无机非金属材料工程《玻璃工艺学》课程教学大纲

《玻璃工艺学》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145123005课程名称（中/英文）：玻璃工艺学/GlassTechnology课程类别：专业选修课程学分：2总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：工程化学、物理化学、材料科学基础、材料工程基础等教学环境：线下或混合式教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《玻璃工艺学》是无机非金属材料工程专业的一门专业选修课程，通过学习这门课程，让学生了解不同种类的玻璃、它们的结构特点和基本性能，并掌握玻璃的组成、结构和性能之间系。同时，培养学生运用基础理论知识分析和解决实际问题的能力，在本课程介绍新技术环节，了解玻璃在各个领域应用现状和发展趋势，并深入了解中国改革开放以来在玻璃工艺生产技术方面取得的进展及突出成果，激发学生对从事与玻璃及相关领域有关工作时道路自信并投入其中。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生掌握玻璃的基本工艺原理，玻璃工艺前沿知识，以及玻璃生产工艺专业知识，达到理论联系实际解决生产中工艺问题的能力，具备能够同时备综合运用无机非金属材料基础理论和专业知识分析玻璃生产过程中存在问题及其根源的能力。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点1.4]能够利用系统思维的能力，将工程知识用于无机非金属材料领域工程问题解决方案的比较与综合，并体现本专业领域先进的技术。[毕业要求指标点2.4]能运用工程基本原理，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析无机非金属材料研发、生产与应用过程的影响因素，获得有效结论。[毕业要求指标点4.2]能够根据对象特征，选择研究路线，设计实验方案。[毕业要求指标点7.1]知晓和理解“联合国可持续发展目标SDG17”中环境保护和可持续发展的理念和内涵，以及无机非金属材料研发、生产与应用等工程实践对生态环境、社会可持续发展的影响。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下：教学目标1：掌握玻璃的概念、分类及通性、结构特点、性质和各种氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的组成、结构、性能三者之间的关系，并能够运用基础理论知识比较和综合玻璃生产和服役过程中复杂工程问题的解决方案。支撑毕业要求的指标点1.4。教学目标2：掌握玻璃的力学性能、热学性能、化学稳定性、电学及磁学性质和光学性质，使学生能够运用无机非金属材料知识，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析玻璃在研发、生产与应用过程的影响因素的能力。支撑毕业要求的指标点2.4。教学目标3：掌握玻璃的形成规律、相变、工艺性质、工艺关键点，结合玻璃生产新工艺、新技术、新产品的研发现状，针对特定生产条件和性能要求的玻璃生产工艺工程问题，选择技术路线，设计可行的实验方案。支撑毕业要求的指标点4.2。教学目标4：了解玻璃的发展历程及研究发展展望，理解玻璃专业环境保护的内涵及对社会可持续发展的重大意义。支撑毕业要求的指标点7.1。四、教学课时安排学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题1绪论1100教学目标4主题2玻璃的结构与组成8800教学目标1、2、3主题3玻璃的形成规律3300教学目标1、3主题4熔体和玻璃体的相变4400教学目标1、3主题5玻璃的黏度及表面性质4400教学目标1、3主题6玻璃的力学性能及热学性能4400教学目标1、2、3主题7玻璃的化学稳定性2200教学目标1、2、3主题8玻璃的电学及磁学性质2200教学目标1、2、3主题9玻璃的光学性质2200教学目标1、2、3主题10玻璃的着色和脱色2200教学目标1、2、3合计323200五、教学内容及教学设计主题1绪论1.教学内容玻璃的内涵、用途、研究热点。介绍玻璃材料从古代到现代的演变过程中，突出中国在玻璃技术上的古老历史和现代成就，培养学生的民族自信心和文化自豪感。2.教学重点玻璃的分类；玻璃的发展史；玻璃工业的热点及其对未来玻璃的展望。玻璃在节能减排的现状。3.教学难点玻璃的分类；玻璃的发展史；玻璃的节能减排现状；玻璃工业的热点。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题2第一章玻璃的结构与组成1.教学内容玻璃的定义与通性；晶子学说；无规则网络学说；玻璃结构理论的进展；硅酸盐熔体的结构；玻璃结构与熔体结构的关系；硅酸盐玻璃结构；硼酸盐玻璃结构；磷酸盐玻璃结构；逆性玻璃。介绍如何通过调整组成实现更加环保和节能的玻璃材料，培养学生的环保意识。2.教学重点玻璃的特性；结构理论；玻璃的析晶；玻璃结构理论。3.