紡織工程專業(yè)回歸工程的實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新

王建坤,李 津,王 瑞,馬崇啟,劉 雍

(天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院，天津 300387)

我校(天津工業(yè)大學(xué))的紡織學(xué)科始建于1912年。在長期的辦學(xué)實(shí)踐中，秉承“教以務(wù)新、務(wù)需、務(wù)用”的教育教學(xué)理念，依托國家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、國家級(jí)特色專業(yè)及國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)，追蹤紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，以產(chǎn)業(yè)升級(jí)為背景，以信息化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為手段，以滿足新形勢(shì)下紡織企業(yè)對(duì)高級(jí)工程技術(shù)人才的需求為目標(biāo)，不斷改革紡織工程專業(yè)的教育教學(xué)，全方位改革與創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生工程意識(shí)、工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。

一、 實(shí)踐教學(xué)改革的背景和思路

1. 適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重新定位專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展及世界紡織產(chǎn)業(yè)信息化程度的提升，我國的紡織產(chǎn)業(yè)從原料、裝備、工藝技術(shù)到產(chǎn)品等諸多方面都實(shí)現(xiàn)了升級(jí)換代，已逐步由傳統(tǒng)紡織轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代紡織?，F(xiàn)代紡織的特點(diǎn)集中體現(xiàn)在生產(chǎn)裝備的自動(dòng)化、經(jīng)營管理的信息化以及生產(chǎn)方式的多品種、小批量和快交貨?，F(xiàn)代紡織作為一個(gè)系統(tǒng)工程已不再是傳統(tǒng)概念上的“紡紗”與“織布”，而是集材料、能源、信息、環(huán)保于一體，融匯了纖維、產(chǎn)品、管理、貿(mào)易、檢驗(yàn)檢測等多方面科學(xué)知識(shí)的綜合學(xué)科[1]。

為適應(yīng)現(xiàn)代紡織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們堅(jiān)持“教以務(wù)新、務(wù)需、務(wù)用”的教育教學(xué)理念，根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)，將培養(yǎng)目標(biāo)定位為“培養(yǎng)具備工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的、能夠適應(yīng)信息化背景下現(xiàn)代紡織科學(xué)技術(shù)要求的應(yīng)用型人才”[2]。

2. 針對(duì)工程教育現(xiàn)狀，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，確立實(shí)踐教學(xué)改革思路

我國傳統(tǒng)高等工程教育過分側(cè)重工程科學(xué)知識(shí)教學(xué)、輕視工程實(shí)踐訓(xùn)練，過于注重專業(yè)知識(shí)傳授、輕視工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生工程意識(shí)淡漠，工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力差等工程教育的“弱化、軟化”問題。工程類專業(yè)普遍存在實(shí)踐教學(xué)資源不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息化程度滯后，且不成套，難以解決模擬信息化時(shí)代生產(chǎn)全過程的工程訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)實(shí)施過程中的突出問題。

紡織工程是一門工程性、實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，紡織工程高等專門人才的核心能力就是適應(yīng)時(shí)代要求的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。1998年教育部重新修訂了本科專業(yè)目錄，將紡織學(xué)科各專業(yè)進(jìn)行整合，設(shè)置“大紡織”專業(yè)。為了滿足企業(yè)對(duì)專門化人才的需求，我們?cè)凇按蠹徔棥睂I(yè)下設(shè)置了多個(gè)專業(yè)方向——紡織科學(xué)與技術(shù)、紡織產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用、紡織商品檢驗(yàn)與商務(wù)、針織與針織服裝和紡織與服裝貿(mào)易，搭建了由公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和柔性專業(yè)方向課程組成的“大紡織”課程體系，體現(xiàn)了不同專業(yè)方向的特點(diǎn)。但“大紡織”課程體系課程門數(shù)多，課堂時(shí)數(shù)少，學(xué)生學(xué)得面廣而不深，特別是各專業(yè)方向的實(shí)踐環(huán)節(jié)只針對(duì)本專業(yè)方向，系統(tǒng)綜合訓(xùn)練不足，弱化了“大紡織”系統(tǒng)知識(shí)的掌握與應(yīng)用。

隨著我國工業(yè)體制的改革，企業(yè)經(jīng)營者出于生產(chǎn)、安全及責(zé)任意識(shí)等方面的考慮，使校企合作關(guān)系發(fā)生變化，多數(shù)校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地不復(fù)存在，下廠實(shí)習(xí)變得更加困難，使實(shí)踐教學(xué)與實(shí)際工程嚴(yán)重脫節(jié)[3]。

