新工科背景下的染整工藝原理課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

師文釗,習(xí)智華,劉瑾姝,徐成書(shū),任 燕

針對(duì)我國(guó)“十二五”以來(lái)紡織行業(yè)創(chuàng)新型人才缺乏、綜合創(chuàng)新能力較弱等問(wèn)題,紡織工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)[1]要求進(jìn)一步發(fā)揮高等院校在紡織印染產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)型科學(xué)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)作用,大幅提升新技術(shù)水平,推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、信息化技術(shù)在紡織行業(yè)的融合應(yīng)用。在以上新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下,以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,對(duì)工程科技人才提出了更高要求。為深化工程教育改革,支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等國(guó)家戰(zhàn)略,教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)與發(fā)展,圍繞工程教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系進(jìn)行研究和實(shí)踐,對(duì)服務(wù)和支撐紡織行業(yè)新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等建設(shè)意義重大[2]。

染整工藝原理課程作為輕化工程專業(yè)課程體系的專業(yè)主干課,是專業(yè)人才培養(yǎng)的主線,是學(xué)生構(gòu)建專業(yè)知識(shí)框架的重要組成部分;因此在新工科背景下只有對(duì)染整工藝原理課程教學(xué)進(jìn)行深入改革,研究新理念、新要求、新途徑的工程教育模式,才能為培養(yǎng)可應(yīng)對(duì)變化、多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才提供智力和人才支撐,滿足紡織印染行業(yè)對(duì)學(xué)科交叉的新型卓越工程技術(shù)人才需求。本校紡織科學(xué)與工程學(xué)院的國(guó)家級(jí)特色專業(yè)即輕化工程專業(yè)研究了新工科背景下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,并將其應(yīng)用到染整工藝原理課程教學(xué)中,初步實(shí)現(xiàn)了教學(xué)模式的創(chuàng)新、產(chǎn)學(xué)研的交叉融合,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)成效。

1 染整工藝原理課程教學(xué)現(xiàn)狀

染整工藝原理課程是在學(xué)生已具備高分子化學(xué)及物理、纖維化學(xué)及物理、染整助劑化學(xué)、染料化學(xué)等專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,為本校輕化工程專業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的專業(yè)主干課,分為染整工藝原理I(紡織品前處理及后整理,48學(xué)時(shí))和染整工藝原理II(紡織品染色及印花,64學(xué)時(shí))兩門課程。通過(guò)介紹紡織品前處理、染色、印花、后整理加工的基本原理、工藝過(guò)程、應(yīng)用參數(shù)及效果評(píng)價(jià)等基本知識(shí),使學(xué)生掌握紡織品染整加工及效果評(píng)價(jià)方法,培養(yǎng)學(xué)生分析及解決問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)多年來(lái)課程教學(xué)實(shí)踐、學(xué)生反饋、專家評(píng)價(jià)進(jìn)行梳理、分析,目前該課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式存在主要問(wèn)題如下：授課內(nèi)容中加工對(duì)象單一,與實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)品類型脫節(jié);課程知識(shí)點(diǎn)繁多且實(shí)際應(yīng)用變化較多,對(duì)教與學(xué)的要求較高;課程多年來(lái)均以教師課堂教授為主,學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)過(guò)程中,更多的是片面學(xué)習(xí)概念、原理和工藝等知識(shí)碎片,難以理解染整加工中的各種動(dòng)態(tài)過(guò)程和質(zhì)量控制方法,缺乏知識(shí)體系的建立和結(jié)合已學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題加以分析的能力。因此研究以學(xué)生為中心的新型教學(xué)模式,并將其應(yīng)用在染整工藝原理課程教學(xué)中顯得尤為重要。

2 染整工藝原理課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)踐

總體上,將染整工藝原理課程分為紡織品前處理、染色、印花及后整理等四個(gè)知識(shí)模塊,以重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容為導(dǎo)向,以本校已有精品資源共享課、在線開(kāi)放課程等視頻資源為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,其教學(xué)模式建設(shè)步驟見(jiàn)圖1。