教学难点玻璃结构理论；玻璃的析晶；玻璃结构理论。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题3第二章玻璃的形成规律1.教学内容玻璃的形成方法；玻璃的形成条件；氧化物玻璃形成区。分享我国在现代玻璃技术上取得的重大突破和创新，激发学生的科技报国精神。2.教学重点玻璃形成的条件-热力学、动力学和结晶化学条件；三元系统玻璃形成规律。3.教学难点玻璃形成的条件-热力学、动力学和结晶化学条件；三元系统玻璃形成规律。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题4第三章熔体和玻璃体的相变1.教学内容玻璃的分相；玻璃的析晶；受控析晶。介绍在玻璃形成技术上的新发明和新工艺，激发学生的创新思维。2.教学重点玻璃分相和析晶对玻璃性能的影响。3.教学难点玻璃分相和析晶对玻璃性能的影响。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题5第四章玻璃的粘度及表面性质1.教学内容玻璃的粘度及影响因素；黏度的特征点；黏度的工艺意义；玻璃的表面张力及影响因素；表面性质；玻璃的润湿性及工艺意义。讲解玻璃粘度控制对产品质量的重要性，强调工匠精神在追求卓越品质中的作用。2.教学重点玻璃粘度的影响因素；黏度的特征点及工艺意义；表面张力的影响因素、工艺意义；玻璃的润湿性及工艺意义。3.教学难点玻璃粘度的影响因素；黏度的特征点及工艺意义；表面张力的影响因素及工艺意义；玻璃的润湿性及工艺意义。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题6第五章玻璃的力学性能及热学性能1.教学内容玻璃的密度、机械性质、热学性质。展示高强度玻璃在航空航天、电子设备等高科技领域的应用，培养学生的科学探索精神和实践能力。2.教学重点影响玻璃强度的因素；玻璃增强的方法；影响热膨胀系数的因素；膨胀系数对玻璃制品的使用和生产的密切关系；如何提高玻璃的热稳定性。3.教学难点影响玻璃强度的因素；玻璃增强的方法；影响热膨胀系数的因素；膨胀系数对玻璃制品的使用和生产的密切关系；如何提高玻璃的热稳定性。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题7第六章玻璃的化学稳定性1.教学内容玻璃的化学稳定性概念；水对玻璃的侵蚀机理；酸对玻璃的侵蚀机理；碱对玻璃的侵蚀机理；影响化学稳定性的因素；化学稳定性的测定方法。通过案例说明高化学稳定性玻璃研究中团队合作的重要性，培养团队精神。2.教学重点玻璃的化学稳定性概念；水、酸、碱对玻璃的侵蚀机理；影响热稳定性的因素。3.教学难点水、酸、碱对玻璃的侵蚀机理；影响热稳定性的因素。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题8第七章玻璃的电学及磁学性质1.教学内容玻璃的导电性、介电性、半导体性和磁学性质。展示这些玻璃材料在电子、光学等高科技领域的应用，培养学生的创新实践能力。2.教学重点玻璃的导电机理；影响电导率的因素；玻璃的导电性、介电性和磁学性质。3.教学难点玻璃的导电机理；影响电导率的因素；玻璃的导电性、介电性和磁学性质。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题9第八章玻璃的光学性质1.教学内容影响玻璃折射率的因素；玻璃的光学常数和光学性质；玻璃的紫外和红外吸收原理。介绍近年来在提高玻璃光学性能方面的创新与突破，激发学生的科技创新精神。2.教学重点玻璃的光学常数；影响折射率的因素；玻璃的红外和紫外吸收。3.教学难点玻璃的光学常数；影响折射率的因素；玻璃的红外和紫外吸收。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。主题10第九章玻璃的着色与脱色1.教学内容离子着色；离子着色理论分析（配位场理论，能级分裂，混合着色）；金属胶体着色机理；工艺过程；影响胶体着色的因素；硫硒及其化合物着色机理；玻璃的脱色；颜色的表示方法。分析我国与国际在玻璃着色领域的技术竞争，激发学生的爱国情怀和竞争意识。2.教学重点玻璃的着色原理；玻璃的脱色原理；颜色的表示方法。3.教学难点玻璃的着色原理；玻璃的脱色原理；颜色的表示方法。4.教学方案设计采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法进行教学，注意多与学生互动，加强课后辅导与答疑。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力；考核方式采用出勤、作业评测、课堂表现和平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√成绩比例%102010602.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）课堂表现作业阶段测验期末考试合计教学目标1指标点1.442417~2427~34教学目标2指标点2.562315~2226~33教学目标3指标点4.251317~2426~33教学目标4指标点7.155010合计20101060100 备注：各教学目标及评价方法的权重教师可以根据实际情况进行微调。