材料是人類賴以生存的物質基礎和科學技術發展的核心與先導。材料的品種、產量和質量標誌着一個國家的現代化水平。無機材料因其原料資源豐富、成本低廉，生產過程能耗低，產品應用範圍廣而成爲材料領域研究和開發的重點。
由於新材料的發展和對傳統材料的要求日益提高，無機材料製備技術或工藝流程的開發顯得格外重要，因此社會急需熟知各種無機材料的生產過程、工藝、設備基本原理以及組成、結構、性能及製備條件間相互關係的高素質並具有較寬知識面和較強適應能力的專業人才。目前全國共有76所高校開辦和設定了無機非金屬材料工程專業。在各高校無機非金屬材料工程專業培養方案制定和課程設定中，無機材料工藝學課程都是主幹課和必修的專業課，在無機非金屬材料工程專業人才的培養中處於重要的地位。
一、“無機材料工藝學”課程教學改革與實踐
1.課程體系整體優化
中南大學無機非金屬材料工程專業從開辦初始就嚴格按照教育部的有關規定製定其培養方案，並在實際教學工作中不斷探索和發現原有培養方案中存在的問題。透過到全國著名高校如清華大學、浙江大學、武漢理工大學等進行廣泛的調研，及時跟蹤和考查這些高校的相關專業在專業建設中的新進展和改革措施，邀請有關專家對本專業培養方案中存在的問題進行探討，分別在1999、2002和2008年進行了3次培養方案的修訂和完善，改變了原培養方案中按三級學科(即：水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料)進行課程設定的做法，面向一級學科(即：材料科學與工程)，立足二級學科(即：無機非金屬材料)，優化課程設定，調整課程結構。打破了傳統的由《陶瓷工藝學》、《玻璃工藝學》、《水泥工藝學》、《耐火材料工藝學》等四大工藝學構成的彼此獨立分散體系(4門課總學時爲128)，將這4門課其合併爲《無機材料工藝學》課程(學時減少爲80)，建立了以“無機材料基本概念-無機材料生產與加工工藝及控制-無機材料工業環境保護”爲主幹，以“原料、傳統材料、新材料結構、物性及其生產工藝原理”爲分支的“樹型”課程教學體系，力求教學內容的“精、全、新”;壓縮重複性理論教學，加強實驗與實踐環節，把工藝實驗單獨分離出來，開設《無機材料工藝實驗》課程，並設定《無機材料綜合實驗》、《無機材料專題實驗》以及各類實習等實踐環節，強化學生動手能力和實際操作技能。這種以無機材料“組成與配方-製備與加工工藝及控制-工藝原理-實驗與工程實踐”爲主線來組織教學的新課程體系的建立，既提高了教學效率，也拓寬了專業口徑。
2.教學內容整合更新
在原四門工藝學課程基礎上對教學內容進行了較大程度的整合、更新和拓展，刪除重複和陳舊過時的內容，建立了《無機材料工藝學》新的課程內容體系。新的《無機材料工藝學》課程以陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料各專業工藝原理及工藝學爲基礎，以單元操作的形式，着重介紹無機材料生產和製造的共性規律和特點，並聯系當前無機材料的生產實際和技術發展水平，介紹無機材料新工藝、新技術和新產品研究方面的進展。透過該課程的學習，使學生掌握無機材料的製備原理和生產過程，工藝流程的共性和影響因素，從而對無機非金屬材料的性能、生產過程、應用和發展有較全面的瞭解，以達到能不斷利用材料科學及其他相鄰學科的發展成就，實現按使用性能要求來設計和製造無機材料的目標。課程要求學生能較全面掌握多種無機材料的製備原理、生產技術、工藝流程和主要設備，瞭解各類無機材料的特性、應用以及無機材料工業的環境保護。在講授《無機材料工藝學》課程時主要考慮以下幾個方面。
(1)打破以陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等某一類無機材料工藝過程爲主線的工藝學教學內容體系，突出無機材料生產和製備的共性。介紹無機材料生產過程的各工藝環節的同時，注重該類工藝對不同種類無機材料的影響，由此進一步掌握各種典型無機材料的生產方法、工藝過程及其對性能、應用的影響。
(2)傳統材料與新材料相結合。在重點論述傳統無機材料生產工藝的基礎上，將新型無機材料製備的物理化學原理和新工藝、新技術寓於傳統工藝中，進一步闡述無機材料生產過程中的共性，同時將傳統材料和新材料之間的工藝差異的理念溶入課程中，適當增加當代重要無機材料新工藝、新技術的發展。