圖1 染整工藝原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式建設(shè)

下面以染色知識(shí)模塊中“紡織品染色方法”學(xué)習(xí)主題為例,依據(jù)教學(xué)目標(biāo)及要求,將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)分為課外學(xué)習(xí)和課內(nèi)學(xué)習(xí)兩部分,具體授課學(xué)時(shí)安排為課外學(xué)時(shí)5學(xué)時(shí)、課內(nèi)學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí),其翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐主要包括如下五個(gè)方面。

2.1 教學(xué)資源設(shè)計(jì)及建設(shè)

教學(xué)資源常見(jiàn)的形式有文字、圖片、視頻、音頻及動(dòng)畫(huà)等,而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式要求學(xué)生在課前閱讀資料、觀看教學(xué)視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí),因此以圖片、視頻及音頻為主要資源[3-4],教師按照知識(shí)內(nèi)容對(duì)已在課程教學(xué)中使用的PPT課件進(jìn)行更新和完善。即基于已建設(shè)完成的視頻資源如課程現(xiàn)有精品資源共享課、在線開(kāi)放課程等視頻,對(duì)與課程內(nèi)容相關(guān)的視頻進(jìn)行剪輯,設(shè)計(jì)與課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室演示實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行視頻錄制,共同構(gòu)成教學(xué)視頻,如圖2所示。以重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)為中心,從課程知識(shí)體系中抽提出與其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)建立知識(shí)點(diǎn)框架導(dǎo)圖(見(jiàn)圖3),以便學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)更好地建立完整、系統(tǒng)的知識(shí)體系;針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行拓展性問(wèn)題設(shè)計(jì),如不同染色方法加工對(duì)象及發(fā)展趨勢(shì)、不同染色方法加工產(chǎn)品質(zhì)量控制方法等,結(jié)合知識(shí)點(diǎn)框架圖,建立覆蓋框架圖中所有知識(shí)內(nèi)容的測(cè)試題庫(kù);教師將各種學(xué)習(xí)資源上傳到學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái),如本校現(xiàn)有的泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等,供學(xué)生線上進(jìn)行課外自主學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)自主安排學(xué)習(xí)進(jìn)度、反復(fù)觀看學(xué)習(xí)資料,可有效利用課前碎片化的時(shí)間理解掌握知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容,提高學(xué)習(xí)效率。

圖2 紡織品染色方法的教學(xué)視頻資源

圖3 紡織品染色方法的課外知識(shí)點(diǎn)框架導(dǎo)圖

2.2 自主學(xué)習(xí)信息反饋機(jī)制建設(shè)

基于學(xué)?，F(xiàn)有泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),結(jié)合在線交流工具如微信、QQ,在線測(cè)評(píng)工具及文件共享工具等軟件,將預(yù)測(cè)性、形成性及診斷性評(píng)價(jià)相結(jié)合,建立學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程識(shí)別和跟蹤機(jī)制,對(duì)學(xué)生自學(xué)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督與指導(dǎo),形成自我評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)方式相結(jié)合的評(píng)價(jià)體系。及時(shí)診斷問(wèn)題并提供反饋和指導(dǎo)信息,使學(xué)生通過(guò)獲取反饋信息改進(jìn)學(xué)習(xí)策略,輔助完成自主學(xué)習(xí),最終提高學(xué)習(xí)成績(jī);提取學(xué)生自學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題,教師可及時(shí)了解學(xué)生需求并調(diào)整改進(jìn)教學(xué),為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù)[5-6]。

2.3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程建設(shè)

