新形勢下紡織工程專業(yè)教學(xué)改革與實踐 *

馮建永，黃志超

(浙江理工大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院(國際絲綢學(xué)院)，浙江 杭州 310018)

紡織工程是一門應(yīng)用性、工程性和實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，傳統(tǒng)的紡織工程教育存在注重灌輸式理論教學(xué)、單一化課程評價模式、教學(xué)手段落后、信息化程度低、教育技術(shù)落后等問題，難以滿足信息化時代的要求[1]。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的到來，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、新材料、新能源等新科技的應(yīng)用以及新商業(yè)模式的快速崛起，國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“互聯(lián)網(wǎng)+”以及“一帶一路”建設(shè)的實施，創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享新發(fā)展理念的落實，知識更新和新知識產(chǎn)生的速度不斷加快，這些發(fā)展和變化對現(xiàn)代工程技術(shù)人才的知識、技能、素質(zhì)和視野提出了新要求[2]。在此背景下，傳統(tǒng)紡織工程專業(yè)教育面臨新的挑戰(zhàn)，為此筆者提出了多元化啟發(fā)、研討式互動、全方位實踐、多樣化結(jié)合、過程性評價的教學(xué)改革措施，探索新形勢下紡織工程專業(yè)教學(xué)改革策略，以提升學(xué)生的工程實踐、創(chuàng)新創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)、語言表達(dá)、團(tuán)隊合作、獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的綜合能力。

一、 多元化啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生深入思考

筆者在紡織工程專業(yè)教學(xué)時，要求學(xué)生自主查閱相關(guān)資料，或者結(jié)合自己的實際經(jīng)歷，或者根據(jù)看過的影視作品中的服裝及道具，運用所學(xué)紡織專業(yè)知識進(jìn)行主題發(fā)言。學(xué)生提出的發(fā)言主題有膠囊式成衣、無供能機(jī)械手臂、3D打印血管/面料、室內(nèi)小太陽織物、可調(diào)節(jié)枕頭、超級紡織機(jī)器人、大塊洄游定向魚道、流浪地球維生服、籃球護(hù)膝、游艇夾層織物、感受偶像心跳服裝、量子隱形衣、火星著陸防撞擊服裝等。比如，有學(xué)生看過《流浪地球》電影后提出可以設(shè)計一款流浪地球維生服；有學(xué)生特別喜歡某個歌星，覺得可以設(shè)計一款能夠?qū)崟r感受偶像心跳的服裝，穿著該服裝去看演唱會，會有一種特殊感受；有學(xué)生覺得枕頭的高度不太合適，睡覺或者躺著看書時讓人感覺不適，提出設(shè)計一款可自動調(diào)控高度的枕頭；有學(xué)生喜歡量子物理，提出了量子隱形衣的想法。同時，在課程教學(xué)過程中適當(dāng)引入思政內(nèi)容，結(jié)合“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”APP中的科技板塊，讓學(xué)生熟悉相關(guān)科技發(fā)展歷程及前沿技術(shù)。此外，建議學(xué)生觀看紀(jì)錄片《絲綢之路》及CCTV《發(fā)現(xiàn)之旅》欄目的《纖維改變生活》等紡織類科普節(jié)目，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀及價值觀，提高學(xué)生的政治素養(yǎng)及品德修養(yǎng)。

二、 研討式互動提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

1. 案例教學(xué)

改變傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式，在教學(xué)過程中適時引入案例，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。針對主題或者案例，教學(xué)內(nèi)容不局限于課本，將一些新的高科技紡織品作為案例或者研討主題引入課堂，如可穿戴技術(shù)、3D打印技術(shù)、紡織智能制造技術(shù)等，引發(fā)學(xué)生積極思考，結(jié)合當(dāng)代大學(xué)生的個性及心理需求，不斷提升其對紡織專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。

例如，將港珠澳大橋作為高科技紡織品的應(yīng)用案例。港珠澳大橋建設(shè)中使用了一種高性能纖維，即超高分子量聚乙烯纖維。該纖維用于制作大橋的吊繩，教師將單根纖維承重(35千克)、吊繩中纖維數(shù)量(14萬根)、輕質(zhì)高強(qiáng)特性(重量僅為鋼繩的1/7)、吊裝重量(6 000噸)及使用壽命(120～150年)等相關(guān)知識點如抽絲剝繭般層層引入，再逐步過渡到課程教學(xué)內(nèi)容，極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過這種案例分析，讓學(xué)生知道紡織品不只是紗線、面料，其應(yīng)用領(lǐng)域無限廣闊，上可升天(航空航天用紡織品)，下可入地(土木建筑用紡織品)。

