基于輕化專業(yè)的纖維化學(xué)與物理課程教學(xué)新模式

黎 謙

(武漢紡織大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，湖北 武漢 430073)

基于輕化專業(yè)的纖維化學(xué)與物理課程教學(xué)新模式

黎 謙

(武漢紡織大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，湖北 武漢 430073)

纖維化學(xué)與物理課程是輕化工程專業(yè)(染整方向)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，主要介紹高分子化學(xué)與高分子物理及紡織纖維的相關(guān)知識(shí)。伴隨教材及課程內(nèi)容調(diào)整，通過采用傳遞、自學(xué)、探究和翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)新模式，同時(shí)輔以實(shí)驗(yàn)、課外作業(yè)等手段獲得了較好的教學(xué)效果。

輕化工程；纖維化學(xué)與物理；教學(xué)模式；教學(xué)效果

纖維化學(xué)與物理課程是輕化工程專業(yè)(染整方向)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，其任務(wù)是運(yùn)用相關(guān)基礎(chǔ)課的基本理論知識(shí)，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生獲得必要的高分子化學(xué)及物理基礎(chǔ)知識(shí)；熟悉和掌握各類常用紡織纖維的分子結(jié)構(gòu)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，以及各類常用纖維的力學(xué)、化學(xué)、染色性質(zhì)和相關(guān)性能等。從而為本專業(yè)后續(xù)的前處理、染色、印花、整理等工藝學(xué)習(xí)，和以后從事相關(guān)生產(chǎn)加工、科學(xué)研究等奠定必要的理論基礎(chǔ)。為此，本項(xiàng)目就該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了探索與實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

1 教材及課程內(nèi)容調(diào)整

教材是課程學(xué)習(xí)的指導(dǎo)資料，由王菊生主編的《染整工藝原理》第一冊作為纖維化學(xué)與物理課程的教材已有多年。近30年來隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對紡織品的要求不斷變化，化學(xué)工業(yè)日新月異，新型紡織纖維不斷涌現(xiàn)，新型功能纖維及綠色生產(chǎn)技術(shù)已成為研究重點(diǎn)。因此把《染整工藝原理》第一冊繼續(xù)作為教材有部分知識(shí)點(diǎn)已顯陳舊。從2005年起本校開始選用了東華大學(xué)蔡再生教授主編并由中國紡織出版社出版的《纖維化學(xué)與物理》，同時(shí)根據(jù)教材的變化相應(yīng)調(diào)整了課程內(nèi)容及其授課的學(xué)時(shí)。

2 教學(xué)模式改進(jìn)實(shí)踐

2.1 傳遞-接受式

在教學(xué)中最常用的方法就是“講、聽、記、練”的傳授模式，即以傳授系統(tǒng)知識(shí)、培養(yǎng)基本技能為目標(biāo)，主要由任課教師講述相關(guān)專業(yè)知識(shí)，學(xué)生接受知識(shí)，充分挖掘人的記憶力、推理能力與間接經(jīng)驗(yàn)在掌握知識(shí)方面的作用，使學(xué)生能比較快速、有效地掌握更多的信息量。這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)了灌輸方式卻容易忽視學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性，在不同程度上會(huì)壓抑和阻礙學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。但對于基礎(chǔ)理論知識(shí)則可以采用該傳統(tǒng)教學(xué)模式來增加學(xué)生的重視程度[1-2]。因此在纖維化學(xué)與物理課程的教學(xué)中，關(guān)于高分子化合物的基本合成反應(yīng)及實(shí)施方法，高分子的層次結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容仍然采用了這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式。這不僅可以使學(xué)生在相對短的時(shí)間內(nèi)接受大量信息，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的紀(jì)律性及抽象思維能力。對其存在的缺點(diǎn)如授課時(shí)內(nèi)容顯得生硬，學(xué)生對接受的信息很難真正理解等，采用了多媒體手段來將文字、圖像、視頻、動(dòng)畫集為一體，擴(kuò)大任課教師傳送的信息量，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)眼、耳、手并用，通過視覺、聽覺的協(xié)同應(yīng)用來加深對課堂知識(shí)的印象，促進(jìn)學(xué)生對課堂知識(shí)的理解與消化[3]。