學(xué)生在課前已通過(guò)自主學(xué)習(xí)理解了教學(xué)項(xiàng)目中涉及的知識(shí)點(diǎn),帶著自學(xué)過(guò)程中遇到的難題進(jìn)入翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)階段。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中按照學(xué)生自學(xué)學(xué)習(xí)情況將學(xué)生分成6組,每組5人,根據(jù)企業(yè)具體染整加工流程和案例構(gòu)建真實(shí)染整加工環(huán)境的課堂情景;每組一個(gè)實(shí)例項(xiàng)目,如某印染廠采用活性染料浸-軋-烘-蒸法對(duì)棉燈芯絨織物進(jìn)行染色,染色后燈芯絨織物出現(xiàn)露底現(xiàn)象,分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及解決問(wèn)題的方法;某印染廠采用還原染料懸浮體軋染對(duì)棉織物進(jìn)行染色,染色后織物出現(xiàn)黃色落色現(xiàn)象,分析原因并找到解決辦法等。采用角色扮演法的學(xué)習(xí)方法,讓學(xué)生扮演染色加工時(shí)擋車、打樣、品控、跟單等角色,圍繞案例進(jìn)行討論,與老師、同學(xué)共同解決疑難問(wèn)題并將所學(xué)知識(shí)內(nèi)化,以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、探索精神[7-8]。對(duì)實(shí)例項(xiàng)目學(xué)習(xí)中學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題歸納總結(jié),根據(jù)學(xué)生討論中的興趣點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外深入探討和學(xué)習(xí),翻轉(zhuǎn)課堂課內(nèi)教學(xué)安排見(jiàn)表1。

表1 翻轉(zhuǎn)課堂課內(nèi)教學(xué)安排

2.4 課程考核體系建設(shè)

以學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)特征分析為基礎(chǔ),形成性評(píng)價(jià)為主結(jié)合過(guò)程性評(píng)價(jià),定量和定性相結(jié)合,建立翻轉(zhuǎn)課堂考核體系。在過(guò)程性評(píng)價(jià)中設(shè)計(jì)測(cè)驗(yàn)、課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)量表、調(diào)查問(wèn)卷等形式進(jìn)行學(xué)生自評(píng)、組內(nèi)互評(píng)及教師評(píng)價(jià),通過(guò)持續(xù)性地記錄教學(xué)行為,加強(qiáng)師生間的協(xié)作互動(dòng)和情感交流。在綜合性評(píng)價(jià)中設(shè)計(jì)測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、調(diào)查問(wèn)卷及個(gè)人成績(jī)反饋報(bào)表等形式,對(duì)學(xué)生、教師的教與學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià),檢驗(yàn)師生的發(fā)展水平[9-10]。在最終課程考試中將該知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)為綜合能力測(cè)試題目,對(duì)兩種不同授課方式的班級(jí)學(xué)生答題情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,發(fā)現(xiàn)在最終課程考試中針對(duì)紡織品染色方法這一學(xué)習(xí)主題,采用翻轉(zhuǎn)課堂授課模式的班級(jí)平均得分為42.3分,傳統(tǒng)授課模式的班級(jí)平均得分為38.7分,說(shuō)明翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)水平。

2.5 用SWOT分析促進(jìn)教學(xué)模式完善

采用SWOT分析法,通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷對(duì)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)踐的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)及面臨的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)進(jìn)行分析,探究影響翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施的關(guān)鍵因素,對(duì)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式全面開(kāi)展提供依據(jù)[11-12]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的SWOT分析結(jié)果如表2所示。

表2 染整工藝原理翻轉(zhuǎn)課堂的SWOT分析

3 結(jié)語(yǔ)

染整工藝原理課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式必須結(jié)合學(xué)校所在地域行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及要求進(jìn)行調(diào)整,根據(jù)教師和學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。針對(duì)紡織印染加工產(chǎn)業(yè)對(duì)新工科建設(shè)提出的新理念、新途徑等要求,只有積極構(gòu)建教學(xué)資源、自主學(xué)習(xí)信息反饋機(jī)制、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程及課程考核體系等具體內(nèi)容,才能形成適合染整工藝原理課程的更有效教學(xué)模式,才能進(jìn)一步推動(dòng)輕化工程課程體系其他課程教學(xué)模式改革,為輕化工程專業(yè)培養(yǎng)可以應(yīng)對(duì)多變化、多元化、創(chuàng)新型的卓越工程人才提供支撐。