“高技術(shù)纖維概論”課程的教學(xué)改革與實踐

葉 鋒，占海華，李旭明，景元明

(1. 紹興文理學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，浙江 紹興 312000； 2. 紹興市人民醫(yī)院，浙江 紹興 312000)

“高技術(shù)纖維概論”是紹興文理學(xué)院紡織工程專業(yè)的一門主修課程，共32學(xué)時。學(xué)生通過對該課程的學(xué)習(xí)，在了解基礎(chǔ)化纖知識的基礎(chǔ)上，掌握各種高技術(shù)纖維的基本概念、性能特點、發(fā)展狀況、功能特性、制備流程、加工工藝與原理以及應(yīng)用等，使學(xué)生深化和拓展已學(xué)的“基礎(chǔ)化纖”課程中的基礎(chǔ)知識，在新型高技術(shù)纖維產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、合成、表征以及制備工藝等方面具備創(chuàng)新能力，并為學(xué)生未來的深造或就業(yè)打下堅實的理論基礎(chǔ)。該課程的內(nèi)容較多，共有三篇九章，要在32學(xué)時內(nèi)理解所有的內(nèi)容難度較大。筆者通過近幾年的教學(xué)實踐及學(xué)生的反饋，根據(jù)學(xué)生全面素質(zhì)教育的要求，結(jié)合實際情況重新設(shè)定教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生對該課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)他們的獨立思考與自主學(xué)習(xí)能力。

一、 “高技術(shù)纖維概論”課程教學(xué)內(nèi)容的特點

1. 內(nèi)容多，概念易混淆

“高技術(shù)纖維概論”課程第一篇分為四章，分別為高強高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚苯硫醚纖維及聚酰亞胺纖維，該篇安排18學(xué)時。由于內(nèi)容多且復(fù)雜，概念非常容易混淆，要在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)理解課程所有內(nèi)容是不現(xiàn)實的[1]。比如，這幾類高技術(shù)纖維在后處理過程中都要使用等離子體處理法、氧化法、紫外光處理法、接枝法及共聚法等，這幾個概念和方法有相似之處，且在條件不同的情況下又會有所不同，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易混淆概念;再如，碳纖維的制備有不同的原料和不同的方法，其制備過程都可分為原絲的制備、原絲的預(yù)氧化、碳化或進一步石墨化和碳纖維后處理四個步驟，這些過程看起來相似，但每一種纖維品種的預(yù)處理過程以及裝備條件是完全不同的；還有氣相碳纖維的生長機理以及活性碳纖維的活化機理，內(nèi)容多且比較復(fù)雜，學(xué)生不易理解。

2. 內(nèi)容抽象，不易理解

“高技術(shù)纖維概論”課程內(nèi)容所涉及的知識范圍較廣，尤其是第二篇中的稀土發(fā)光纖維、阻燃纖維、導(dǎo)電纖維的理論性很強，內(nèi)容比較抽象。比如，稀土發(fā)光纖維中稀土離子發(fā)光原理中的發(fā)射譜、能級躍遷等概念就很難理解；阻燃纖維中阻燃機理的探討也很難建立模型，十分復(fù)雜，無法直觀地解釋其阻燃原理，因此要求學(xué)生對每一種阻燃劑的概念相當熟悉，且有一定的辨別能力；摻雜型導(dǎo)電纖維和本征型導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電機理也是相對較難理解的內(nèi)容。

3. 學(xué)時數(shù)少

紡織工程專業(yè)學(xué)生需要掌握“高技術(shù)纖維概論”課程的基本概念、各種高技術(shù)纖維合成以及加工工藝過程，但是由于該課程的內(nèi)容較多、難度較大，要在32學(xué)時內(nèi)掌握該門課程的所有知識有一定困難。所以需要根據(jù)專業(yè)設(shè)置情況和實際生產(chǎn)需求對教材內(nèi)容進行取舍，將重點放在纖維加工工藝等方面，而對于一些高分子合成以及表征等知識點則有選擇地簡單介紹。

二、 “高技術(shù)纖維概論”課程教學(xué)改革措施

開設(shè)“高技術(shù)纖維概論”課程的主要目的在于通過對該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在專業(yè)知識、專業(yè)能力和綜合能力等方面得到提升。為了讓學(xué)生擺脫紡織品傳統(tǒng)加工方式與傳統(tǒng)思維的束縛，激發(fā)創(chuàng)新思維，不僅要求學(xué)生理解基本概念，掌握基礎(chǔ)理論并靈活運用，還要求他們了解高技術(shù)纖維的物理化學(xué)性質(zhì)、研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向，培養(yǎng)學(xué)生分析問題及解決問題的能力[2]。在“高技術(shù)纖維概論”課程教學(xué)過程中，我們從以下幾個方面進行了改革。

1. 篩選教學(xué)內(nèi)容

“高技術(shù)纖維概論”課程內(nèi)容較多且難易程度不一，教師在備課過程中可將教材中的知識點進行分類，適當刪減一部分內(nèi)容，突出重點學(xué)習(xí)的章節(jié)，著重講解基本概念，運用多媒體、板書、課堂解答、課后答疑等多種方法，加深學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。紹興文理學(xué)院目前使用的教材是2012年版天津工業(yè)大學(xué)西鵬教授主編的《高技術(shù)纖維概論》，該教材是“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，內(nèi)容分為三篇九章，包括高性能纖維(高強高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚苯硫醚纖維、聚酰亞胺纖維)、高功能纖維(稀土發(fā)光纖維、阻燃纖維、導(dǎo)電纖維)和特種高技術(shù)纖維(相變儲能纖維和生物醫(yī)用纖維)。高性能纖維是該課程的最主要部分，涉及較多的基礎(chǔ)知識，容易混淆概念，還涉及很多高分子化學(xué)和物理知識，針對紡織工程專業(yè)學(xué)生高分子基礎(chǔ)較弱的實際情況，選擇重點講解，而一些非重點內(nèi)容在課堂上簡單介紹即可。例如在第二章中刪去了聚丙烯腈樹脂的聚合過程以及原絲預(yù)氧化的化學(xué)反應(yīng)等內(nèi)容，主要讓學(xué)生了解聚丙烯腈后期紡絲工藝及預(yù)氧化的目的，以便于有針對性地對學(xué)生講授各種加工工藝；第三章中適當刪減聚苯硫醚的表征過程以及合成工藝，重點介紹聚苯硫醚紡絲的流變特殊性；第四章中刪減聚酰亞胺的合成過程，而重點突出其加工工藝和改性方法。