上述情況與紡織工程專業(yè)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教育教學(xué)目標(biāo)和零距離接觸現(xiàn)代企業(yè)的培養(yǎng)方式不相適應(yīng)，改革勢(shì)在必行。為此，2008年底我們明確了構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系、創(chuàng)建特色鮮明的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方法和手段、完善實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、加強(qiáng)校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、強(qiáng)化本科生課外實(shí)踐活動(dòng)等全方位的實(shí)踐教學(xué)改革思路。

二、 全方位實(shí)踐教學(xué)改革的創(chuàng)新與實(shí)踐

1. 構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系

以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以實(shí)際工程為背景，以工程教育為主線，依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，構(gòu)建了涵蓋紡、織、染“產(chǎn)品設(shè)計(jì)→加工制造→質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)”全過程的分層次、多模塊、相互銜接、課內(nèi)外結(jié)合、校內(nèi)外結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系。將工程教育的理念融于4年本科教學(xué)全過程，在培養(yǎng)方案與教學(xué)計(jì)劃中增加實(shí)踐教學(xué)的比重(超過25%)，新增課外實(shí)踐模塊和相應(yīng)的學(xué)分(4學(xué)分)，使實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)得以固化和落實(shí)。

2. 創(chuàng)建特色鮮明的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

大型生產(chǎn)設(shè)備因受實(shí)驗(yàn)室場地及學(xué)校經(jīng)費(fèi)限制難以配套，使用中工藝調(diào)整不靈活、原料耗損多、維護(hù)維修不便，設(shè)備資金投入大、更新?lián)Q代慢，信息化程度滯后于當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備，不能適應(yīng)現(xiàn)代紡織企業(yè)對(duì)人才的要求。

我們制定了切實(shí)可行的平臺(tái)建設(shè)方案，依托重點(diǎn)學(xué)科的科研實(shí)力，以科研促進(jìn)教學(xué)，通過自主研發(fā)和參與設(shè)計(jì)創(chuàng)建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，以小型化、數(shù)字化、工程化、系列化為特色的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，保障了實(shí)踐教學(xué)的有效實(shí)施。

(1) 實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的組成。實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)由小型數(shù)字化紡紗系統(tǒng)、小型數(shù)字化織造系統(tǒng)、全套針織系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助織物圖案色彩設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及與這些系統(tǒng)配套的控制系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等組成。

我們自主研發(fā)了從清梳聯(lián)合機(jī)、精梳機(jī)、并條機(jī)、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)、并紗機(jī)到捻線機(jī)的全套數(shù)字化紡紗系統(tǒng)，采用少量纖維原料可快速高效地紡制出從普通紗到花式紗的各種紗線，可實(shí)現(xiàn)用50克原料成網(wǎng)、成條、紡紗，大大節(jié)約了實(shí)踐教學(xué)中的原料耗損。

還自主研發(fā)了單紗上漿機(jī)、整經(jīng)機(jī)、電腦自動(dòng)織樣機(jī)等全套數(shù)字化機(jī)織系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)織物的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，完成快速設(shè)計(jì)和出樣。完全取代了手工繪制織物組織圖、工藝上機(jī)圖等落后方式，與紡紗系統(tǒng)配合，從纖維原料到織物樣品整個(gè)制作過程只需8小時(shí)即可完成，大大縮短了實(shí)踐教學(xué)周期，提高了教學(xué)效率。

(2) 實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的特色。實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)具有“小型化、數(shù)字化、工程化、系列化”的鮮明特色。自主研發(fā)的小型設(shè)備均采用最新的機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、變頻或伺服調(diào)速、多軸獨(dú)立或同步驅(qū)動(dòng)及人機(jī)對(duì)話等功能，與現(xiàn)代紡織生產(chǎn)設(shè)備保持同步水平，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)數(shù)字化紡織技術(shù)的掌握與應(yīng)用。采用數(shù)字化技術(shù)使得設(shè)備運(yùn)行速度快、故障率低、工藝調(diào)整方便，從纖維原料到織物產(chǎn)品的試制只需8小時(shí)即可完成。實(shí)現(xiàn)了小量試紡和快速出樣，提高了教與學(xué)的效率和效果。實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)包括按照實(shí)際生產(chǎn)配置的全流程小型數(shù)字化設(shè)備、半制品和成品測試儀器等硬件以及能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工藝管理及現(xiàn)場監(jiān)控等的應(yīng)用軟件，系統(tǒng)成套，各工序前后銜接，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、制作、性能測試、質(zhì)量評(píng)價(jià)等模擬實(shí)際紡織產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的工程訓(xùn)練[4]。