(3)加強無機材料工藝與相關學科的聯繫。除了有關基本內容外，強調透過最新材料前沿科技(如納米陶瓷、光電子玻璃、綠色水泥、膠態成型技術等)之間的交融，注重與材料科學與工程其它課程之間的聯繫，脫離枯燥乏味的原理，賦予更多的實例，尤其是生活中所熟悉的能激發學生興趣的實例，提高利用基本原理解決實際問題的能力，達到舉一反三，融會貫通，靈活應用知識，將帶給學生更多富於想像力和創新思維。
(4)增加趣味性閱讀材料和自學內容。興趣是最好的老師，無論做什麼事情，只有你愛好它，對它有興趣，纔會全身心的去做好。針對目前的大學生，按照傳統的填鴨式教育，忽視學生的興趣效果往往很不理想，因此有必要適當根據學生的愛好，選取趣味性的材料予以閱讀，並給予學生必要的內容進行自學，激發他們的求知慾望和學習興趣，讓他們成爲學習知識的主體真正提高學生的綜合素質。
3.課程教材建設
無機材料種類繁多，性能差異大，應用研究範圍廣，而目前能高質量的全面系統介紹無機材料生產工藝及製備原理的教材很少。由於很多高校開辦的無機非金屬材料工程專業大部分是由原陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等傳統專業拓寬形成，在教材選用上往往只能採用無機材料不同方向的相關工藝學教材，如《陶瓷工藝學》、《玻璃工藝學》、《水泥工藝學》、《耐火材料工藝學》等具有行業色彩的教材，這種按行業分割專業培養學生的模式，忽略了各種無機材料製備工藝內在共性，難以適應當今社會經濟與人才市場對畢業生綜合能力和高素質的要求，難以滿足對複合型人才的要求及發展新型無機材料等高新技術產業的要求;且這些教材大部分出版於20世紀80至90年代，內容相對陳舊，已不能很好反映當今無機材料最新工藝和研究成果，對高校無機材料專業教學質量帶來一定的影響。在這種形式下，我們按照教育部面向21世紀材料類專業課程體系改革的教材建設要求，根據當前無機材料學科和工業技術的發展制定編寫大綱，編寫面向21世紀的《無機材料工藝學》課程教材。本教材改革了傳統無機材料各專業工藝學教材的編寫方法和體系，突出了無機材料製備和加工工藝的共性規律，並引入了新型無機材料製備工藝和技術的最新成果以及無機材料工業對環境的污染及其防治的相關內容，以適應21世紀的無機材料專業進階人才培養的需要。
4.實驗及實踐環節改革
《無機材料工藝學》作爲無機非金屬材料工程專業的核心專業課程，其實驗教學和實踐環節無論對於學生基本工藝過程及其原理的掌握還是工程實踐能力的培養都具有舉足輕重的作用。強化《無機材料工藝學》課程實驗和實踐教學是進行《無機材料科學基礎》課程改革和建設的重要內容。
(1)實驗室建設。藉助“211”工程、“985”工程建設的良好契機，我院對教學科研設施進行了全面規劃和建設，建立了無機材料合成、高溫熱處理、多功能燒結、材料顯微結構分析、材料性能檢測等16個開放式功能實驗區和礦物加工、燒結球團、礦物材料等5箇中試基地，建設有教育部重點實驗室和湖南省工程中心，2008年成爲湖南省實踐教學示範基地，2009年成爲國家級實驗教學示範中心，具備了國內一流的實驗室條件，爲教學科研和人才培養提供了堅實的物質基礎，能夠給學生開出高質量的實驗課程。
(2)實驗教材建設。爲配合《無機材料工藝學》課程教學，指導工藝實驗，進行了《無機材料工藝實驗講義》、《無機材料專題實驗指導書》和《無機材料綜合實驗指導書》等實驗教材的建設，以強化學生對各種無機材料方法的`基本理論、製備工藝及相應的加工設備和性能測試儀器的工作原理及其應用的實踐能力。透過多種方式的實驗實踐，掌握實驗方法、熟悉實驗手段、分析實驗過程，培養興趣、拓展專業面、提高專業技術水平。透過對實驗現象的觀察、思考、實驗數據的整理、分析，幫助學生直觀、理性地學習和了解無機材料過程的基本規律、影響因素、應用領域及應用領域的拓展，實現更高層次上對無機材料過程基本原理、基本方法和應用的認識。同時讓學生掌握無機材料的基本實驗環節與方法，補充和深化課堂理論教學內容、強化課堂教學效果、提高專業知識水平，這是全面學習、掌握、提高、拓展無機材料學知識的必不可少的途徑，是《無機材料工藝學》教學內容體系的重要組成部分，並對《無機材料工藝學》課程課堂教學內容進行有益的補充和拓展。這些實驗教材克服了單純課堂理論教學的抽象性，是強化學生掌握專業知識，提升專業知識水平的有效途徑。透過實驗教學使學生鞏固和加深對無機材料學科有關理論的理解，掌握無機材料過程中的基本工藝和主要儀器、設備性能的特點。同時，培養學生動手能力、協助精神以及獨立分析問題和解決問題的能力，爲後續各專業課學習、實習和結業等打下良好的基礎。
5.教學方法與手段改革