2. 改進教學(xué)方式

(1) 合理運用多媒體資源。為了讓學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容，并充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在教學(xué)過程中應(yīng)將枯燥乏味的理論知識通過不同的手段加以直觀化與形象化。我們運用多媒體資源將大量的知識信息通過圖片或動畫的形式展現(xiàn)給學(xué)生，不僅可以活躍課堂氛圍，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如紡絲過程中干法、濕法以及干濕法過程，可以通過動畫演示其噴絲過程[3]；又如在講解阻燃纖維的阻燃效果時，可以通過點燃幾種不同級別的纖維，對比這些纖維的阻燃性能。但是還有一些內(nèi)容如聚酰亞胺結(jié)構(gòu)特點，其中涉及化學(xué)公式，多媒體教學(xué)方式并不能很好地表達清楚，學(xué)生無法很好地理解，所以教學(xué)時需要結(jié)合使用板書才能達到較好的效果。

(2) 互動式教學(xué)，自主學(xué)習(xí)。教學(xué)過程是教與學(xué)互動的過程，但傳統(tǒng)的教師教、學(xué)生學(xué)，學(xué)生會對知識理解產(chǎn)生依賴性，難以做到獨立思考以達到對知識的掌握。教師可以采用互動式教學(xué)方法，比如對某一些較簡單的內(nèi)容，請學(xué)生提前預(yù)習(xí)并進行整理，然后上講臺進行講解，這樣不僅可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，還可以鍛煉學(xué)生的語言表達能力。又如在講解新內(nèi)容之前提出幾個關(guān)于本次課教學(xué)內(nèi)容的問題進行導(dǎo)入，使學(xué)生帶著問題聽課，這樣不僅能提高學(xué)生的注意力，也可增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂提問與小組討論形式也是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的方法，在教學(xué)過程中教師是學(xué)生的引導(dǎo)者與啟發(fā)人。

(3) 理論結(jié)合實際。學(xué)習(xí)“高技術(shù)纖維概論”課程，除了化纖基礎(chǔ)知識外，還要掌握各種紡織纖維的物理化學(xué)性能以及機械性能，為學(xué)生未來的就業(yè)打下堅實的理論基礎(chǔ)。紡織品和紡織纖維與人們的日常生活密切相關(guān)，因此在講授紡織纖維的各種性能時，盡可能結(jié)合實際生活案例以加深其印象[4]。例如講解導(dǎo)電纖維時，對導(dǎo)電填料添加量低時具有電磁屏蔽效果知識，以冬天脫毛衣時出現(xiàn)靜電作為例子，經(jīng)過抗靜電劑處理后就消除了靜電現(xiàn)象，幫助學(xué)生加深記憶；在介紹碳纖維時，以中國殲-20隱形戰(zhàn)斗機為例講述碳纖維的重要性，也可介紹我國在碳纖維制造方面的成就來加深學(xué)生對碳纖維的了解[5]。

(4) 適量的作業(yè)。作為一門專業(yè)學(xué)位課程，學(xué)生和教師對“高技術(shù)纖維概論”課程都很重視，為了使學(xué)生鞏固所學(xué)知識，布置適量的作業(yè)是必不可少的。教師認真批改學(xué)生上交的作業(yè)，對錯誤問題進行總結(jié)歸類，并專門安排時間答疑，教會學(xué)生正確的解題思路與技巧，使學(xué)生深入理解知識點。

三、 結(jié)語

通過對“高技術(shù)纖維概論”課程教材內(nèi)容適當刪減，采取多樣化、互動式教學(xué)方法，介紹現(xiàn)實生活中學(xué)科應(yīng)用的例子，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，獲得了良好的教學(xué)效果。對于高技術(shù)纖維這門學(xué)科，既要從知識的整體性出發(fā)選擇側(cè)重點，又要從專業(yè)角度考慮，引入先進的科學(xué)理念與科技成果，使學(xué)生更好地掌握高技術(shù)纖維理論知識，得到實踐鍛煉的機會，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

參考文獻：

[1] 王依民，王海萍.高技術(shù)纖維課程教學(xué)與本科生培養(yǎng)的關(guān)系[J].中國校外教育，2009(8):113.

[2] 夏于旻，王燕萍，王依民.高技術(shù)纖維課程教學(xué)與專業(yè)人才培養(yǎng)探析[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報，2015(12):23-25.

[3] 王永斌.高校多媒體教室校企合作運行維護服務(wù)體系研究[J].紡織服裝教育,2017,32(3)：190-194.

[4] 牛艷豐，于敏.超高分子量聚乙烯纖維在民用領(lǐng)域的應(yīng)用進展[J].紡織導(dǎo)報，2016(10):94-95.

[5] 韓笑，劉建軍，王希杰，等.碳纖維復(fù)合材料在通用航空器上的設(shè)計與應(yīng)用[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2015(7):8-11.