3. 更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和構(gòu)建的實(shí)踐教學(xué)體系，依托實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，整合實(shí)踐教學(xué)課程，修訂了“紡織實(shí)驗(yàn)”等22門實(shí)踐課程的教學(xué)大綱。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加了31項(xiàng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和22項(xiàng)創(chuàng)新類實(shí)踐項(xiàng)目，使綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)數(shù)的44.78%，自主創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)數(shù)的9.45%，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更新率達(dá)16.6%，強(qiáng)化了學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

將現(xiàn)代紡織中的最新技術(shù)系統(tǒng)地融入和應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)，更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，編寫出版了《紡織機(jī)電一體化》《紡紗實(shí)驗(yàn)教程》《現(xiàn)代棉紡工藝與設(shè)備》《電腦橫機(jī)實(shí)用手冊(cè)》《面料實(shí)物》《紡織面料設(shè)計(jì)師》《紡織助劑化學(xué)》等13部實(shí)驗(yàn)教材及專著，其中2部為“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代紡織技術(shù)的對(duì)接。

4. 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方法

深入開展教學(xué)研究，更新教學(xué)觀念，創(chuàng)新教學(xué)方式方法，注重因材施教。采取CDIO、PBL等教學(xué)模式，積極探索啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

將數(shù)字化、信息化技術(shù)引入實(shí)踐教學(xué)?，F(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)手段去除了傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中繁瑣重復(fù)的學(xué)習(xí)過程，使實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的周期大大縮短，有效地提高了教學(xué)效率和效果,凸顯了啟發(fā)式、交互式和自主參與的教學(xué)特色。

通過實(shí)施“本科生導(dǎo)師制”“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”“本科生科研項(xiàng)目招募計(jì)劃”“師生合作數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)”等，促進(jìn)了科研與教學(xué)互動(dòng)，及時(shí)把科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，支持本科生參與科研活動(dòng)，早做課題、早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早入團(tuán)隊(duì)。

在教學(xué)計(jì)劃中，增加自主學(xué)習(xí)模塊，制定課外實(shí)踐學(xué)分管理辦法，將上述計(jì)劃納入學(xué)生課外實(shí)踐教學(xué)模塊，要求學(xué)生獲得該類學(xué)分不少于6學(xué)分。

5. 完善實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè),確保實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。通過健全與完善實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)的運(yùn)行機(jī)制、激勵(lì)機(jī)制、青年教師培養(yǎng)機(jī)制，以及選聘行業(yè)研發(fā)能力強(qiáng)、工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師、設(shè)計(jì)師充實(shí)實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍等一系列措施，構(gòu)建了一支專兼結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)師資團(tuán)隊(duì)。

注重教師自身實(shí)踐能力的提高，采取“走出去、請(qǐng)進(jìn)來”的方法，設(shè)立全面推進(jìn)教師繼續(xù)工程教育和實(shí)踐的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，大力引進(jìn)有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和背景的高水平教師，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室教師加強(qiáng)與企業(yè)聯(lián)系，深入企業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)踐。選派實(shí)驗(yàn)室教師到國內(nèi)知名院校及國外大學(xué)深造學(xué)習(xí)或參觀訪問，了解國內(nèi)外高水平實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)；選派實(shí)驗(yàn)室教師參加各類培訓(xùn)，一些教師成為了行業(yè)技能考評(píng)的專家與培訓(xùn)師。

采用傳、幫、帶和老、中、青相結(jié)合的方式，推行青年教師培養(yǎng)“導(dǎo)師制”。在老教師的指點(diǎn)和幫助下，青年教師在教學(xué)、科研、學(xué)科建設(shè)諸方面均得以快速成長，特別是實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到了很大提高。

聘請(qǐng)校外工程技術(shù)人員作為實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，聘請(qǐng)現(xiàn)場專家開展技術(shù)專題講座，校企合作聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)。

