(gòu)；玻璃結(jié)構(gòu)與熔體結(jié)構(gòu)的關(guān)系；硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)；硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)；磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)；逆性玻璃。介紹如何通過調(diào)整組成實現(xiàn)更加環(huán)保和節(jié)能的玻璃材料，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。2.教學(xué)重點玻璃的特性；結(jié)構(gòu)理論；玻璃的析晶；玻璃結(jié)構(gòu)理論。3.教學(xué)難點玻璃結(jié)構(gòu)理論；玻璃的析晶；玻璃結(jié)構(gòu)理論。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題3第二章玻璃的形成規(guī)律1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的形成方法；玻璃的形成條件；氧化物玻璃形成區(qū)。分享我國在現(xiàn)代玻璃技術(shù)上取得的重大突破和創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的科技報國精神。2.教學(xué)重點玻璃形成的條件-熱力學(xué)、動力學(xué)和結(jié)晶化學(xué)條件；三元系統(tǒng)玻璃形成規(guī)律。3.教學(xué)難點玻璃形成的條件-熱力學(xué)、動力學(xué)和結(jié)晶化學(xué)條件；三元系統(tǒng)玻璃形成規(guī)律。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題4第三章熔體和玻璃體的相變1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的分相；玻璃的析晶；受控析晶。介紹在玻璃形成技術(shù)上的新發(fā)明和新工藝，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。2.教學(xué)重點玻璃分相和析晶對玻璃性能的影響。3.教學(xué)難點玻璃分相和析晶對玻璃性能的影響。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題5第四章玻璃的粘度及表面性質(zhì)1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的粘度及影響因素；黏度的特征點；黏度的工藝意義；玻璃的表面張力及影響因素；表面性質(zhì)；玻璃的潤濕性及工藝意義。講解玻璃粘度控制對產(chǎn)品質(zhì)量的重要性，強調(diào)工匠精神在追求卓越品質(zhì)中的作用。2.教學(xué)重點玻璃粘度的影響因素；黏度的特征點及工藝意義；表面張力的影響因素、工藝意義；玻璃的潤濕性及工藝意義。3.教學(xué)難點玻璃粘度的影響因素；黏度的特征點及工藝意義；表面張力的影響因素及工藝意義；玻璃的潤濕性及工藝意義。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題6第五章玻璃的力學(xué)性能及熱學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的密度、機械性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)。展示高強度玻璃在航空航天、電子設(shè)備等高科技領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神和實踐能力。2.教學(xué)重點影響玻璃強度的因素；玻璃增強的方法；影響熱膨脹系數(shù)的因素；膨脹系數(shù)對玻璃制品的使用和生產(chǎn)的密切關(guān)系；如何提高玻璃的熱穩(wěn)定性。3.教學(xué)難點影響玻璃強度的因素；玻璃增強的方法；影響熱膨脹系數(shù)的因素；膨脹系數(shù)對玻璃制品的使用和生產(chǎn)的密切關(guān)系；如何提高玻璃的熱穩(wěn)定性。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題7第六章玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性概念；水對玻璃的侵蝕機理；酸對玻璃的侵蝕機理；堿對玻璃的侵蝕機理；影響化學(xué)穩(wěn)定性的因素；化學(xué)穩(wěn)定性的測定方法。通過案例說明高化學(xué)穩(wěn)定性玻璃研究中團隊合作的重要性，培養(yǎng)團隊精神。2.教學(xué)重點玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性概念；水、酸、堿對玻璃的侵蝕機理；影響熱穩(wěn)定性的因素。3.教學(xué)難點水、酸、堿對玻璃的侵蝕機理；影響熱穩(wěn)定性的因素。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題8第七章玻璃的電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)1.教學(xué)內(nèi)容玻璃的導(dǎo)電性、介電性、半導(dǎo)體性和磁學(xué)性質(zhì)。展示這些玻璃材料在電子、光學(xué)等高科技領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。2.教學(xué)重點玻璃的導(dǎo)電機理；影響電導(dǎo)率的因素；玻璃的導(dǎo)電性、介電性和磁學(xué)性質(zhì)。3.教學(xué)難點玻璃的導(dǎo)電機理；影響電導(dǎo)率的因素；玻璃的導(dǎo)電性、介電性和磁學(xué)性質(zhì)。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題9第八章玻璃的光學(xué)性質(zhì)1.教學(xué)內(nèi)容影響玻璃折射率的因素；玻璃的光學(xué)常數(shù)和光學(xué)性質(zhì)；玻璃的紫外和紅外吸收原理。介紹近年來在提高玻璃光學(xué)性能方面的創(chuàng)新與突破，激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新精神。2.教學(xué)重點玻璃的光學(xué)常數(shù)；影響折射率的因素；玻璃的紅外和紫外吸收。3.教學(xué)難點玻璃的光學(xué)常數(shù)；影響折射率的因素；玻璃的紅外和紫外吸收。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。主題10第九章玻璃的著色與脫色1.教學(xué)內(nèi)容離子著色；離子著色理論分析（配位場理論，能級分裂，混合著色）；金屬膠體著色機理；工藝過程；影響膠體著色的因素；硫硒及其化合物著色機理；玻璃的脫色；顏色的表示方法。分析我國與國際在玻璃著色領(lǐng)域的技術(shù)競爭，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和競爭意識。2.教學(xué)重點玻璃的著色原理；玻璃的脫色原理；顏色的表示方法。3.教學(xué)難點玻璃的著色原理；玻璃的脫色原理；顏色的表示方法。4.教學(xué)方案設(shè)計采用課堂多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法進行教學(xué)，注意多與學(xué)生互動，加強課后輔導(dǎo)與答疑。六、學(xué)生成績評定1.課程考核方式及比例本課程考核學(xué)生獲取知識的能力、應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題能力；考核方式采用出勤、作業(yè)評測、課堂表現(xiàn)和平時階段測驗等多種形式、多個階段等全過程的考核，使學(xué)生成績評定更加合理多樣，優(yōu)化課程評價體系，進一步提升本課程教學(xué)效果。學(xué)生成績評定表考核方式平時成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗答辯項目小論文其他√√√成績比例%102010602.