3.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）课堂表现（20%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够基本回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。能够勉强回答问题，尚能够参加课堂讨论，迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，不能回答问题作业（10%）作业能够独立完成，完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量基本符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论作业基本能够独立完成，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求作业不能独立完成，存在抄作业现象阶段测验（10%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评定分，总评成绩不及格课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（＜60分）教学目标1熟练掌握玻璃的概念、分类及通性、结构特点、性质和各种氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的组成、结构、性能三者之间的关系，并能够运用基础理论知识比较和综合玻璃生产和服役过程中复杂工程问题的解决方案。准确掌握玻璃的概念、分类及通性、结构特点、性质和各种氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的组成、结构、性能三者之间的关系，并能够运用基础理论知识比较和综合玻璃生产和服役过程中复杂工程问题的解决方案。掌握玻璃的概念、分类及通性、结构特点、性质和各种氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的组成、结构、性能三者之间的关系，并能够运用基础理论知识比较和综合玻璃生产和服役过程中复杂工程问题的解决方案。基本掌握玻璃的概念、分类及通性、结构特点、性质和各种氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的组成、结构、性能三者之间的关系，并能够运用基础理论知识比较和综合玻璃生产和服役过程中复杂工程问题的解决方案。未能掌握玻璃的概念、分类及通性、结构特点、性质和各种氧化物在玻璃中的作用；掌握玻璃的组成、结构、性能三者之间的关系，不能够运用基础理论知识比较和综合玻璃生产和服役过程中复杂工程问题的解决方案。教学目标2熟练掌握玻璃的力学性能、热学性能、化学稳定性、电学及磁学性质和光学性质，使学生能够运用无机非金属材料知识，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析玻璃在研发、生产与应用过程的影响因素的能力。。准确掌握玻璃的力学性能、热学性能、化学稳定性、电学及磁学性质和光学性质，使学生能够运用无机非金属材料知识，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析玻璃在研发、生产与应用过程的影响因素的能力。掌握掌握玻璃的力学性能、热学性能、化学稳定性、电学及磁学性质和光学性质，使学生能够运用无机非金属材料知识，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析玻璃在研发、生产与应用过程的影响因素的能力。基本掌握玻璃的力学性能、热学性能、化学稳定性、电学及磁学性质和光学性质，使学生能够运用无机非金属材料知识，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析玻璃在研发、生产与应用过程的影响因素的能力。未掌握玻璃的力学性能、热学性能、化学稳定性、电学及磁学性质和光学性质，使学生能够运用无机非金属材料知识，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析玻璃在研发、生产与应用过程的影响因素的能力。。教学目标3熟练掌握玻璃的形成规律、相变、工艺性质、工艺关键点，结合玻璃生产新工艺、新技术、新产品的研发现状，针对特定生产条件和性能要求的玻璃生产工艺工程问题，选择技术路线，设计可行的实验方案。准确掌握玻璃的形成规律、相变、工艺性质、工艺关键点，结合玻璃生产新工艺、新技术、新产品的研发现状，针对特定生产条件和性能要求的玻璃生产工艺工程问题，选择技术路线，设计可行的实验方案。掌握玻璃的形成规律、相变、工艺性质、工艺关键点，结合玻璃生产新工艺、新技术、新产品的研发现状，针对特定生产条件和性能要求的玻璃生产工艺工程问题，选择技术路线，设计可行的实验方案。基