本課程十分注重教學方法的靈活運用以及現代教育技術理論和手段在教學過程中的應用。教學過程中透過採用多知識點相互交叉與滲透，開展專題討論，開設專題實驗與綜合實驗方法，並運用多媒體技術、實物與模型展示、視頻播放等靈活多樣的教學手段，使教與學相輔相成，相得益彰，教學效果獲得極大提高。透過以上教學改革，形成了具有特色的《無機材料工藝學》課程的現代教學新模式。
(1)教學方法改革。透過採用課堂授課、開設綜合和專題實驗、生產現場實習等方法，充分調動學生學習的主動性，實現學生爲主體的教學形式，提高了學生的學習興趣和教學效果。課堂教學過程中，靈活應用多種教學方法進行啓發式、互動式教學，如課堂講授、課堂討論、課堂提問與答疑、作業練習、研究型課題討論(教師提出課題，學生進行文獻檢索、寫出綜述和提出解決方案)，積極改革考試內容和方法，以考試和小論文的形式對學生進行綜合考覈。實踐教學過程中，透過實習基地建設，使企業參與實習教學內容制訂、參與實習教學過程和考覈等多種方式，與企業開展聯合教學。對一些容易掌握的內容採取自學、提問、討論和學生課堂講解相結合的方法，既培養了學生獨立獲取知識的能力，又鍛鍊了學生的知識創新能力和表達交際能力，同時加深了學生們對新知識的理解，也豐富了教師對學生的考覈手段。對一些比較繁雜和較難理解的內容，運用模型、圖片、三維動畫等多媒體教學手段來輔助教學，加深了學生對難點知識的消化與理解。對一些與科研和生產密切相關的內容，授課中將實際研究過程演示給學生，或將教師在平時科研活動、參加學術會議、指導實習過程中於現場記錄的錄像及收集的照片、圖片、錄像資料向學生展現，或帶學生到科研現場參觀，讓學生充分了解這一新的研究領域，同時學習科學研究的基本方法和步驟，感興趣的學生可以要求到自己感興趣的課題組作研究訓練。針對一些無機材料熱點研究內容和正在發展的領域，鼓勵學生撰寫讀書報告或專題論文，透過查閱文獻並進行分析、歸納和評價，寫出自己的認識看法，培養學生科學研究和探索的意識、習慣和能力。
(2)教學手段改革。全面採用多媒體教學手段進行全程課堂教學，利用先進的多媒體教學軟件和資訊資源，透過化靜爲動，激發了學生學習的興趣;透過變難爲易，拓寬了教學的時空;透過營造情境，增強了教學的說服力;透過寓教於樂，調動了學生學習的積極性。將多媒體技術融入到《無機材料工藝學》課件製作中，全部採用Powerpoint、Flash動畫、圖片、錄像等現代教學手段，用其視聽結合、眼耳並用的特點以及其模擬、直觀、參與等形式，使教學中抽象、深奧的理論能夠具體、形象、生動地表現出來，給傳統的教學方式注入了新鮮的血液，極大地提高了教學質量和教學效率，使多媒體教學資訊量大，形象生動的優勢得到充分發揮。如利用Flash動畫軟件來表現無機材料生產工藝過程，動畫模擬不但能徹底改變傳統教學中的憑空想象、似有非有、難以理解之苦，同時還能充分激發學生學習主觀能動性，產生特有教學效果。在運用多媒體手段於本課程教學的過程中，儘可能做到處理好3種關係：一是處理好多媒體與課程改革的關係，注意從教學內容和教學方法各個環節入手推進改革。二是處理好多媒體教學的輔助作用與發揮教師主導地位的關係，不用它替代教師的言傳口授。三是處理好多媒體教學與學生主體地位的關係，學生不僅能在課內學習，而且在課外也能進行自主性學習和有選擇性的學習。由於課時的限制，許多教學內容不能詳細講解，因此採用放映專題錄像的辦法，製作或收集了反映無機材料新工藝和新技術的錄像共19個，涉及單晶材料、半導體芯片、光導纖維、超導材料、鋼鐵冶煉、化學機械拋光等新材料工藝與應用方面內容。透過播放錄像，大大減少了對課時的需求，使教學內容形象、生動、活潑，在減少教學時數、節省教學資源的同時，擴充了教學內容，提高了教學效果。
二、結語
《無機材料工藝學》是在我校2002年重新修訂的無機非金屬材料專業本科培養方案中爲適應無機材料學科的發展和麪向21世紀無機材料創新人才培養的需要設定的專業主幹課和必修課，該課程也是材料學、礦物材料及相關學科碩士研究生考試複試課程。《無機材料工藝學》課程透過從課程體系、教學內容、教材建設、實驗與實踐教學、教學方法與手段等多方面進行教學改革研究，並應用於無機非金屬材料工程專業實際教學過程中，取得了良好的教學效果，形成了鮮明的課程優勢，其研究成果和教學經驗對無機非金屬材料工程專業其他專業基礎和專業課程的教學具有示範和參考作用，這對於進一步推進《無機材料工藝學》精品課程的建設，促進無機材料專業人才培養和學科發展以及教學改革的深化具有重要理論價值和現實意義。