本校纖維化學(xué)與物理課程專任教師已制作了多媒體課件，如高分子的層次結(jié)構(gòu)，高分子的力學(xué)狀態(tài)包括鏈段運(yùn)動(dòng)、整鏈運(yùn)動(dòng)和整個(gè)大分子運(yùn)動(dòng)都用動(dòng)畫的形式表現(xiàn)；高分子的結(jié)晶形態(tài)用實(shí)物圖片演示，不僅圖文并茂，生動(dòng)直觀，對難以口述教學(xué)及學(xué)生難以理解的教學(xué)內(nèi)容還可充分體現(xiàn)出其優(yōu)勢。在課程教授過程中通過教師與學(xué)生的交流互動(dòng)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況專任教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)資源不斷修改多媒體課件，使教學(xué)內(nèi)容更充實(shí)、生動(dòng)，從而優(yōu)化教與學(xué)的效果。另外，在教學(xué)方式上還可采用拋錨式、現(xiàn)象分析及范例教學(xué)模式，如空氣干燥時(shí)合成纖維紡織品易產(chǎn)生靜電，拋出靜電問題，再進(jìn)一步講解纖維高分子結(jié)構(gòu)上親水性基團(tuán)及疏水性基團(tuán)的影響，進(jìn)而給學(xué)生介紹抗靜電整理的原理，這樣就可將纖維化學(xué)與物理同其他后續(xù)專業(yè)課程聯(lián)系起來。又如，從羽絨服夾持空氣而保暖性好的現(xiàn)象分析各類纖維的導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)等相關(guān)問題；對合成纖維的介紹，首先從滌綸的分子式、二次結(jié)構(gòu)三次結(jié)構(gòu)與滌綸的性能間的相互關(guān)系開始，以其為范例延伸至其他合成纖維，這有助于學(xué)生建立起各類纖維結(jié)構(gòu)與性能間有密切關(guān)系的概念。

2.2 自學(xué)-輔導(dǎo)式

自學(xué)-輔導(dǎo)式的教學(xué)模式是在教師指導(dǎo)下，由學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種教學(xué)模式。該模式能夠培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，在教學(xué)實(shí)踐中有很多教師在運(yùn)用。自學(xué)輔導(dǎo)式的教學(xué)程序是：自學(xué)→討論→啟發(fā)→總結(jié)→練習(xí)鞏固,自學(xué)內(nèi)容要難度適宜[1-2]。例如，在纖維化學(xué)與物理課中可選擇第三章紡織纖維導(dǎo)論中的紡織纖維的熱學(xué)性質(zhì)、燃燒性能、電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性能部分作為學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容。自學(xué)這些內(nèi)容可配合染整工藝實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容如纖維的鑒別及常見的生活現(xiàn)象，由學(xué)生根據(jù)自己進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作及生活中觀察到的實(shí)際現(xiàn)象聯(lián)系相關(guān)理論進(jìn)行總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生將這些現(xiàn)象與纖維結(jié)構(gòu)相結(jié)合，以探討纖維性能與纖維大分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，為教材后三章內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。另外，第六章在系統(tǒng)介紹了滌綸、錦綸、腈綸三大民用合成纖維后，可將丙綸、氯綸等內(nèi)容作為自學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生延續(xù)前面幾類纖維的探討思路來討論其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，并結(jié)合這些纖維的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)一步加深其印象[4]。

2.3 探究式

探究式教學(xué)以問題解決為中心，注重學(xué)生的獨(dú)立活動(dòng)，著眼于學(xué)生的思維能力培養(yǎng)。這種方式可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維能力，學(xué)生的合作精神及自主學(xué)習(xí)的能力[1-2]。在纖維化學(xué)與物理課的教學(xué)中采用這種方式對學(xué)生諄諄善誘，進(jìn)行啟迪式教學(xué)。比如，利用物理化學(xué)中所學(xué)的化學(xué)熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)推出化學(xué)勢的概念，進(jìn)一步提出凝固點(diǎn)降低及沸點(diǎn)上升公式，引導(dǎo)學(xué)生探究這些公式在大分子化合物相關(guān)知識(shí)點(diǎn)上的應(yīng)用；又如對滌綸分子結(jié)構(gòu)的特殊性，提出滌綸染色困難的問題，由學(xué)生查閱資料討論解決這個(gè)問題的方法；再如對氧化劑損傷纖維素纖維的潛在問題，聯(lián)系棉織物染整加工過程的雙氧水漂白工藝，引導(dǎo)學(xué)生探究染整加工工藝應(yīng)注意的事項(xiàng)等。探究式教學(xué)方法可以使學(xué)生將前面所學(xué)的基礎(chǔ)化學(xué)及后面將要學(xué)習(xí)的輕化工程專業(yè)課程聯(lián)系起來，取得融會(huì)貫通的效果。