6. 加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

建立了一批穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地。積極開展實(shí)習(xí)模式的改革，實(shí)施學(xué)校教師和企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)的“雙導(dǎo)師”制，以企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)為對(duì)象，進(jìn)行工程訓(xùn)練和實(shí)踐。

我們已建成的校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地有：天津天紡?fù)顿Y控股有限公司、鄂爾多斯羊絨紡織集團(tuán)、天津市紡織纖維檢驗(yàn)所、河北宏潤新型面料有限公司、吉林東北襪業(yè)紡織工業(yè)園發(fā)展有限公司、常熟金龍機(jī)械有限公司等20多個(gè)。企業(yè)注重經(jīng)濟(jì)效益，學(xué)校注重人才培養(yǎng)，如何用好這些校外實(shí)習(xí)基地，是實(shí)施實(shí)踐教學(xué)改革的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。合作辦學(xué)不能加重企業(yè)的負(fù)擔(dān)，我們轉(zhuǎn)變了只注重教學(xué)的單一觀念，通過建立相應(yīng)的制度，使教師和學(xué)生在合作辦學(xué)的過程中幫助企業(yè)解決實(shí)際問題，建立產(chǎn)學(xué)合作的長效機(jī)制。

7. 強(qiáng)化本科生課外實(shí)踐活動(dòng)

通過實(shí)施“本科生導(dǎo)師制”“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”“本科生科研項(xiàng)目招募計(jì)劃”“師生合作數(shù)字化資源開發(fā)計(jì)劃”等課外實(shí)踐模塊，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。積極引導(dǎo)學(xué)生開展自選性、協(xié)作性、自主性實(shí)驗(yàn)，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以學(xué)生參賽獲獎(jiǎng)、發(fā)表論文等形式形成物化成果。

學(xué)院連續(xù)數(shù)年在本科生中實(shí)施“本科生導(dǎo)師制”、開展“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”等課外實(shí)踐活動(dòng)，年均立項(xiàng)100余項(xiàng)；近三年本科生發(fā)表學(xué)術(shù)論文50多篇，申請(qǐng)發(fā)明專利5項(xiàng)；獲中國國際家用紡織品設(shè)計(jì)大賽、中國國際面料設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”天津市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽、全國大學(xué)生紗線設(shè)計(jì)大賽等各類獎(jiǎng)項(xiàng)共計(jì)134人次。在學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面取得了顯著成效，得到了行業(yè)的認(rèn)可。

三、 實(shí)踐教學(xué)改革的創(chuàng)新點(diǎn)

(1) 以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)教育為主線，構(gòu)建和完善了涵蓋紡、織、染“產(chǎn)品設(shè)計(jì)→加工制造→質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)”全過程，分層次、多模塊、相互銜接的課內(nèi)外結(jié)合、校內(nèi)外結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系，使紡織工程專業(yè)學(xué)生得到了“全過程”的工程能力訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)目標(biāo)與紡織行業(yè)人才需求的無縫對(duì)接。

(2) 發(fā)揮學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)，以現(xiàn)代信息化技術(shù)為依托，自主研發(fā)和創(chuàng)建了以小型化、數(shù)字化、工程化、系列化為特點(diǎn)的，融“專業(yè)基礎(chǔ)認(rèn)知、綜合技能訓(xùn)練、自主創(chuàng)新實(shí)踐”為一體的，開放的“大紡織”實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)踐教學(xué)裝備與現(xiàn)代紡織裝備技術(shù)水平的無縫對(duì)接。

(3) 更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)數(shù)字化、信息化技術(shù)在紡織產(chǎn)品設(shè)計(jì)、樣品實(shí)現(xiàn)、質(zhì)量控制與生產(chǎn)管理等過程中的應(yīng)用有了深刻的認(rèn)識(shí)與理解，掌握了現(xiàn)代紡織的生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及工程實(shí)踐能力與現(xiàn)代紡織技術(shù)的無縫對(duì)接。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王建坤，王瑞，張毅，等.紡織工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的研究與探討[J].紡織教育，2006(6)：41-44.

[2] 王瑞，王建坤，成玲，等.提高學(xué)生創(chuàng)新能力的數(shù)字化紡織實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)[J].紡織教育，2009，24(1)：31-33.

[3] 王瑞，王建坤，成玲，等.紡織工程專業(yè)三級(jí)實(shí)踐教學(xué)體系的探索與實(shí)踐[J].紡織教育，2009，24(3)：29-32.