基于《石膏工藝品制作》開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

（南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院，江西南昌 330063）

開放性實(shí)驗(yàn)具有以學(xué)生為中心、幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的熱點(diǎn)。

石膏工藝品是以石膏粉為原料、用模具制作出的工藝產(chǎn)品，廣泛用于賓館和家庭等地方的室內(nèi)裝飾。石膏工藝品具有價(jià)格便宜、藝術(shù)性強(qiáng)、防火及不變形等特點(diǎn)。《石膏工藝品制作》在我校是一門開放性實(shí)驗(yàn)課，是全校理工、文科專業(yè)四年制本科學(xué)生認(rèn)識(shí)材料液態(tài)成型方法，接收科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的開端。通過石膏工藝品開放性實(shí)驗(yàn)這種理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)形式，開闊了學(xué)生的視野，豐富了學(xué)生的想象力，啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，拓展了傳遞知識(shí)的途徑，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，推動(dòng)了文科與理科的交叉與融合，豐富了理、工、藝術(shù)等多學(xué)科專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

1 課程目標(biāo)的定位

本實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)對(duì)學(xué)生的能力要求如下：

（1）激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新思維的能力。

（2）能夠應(yīng)用液態(tài)成型控制的基本原理，分析石膏工藝品缺陷的產(chǎn)生原因，并提出解決方案，具備分析問題和解決問題的能力。

（3) 通過獨(dú)立和分組實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)精神。

2 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

該課程原來的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程為：首先通過工藝品原型制作硅橡膠軟模，在進(jìn)行石膏液澆注，然后開模，并對(duì)石膏工藝品進(jìn)行修補(bǔ)與打磨，再進(jìn)行表面彩繪，最后上清漆。這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容適合全校所有專業(yè)和年級(jí)學(xué)生。關(guān)于通過工藝品原型制作硅橡膠軟模，由于需要時(shí)間比較長(zhǎng)，操作難度比較大，因此只是教師在課堂上簡(jiǎn)單講一下。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)希望增加實(shí)驗(yàn)難度，進(jìn)行更高要求的操作，這樣本門開放性實(shí)驗(yàn)課逐漸形成了面向不同需求同學(xué)的多個(gè)層次。（1）最普通的石膏工藝品開放性實(shí)驗(yàn)課，主要是上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以做實(shí)心石膏工藝品和空心石膏工藝品兩種，適合全校所有專業(yè)和年級(jí)學(xué)生，絕大部分同學(xué)選擇這個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)課。（2）在實(shí)驗(yàn)課中增加可以自己動(dòng)手制作硅橡膠軟模的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然復(fù)雜，難度大，但也增加了實(shí)驗(yàn)樂趣，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力；這個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)課適合化學(xué)類學(xué)生及少部分感興趣的同學(xué)選修。（3）在實(shí)驗(yàn)課中增加可以自己動(dòng)手設(shè)計(jì)和制作工藝品原型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如學(xué)生可以自己雕刻或泥塑工藝品原型，也可以先利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后利用3D打印技術(shù)制作工藝品原型；這個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)課適合藝術(shù)類、機(jī)械類學(xué)生及少部分感興趣的同學(xué)選修。（4）在實(shí)驗(yàn)課中增加可以改進(jìn)石膏工藝品質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如增加超聲波除氣、機(jī)械振動(dòng)除氣或真空除氣方面的實(shí)驗(yàn)或在石膏漿中加入增強(qiáng)纖維的實(shí)驗(yàn)；這個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)課適合材料成型及控制專業(yè)的學(xué)生選修。通過石膏工藝品制作開放性實(shí)驗(yàn)的分層次教學(xué)，滿足了學(xué)生對(duì)開放性實(shí)驗(yàn)的不同需求，進(jìn)一步提高了學(xué)生的各種能力。

3 實(shí)驗(yàn)安排的改進(jìn)

最初排課是在學(xué)生選課后，由教師指定固定的時(shí)間上課；雖然上課時(shí)間一般都會(huì)安排在周末，但還是會(huì)有部分同學(xué)有特殊原因不能來上課。由于實(shí)驗(yàn)過程中需要教師的指導(dǎo)和幫助，同時(shí)教師時(shí)間也是有限的，因此讓同學(xué)自己隨時(shí)預(yù)約時(shí)間，也不太可能。經(jīng)過改進(jìn)，先由教師安排固定的時(shí)間上課；如果臨時(shí)有事或上課時(shí)間沖突等，學(xué)生可以通過電話或QQ另約教師其它排課時(shí)間來上課。上課前一兩天，教師還可以通過校園網(wǎng)給要上實(shí)驗(yàn)課的同學(xué)發(fā)提醒郵件，防止同學(xué)錯(cuò)過上課時(shí)間。通過改進(jìn)，既方便了同學(xué)，又方便了教師，大大提高了學(xué)生的到課率。

4 實(shí)驗(yàn)條件的改進(jìn)

該課程原來做實(shí)心工藝品的石膏采用的是普通半水纖維石膏，雖然成本低，但手感不好，強(qiáng)度也低，石膏液的流動(dòng)性不好，做出來的工藝品缺陷較多；通過改進(jìn)，采用高強(qiáng)度的樹脂工藝品超硬石膏粉（又稱免燒陶瓷），雖然價(jià)格高一些，但每次用量不是特別多，做出來的石膏工藝品效果好，利于長(zhǎng)期保存，同學(xué)更喜歡。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)還準(zhǔn)備了超聲波除氣、機(jī)械振動(dòng)除氣及真空除氣等裝置，增強(qiáng)纖維等材料，滿足學(xué)生對(duì)高品質(zhì)石膏工藝品制作的需求；還準(zhǔn)備了硅膠、雕塑泥、電腦和3D打印設(shè)備，滿足學(xué)生自己制作硅橡膠軟模具或快速設(shè)計(jì)和制作工藝品原型的需求。