課程考核方式評價權(quán)重本課程教學(xué)目標與考核方式評價權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標支撐畢業(yè)要求指標點考核評價方式權(quán)重（%）課堂表現(xiàn)作業(yè)階段測驗期末考試合計教學(xué)目標1指標點1.442417~2427~34教學(xué)目標2指標點2.562315~2226~33教學(xué)目標3指標點4.251317~2426~33教學(xué)目標4指標點7.155010合計20101060100 備注：各教學(xué)目標及評價方法的權(quán)重教師可以根據(jù)實際情況進行微調(diào)。3.課程成績評價標準平時成績評定及考核標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）課堂表現(xiàn)（20%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨到的見解，能夠準確回答問題，并有自己獨到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動參加課堂討論，能夠基本回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。能夠勉強回答問題，尚能夠參加課堂討論，遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，不能回答問題作業(yè)（10%）作業(yè)能夠獨立完成，完成質(zhì)量優(yōu)秀，能夠靈活運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論作業(yè)能夠獨立完成，完成質(zhì)量較高，能夠運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論作業(yè)能夠獨立完成，完成質(zhì)量基本符合要求，能夠運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論作業(yè)基本能夠獨立完成，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運用所學(xué)知識和理論解決問題的能力基本符合要求作業(yè)不能獨立完成，存在抄作業(yè)現(xiàn)象階段測驗（10%）完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)閮?yōu)秀完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)閮?yōu)良完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)橹械韧瓿伤须A段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)榧案駴]有完成階段測試，根據(jù)參考答案評定分，總評成績不及格課程教學(xué)目標評價標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（＜60分）教學(xué)目標1熟練掌握玻璃的概念、分類及通性、結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)和各種氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能三者之間的關(guān)系，并能夠運用基礎(chǔ)理論知識比較和綜合玻璃生產(chǎn)和服役過程中復(fù)雜工程問題的解決方案。準確掌握玻璃的概念、分類及通性、結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)和各種氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能三者之間的關(guān)系，并能夠運用基礎(chǔ)理論知識比較和綜合玻璃生產(chǎn)和服役過程中復(fù)雜工程問題的解決方案。掌握玻璃的概念、分類及通性、結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)和各種氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能三者之間的關(guān)系，并能夠運用基礎(chǔ)理論知識比較和綜合玻璃生產(chǎn)和服役過程中復(fù)雜工程問題的解決方案。基本掌握玻璃的概念、分類及通性、結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)和各種氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能三者之間的關(guān)系，并能夠運用基礎(chǔ)理論知識比較和綜合玻璃生產(chǎn)和服役過程中復(fù)雜工程問題的解決方案。未能掌握玻璃的概念、分類及通性、結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)和各種氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的組成、結(jié)構(gòu)、性能三者之間的關(guān)系，不能夠運用基礎(chǔ)理論知識比較和綜合玻璃生產(chǎn)和服役過程中復(fù)雜工程問題的解決方案。教學(xué)目標2熟練掌握玻璃的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，使學(xué)生能夠運用無機非金屬材料知識，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析玻璃在研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用過程的影響因素的能力。。準確掌握玻璃的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，使學(xué)生能夠運用無機非金屬材料知識，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析玻璃在研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用過程的影響因素的能力。掌握掌握玻璃的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，使學(xué)生能夠運用無機非金屬材料知識，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析玻璃在研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用過程的影響因素的能力?；菊莆詹ＡУ牧W(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，使學(xué)生能夠運用無機非金屬材料知識，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析玻璃在研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用過程的影響因素的能力。未掌握玻璃的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，使學(xué)生能夠運用無機非金屬材料知識，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析玻璃在研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用過程的影響因素的能力。。教學(xué)目標3熟練掌握玻璃的形成規(guī)律、相變、工藝性質(zhì)、工藝關(guān)鍵點，結(jié)合玻璃生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)現(xiàn)狀，針對特定生產(chǎn)條件和性能要求的玻璃生產(chǎn)工藝工程問題，選擇技術(shù)路線，設(shè)計可行的實驗方案。準確掌握玻璃的形成規(guī)律、相變、工藝性質(zhì)、工藝關(guān)鍵點，結(jié)合玻璃生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)現(xiàn)狀，針對特定生產(chǎn)條件和性能要求的玻璃生產(chǎn)工藝工程問題，選擇技術(shù)路線，設(shè)計可行的實驗方案。掌握玻璃的形成規(guī)律、相變、工藝性質(zhì)、工藝關(guān)鍵點，結(jié)合玻璃生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)現(xiàn)狀，針對特定生產(chǎn)條件和性能要求的玻璃生產(chǎn)工藝工程問題，選擇技術(shù)路線，設(shè)計可行的實驗方案?；?/p>