2.4 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課程譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是指由任課教師指定相關(guān)學(xué)習(xí)主題，學(xué)生在課后通過看視頻講座、電子書、聽播等方式完成自主學(xué)習(xí)，從而重新調(diào)整課堂內(nèi)外時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下學(xué)生能夠更主動(dòng)地專注于某項(xiàng)目內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師不再占用課堂時(shí)間來講授信息，從而有機(jī)會(huì)拿出更多時(shí)間與每個(gè)學(xué)生交流。該教學(xué)模式與自學(xué)-輔導(dǎo)式及探究式教學(xué)在含義上有重疊，但可利用互聯(lián)網(wǎng)等新媒體工具讓學(xué)生的參與度更高，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更主動(dòng)、靈活[5]。在纖維化學(xué)與物理課程的教學(xué)過程中也嘗試用了該模式，如指定“纖維素溶解”內(nèi)容，提供參考視頻及知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)站，由學(xué)生總結(jié)歸納撰寫綜述，課上任課教師和學(xué)生共同探討匯總纖維素溶解溶劑的選擇，溶解效率，溶解原理等。由于學(xué)生常年慣性被動(dòng)學(xué)習(xí)，教師還需盡力引導(dǎo)學(xué)生敢于表達(dá)，爭取更多的提問和討論。此外，這種教學(xué)模式不僅需要任課教師掌握計(jì)算機(jī)視頻制作技能，還考驗(yàn)了任課教師的知識(shí)面及對新技術(shù)、專業(yè)前沿知識(shí)的了解和掌握，從而對任課教師提出了更高要求。

3 專業(yè)知識(shí)拓展

隨著時(shí)代的發(fā)展新技術(shù)、新材料層出不窮，在教學(xué)中也應(yīng)有相關(guān)內(nèi)容的介紹，以拓展學(xué)生的知識(shí)面。如對再生纖維素纖維的介紹，可從原料來源，溶解機(jī)理，溶劑選擇，凝固浴篩選，再生技術(shù)等方面進(jìn)行，對比黏膠纖維、莫代爾纖維、天絲纖維及甲殼素纖維的生產(chǎn)、性能及應(yīng)用等。再生蛋白質(zhì)纖維可對比大豆蛋白纖維及牛奶纖維，進(jìn)一步還可根據(jù)授課學(xué)時(shí)的多少，展開對聚乳酸纖維的介紹。新型合成纖維近年來也得到了廣泛應(yīng)用，如陽離子可染聚酯纖維、PBT、PPT、芳綸等，在課上均可加以介紹，以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

4 輔助授課手段

為加強(qiáng)授課效果，可輔以實(shí)驗(yàn)、課后答疑及作業(yè)來進(jìn)行補(bǔ)充。如對棉纖維黏均分子量的測定，加深學(xué)生對黏均分子量的了解，并掌握黏度計(jì)的應(yīng)用；PMMA的合成可加深學(xué)生對自由基性鏈?zhǔn)骄酆蠈?shí)施方法中本體聚合方式的了解，PMMA黏均分子量的測定又說明了高聚物的溶解過程，以及與低分子化合物溶解的差異。又如，將純棉及滌綸織物的染色工藝過程與這兩類纖維的結(jié)構(gòu)差異相聯(lián)系起來，加深學(xué)生對結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的了解。此外，課后答疑及作業(yè)也是必需的，在課程講授期間學(xué)生如有問題做到有問必答，對于共性的問題一定要提示學(xué)生引起足夠重視。在每章課程結(jié)束后選擇具有典型性和代表性的題目作為學(xué)生課后的練習(xí)，如第二章不同高聚物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的比較可使學(xué)生對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行匯總及應(yīng)用。又如，第六章聚酰胺纖維熔點(diǎn)高低的比較都非常具有代表性，可提高學(xué)生的綜合分析能力。當(dāng)然作業(yè)的批改和講解也很重要，通過作業(yè)的講解可幫助學(xué)生理清思路，歸納相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，提高思維能力[6-7]。

5 結(jié)語

纖維化學(xué)與物理課程是輕化工程專業(yè)較難學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，這門課程的教學(xué)需要引起足夠的重視。在教學(xué)課程中不僅要采用各種方法將相關(guān)理論講解透徹，同時(shí)也要將理論與應(yīng)用相結(jié)合來引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，并知曉課程的學(xué)習(xí)目的和意義，從而提高其科學(xué)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)和能力。

[1] 何克抗.教學(xué)結(jié)構(gòu)理論與教學(xué)深化改革(上)[J].電化教育研究, 2007，(7):5-10.