5 教學(xué)方法的改革

本課程是一門實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，課程的教學(xué)目標(biāo)不僅要求學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，還必須在此基礎(chǔ)上獲得分析問題及解決問題的等各方面的基本能力。由此，在教學(xué)過程中，不能采用傳統(tǒng)的以講述為主的教學(xué)模式，而應(yīng)該采用師生間互動(dòng)更為頻繁的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，具體實(shí)施方法如下。

在開放性實(shí)驗(yàn)課堂上，教師的主要任務(wù)是講解石膏工藝品的制作方法，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和答疑，同時(shí)幫助同學(xué)解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的困難。學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)前，教師在課堂上先簡(jiǎn)單講述一下實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容、主要過程、實(shí)驗(yàn)安排及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求等，之后重點(diǎn)是通過理論結(jié)合實(shí)際，邊演示邊講解，把石膏工藝品的制作方法、過程和要點(diǎn)講給學(xué)生，這樣學(xué)生印象更深刻，很容易接受和理解。水和石膏粉的比例是決定石膏工藝品成敗的關(guān)鍵因素，一方面盡量要求同學(xué)按照教師教的方法去操作，提高工藝品的成品率，另一方面鼓勵(lì)同學(xué)多次嘗試，在失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，爭(zhēng)取下一次實(shí)驗(yàn)的成功。對(duì)于一些簡(jiǎn)單和較容易理解的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如石膏工藝品的修補(bǔ)和打磨、上色及噴漆等步驟主要讓學(xué)生通過自己設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手來操作，色彩調(diào)配方案學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)自已查找資料解決。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)還可以同教師和同學(xué)進(jìn)行討論，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。

開放性實(shí)驗(yàn)一般每次安排學(xué)生15人左右，因此可以根據(jù)學(xué)生興趣和能力的不同，成立幾個(gè)小組。一方面小組成員之間可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，團(tuán)結(jié)合作完成質(zhì)量更好的石膏工藝品，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)精神；另一方面小組之間也可以進(jìn)行競(jìng)賽，提高開放性實(shí)驗(yàn)的趣味性。教師可以參與到各個(gè)小組中去，對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，從而營造出一種自由的、合作的課堂氛圍。

對(duì)于學(xué)生，石膏工藝品制作開放性實(shí)驗(yàn)的時(shí)間可以根據(jù)他們自己興趣自由安排，教師只規(guī)定最低要求和最長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)課的最低要求是學(xué)生動(dòng)手做出1-2個(gè)令自己滿意的石膏工藝品，一次課的最長(zhǎng)時(shí)間是8學(xué)時(shí)。感興趣的同學(xué)可以做更多的石膏工藝品，即使是本次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生還可以在教師的其它上課時(shí)間過來做實(shí)驗(yàn)。由于學(xué)生完全是憑著自己的興趣和愛好來完成實(shí)驗(yàn)，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。

6 考核方法的改革

課程考核以檢驗(yàn)課程目標(biāo)的達(dá)成度為手段，進(jìn)而評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達(dá)成度?？己说沫h(huán)節(jié)包括課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中課堂表現(xiàn)占40%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占60%。課堂表現(xiàn)包括出勤情況、遲到情況、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手情況、石膏工藝品質(zhì)量情況、實(shí)驗(yàn)參與情況、分析問題及解決問題的情況等。

由于該實(shí)驗(yàn)課是面向全校所有專業(yè)和年級(jí)的，因此實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容不能要求太多，分析和討論不能要求太深入，但實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須科學(xué)、全面、系統(tǒng)、有層次、條理規(guī)范，這樣學(xué)生才能得到更好的鍛煉，提高報(bào)告寫作、分析問題及解決問題等各方面的能力。實(shí)驗(yàn)報(bào)的內(nèi)容及要求為：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模唬?）實(shí)驗(yàn)材料及工具；（3）實(shí)驗(yàn)過程；（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析；（5）總結(jié)，談?wù)剬?duì)實(shí)驗(yàn)過程的體會(huì)，有什么建議和要求？在實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析的要求為：1）展示石膏工藝品圖片（要求彩色圖片或照片）；2）分析固化劑在硅橡膠成型中的作用；3）簡(jiǎn)述石膏成型過程中如何對(duì)硅橡膠軟模進(jìn)行控制；4）分析石膏粉和水的比例對(duì)石膏工藝品成型有何影響。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交由原來的紙質(zhì)版改為電子版。提交紙質(zhì)版報(bào)告時(shí)，學(xué)生不僅需要打印彩色照片，還需要將報(bào)告送到教師辦公室，比較浪費(fèi)時(shí)間；提交電子版報(bào)告時(shí)，學(xué)生僅需要給教師發(fā)一個(gè)電子郵件，這樣做既方便又節(jié)約了學(xué)生的時(shí)間。

7 結(jié)語

在國家提倡充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，培養(yǎng)大批具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維人才的背景下，我校對(duì)《石膏工藝品制作》開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革和探索，明確了課程的目標(biāo)定位，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)安排和實(shí)驗(yàn)條件，改革了教學(xué)方法與考核方法，不斷提高《石膏工藝品制作》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，以適應(yīng)國家對(duì)創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才培養(yǎng)的要求。多年來，通過不斷的教學(xué)改革，該課程受到越來越多學(xué)生的喜歡。