[2] 何克抗.教學(xué)結(jié)構(gòu)理論與教學(xué)深化改革(下)[J].電化教育研究, 2007，(8):22-27.

[3] 陳美云.纖維化學(xué)與物理的課程教學(xué)改革實(shí)踐[J].紡織科技進(jìn)展，2010，(2)：96-98.

[4] 徐秀雯.對于《纖維化學(xué)和物理》課程教學(xué)改革的思考[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版)，2002，22(5)：147-148.

[5] 彭 迪，陳曉玲，夏 添，等.服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].紡織科技進(jìn)展，2016，(6)：60-62.

[6] 劉新華. 提高《纖維化學(xué)與物理》教學(xué)效果的探索[J].紡織教育，2009，24(3)：44-45.

[7] 賈維妮，陳美云，張瑞萍.“纖維化學(xué)與物理”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].紡織教育，2015，30(2):163-164,172.

2016年中國紡企海外布局加速中

2016年，紡織企業(yè)“走出去”布局海外步伐加快，布局范圍也從前幾年大熱的越南、印度等東南亞國家擴(kuò)展至非洲國家。

特別是埃塞俄比亞，從宏觀政策和經(jīng)濟(jì)形勢的穩(wěn)定程度，自由貿(mào)易協(xié)定的覆蓋面，到人口紅利的恢復(fù)和可持續(xù)的時(shí)間，能源成本以及基礎(chǔ)設(shè)施等方面綜合考慮，埃塞綜合優(yōu)勢突出，引起了業(yè)界的極大關(guān)注。

中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)黨委書記高勇曾表示，在國家層面，2015年，中國從資本輸入國向資本輸出國轉(zhuǎn)變。

特別是隨著“一帶一路”倡議和國際產(chǎn)能合作戰(zhàn)略的堅(jiān)定推進(jìn)，給紡織產(chǎn)業(yè)的資本順利出海進(jìn)行全球布局創(chuàng)造了前所未有的宏觀政策環(huán)境。

在行業(yè)層面，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國紡織業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了跨國布局的新階段，隨著既有的供應(yīng)鏈國際優(yōu)勢受到中國成本剛性上漲的挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)迫切需要產(chǎn)能的全球布局和優(yōu)質(zhì)資源的跨國合作來創(chuàng)造國際競爭的新優(yōu)勢，而非洲作為繼東南亞之后的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的潛力之地，順理成章進(jìn)入中國紡織業(yè)的視野。

2016年末美國舉行總統(tǒng)大選，特朗普的當(dāng)選令TPP協(xié)議擱淺，越南政府隨后宣布正式停推TPP，這也為2016年在越南投資的中國紡織企業(yè)的未來發(fā)展蒙上了一層不確定因素。即便沒有TPP協(xié)議，東南亞、非洲國家也會(huì)憑借低成本優(yōu)勢，成為全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移目的地。

此外，除了直接在海外建廠投資，2016年，紡織企業(yè)也通過直接收購來彌補(bǔ)自身在產(chǎn)業(yè)鏈上的短板。

2016年4月，山東如意科技集團(tuán)有限公司從全球私募巨頭KKR&CO.LP手中收購法國輕奢服飾品牌SANDRO和MAJE的母公司SMCP SAS的控股股權(quán)。

布局海外已經(jīng)成為中國紡織企業(yè)在當(dāng)前全球產(chǎn)業(yè)格局重構(gòu)背景下構(gòu)建價(jià)值新優(yōu)勢的重要路徑。未來，這股浪潮仍將繼續(xù)。

The New Teaching Mode of Fiber Chemistry & Physics Course for Dyeing & Finishing Engineering

LI Qian

(College of Chemistry & Chemical Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan 430073, China)

The course of fiber chemistry & physics was an important professional basic course of dyeing & finishing engineering. It introduced the information about chemistry & physics of polymer and the related knowledge of textile fiber. The teaching effects could be improved using new teaching mode of introduction, self-learning, discussing and flipped classroom, and developing experiments and homework.

dyeing & finishing engineering; fiber chemistry & physics; teaching mode; teaching effect

2016-10-24

武漢紡織大學(xué)教研項(xiàng)目(2015JY015)

黎 謙(1976-)，女，湖北武漢人，講師，碩士，研究方向：紡織纖維的物理及化學(xué)性質(zhì)，E-mail：whclare@wtu.edu.cn。

G642.0

B

1673-0356(2017)02-0057-03