針對2020年初暴發(fā)的新冠肺炎疫情，引入有關(guān)個人防護(hù)紡織品的案例，介紹N95口罩(材料體系、不同類別、制備方法、性能要求、評價標(biāo)準(zhǔn)、保存與清洗)相關(guān)內(nèi)容，舉例說明口罩的核心過濾層熔噴非織造布工藝及SMS口罩加工過程，加深學(xué)生對防護(hù)紡織品專業(yè)知識的理解。同時，還拓展到防護(hù)服(性能指標(biāo)、不同分類、所用材料、測試標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用場合)以及抗菌、過濾、防病毒、防粉塵顆粒等健康紡織品知識，提高學(xué)生對接觸傳染、飛沫傳染、氣溶膠傳染病毒及細(xì)菌的防護(hù)意識。

2. 研討式教學(xué)

教師預(yù)先設(shè)計研討主題，采取學(xué)生獨立思考(5～7 min，自由選題，查閱相關(guān)材料，可以手機(jī)搜索)→自由分組(2～3 min)→小組討論(5～7 min)→小組成員陳述(5～10 min，隨機(jī)抽查、自由陳述)→教師總結(jié)(4～5 min，小組發(fā)言結(jié)束或者全部研討結(jié)束后進(jìn)行補充)的方式開展研討式教學(xué)。通過學(xué)生間的多邊交流、互相討論而尋求真知的教學(xué)方法，再輔以教師的積極引導(dǎo)和及時總結(jié)，教學(xué)效果明顯提升。

采用研討互動式教學(xué)方式能夠豐富教學(xué)內(nèi)容，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的參與度。通過獨立思考—小組討論—師生互評的教學(xué)過程，既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，又解決了學(xué)生上課玩手機(jī)的問題，使學(xué)生加深對課程內(nèi)容的理解。學(xué)生在獨立思考過程中，根據(jù)自己所學(xué)專業(yè)知識并查閱相關(guān)資料，自主探索一些開放性的研討主題，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。小組討論環(huán)節(jié)既豐富了學(xué)生的知識，也增強(qiáng)了學(xué)生的語言表達(dá)能力。

三、 全方位實踐教學(xué)提升學(xué)生工程實踐能力

現(xiàn)有紡織工程專業(yè)的實踐教學(xué)包括校內(nèi)和校外兩部分，但以校內(nèi)實踐教學(xué)為主。校內(nèi)的一些設(shè)備比較陳舊，實踐性環(huán)節(jié)單一，與紡織產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合較弱，缺少與新興學(xué)科深度融合的企業(yè)實踐。筆者在實踐教學(xué)方面主要進(jìn)行了以下改革。

(1) 增加實踐教學(xué)比例，先在校內(nèi)進(jìn)行課程實踐，了解基本的操作、原理及過程，再到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行社會實踐，了解最新的紡織行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)。在選擇校外企業(yè)時，積極尋求與紡織學(xué)科深度交叉融合的企業(yè)，尤其是紡織與生物、醫(yī)學(xué)、高分子材料、信息、能源、電子、人工智能、大數(shù)據(jù)、智能制造等企業(yè)，增強(qiáng)學(xué)生對新興工程學(xué)科發(fā)展的了解，也符合“新工科”的培養(yǎng)要求。當(dāng)前，隨著美國及歐洲國家提出的革命性纖維與織物、未來紡織的國家級戰(zhàn)略，紡織業(yè)已與“工業(yè)4.0”進(jìn)程緊密結(jié)合在一起，是帶動產(chǎn)業(yè)升級的新動能，成為新的發(fā)展潮流?！按罄w維”“大紡織”產(chǎn)業(yè)鏈及其顛覆性影響已進(jìn)入全新時代。因此，選擇與紡織交叉融合的企業(yè)十分重要。

(2) 聘請企業(yè)工程技術(shù)人員來校指導(dǎo)實踐教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)的理解。學(xué)校和企業(yè)共同錄制實踐教學(xué)視頻，學(xué)生在參觀企業(yè)后可以通過相關(guān)線上學(xué)習(xí)APP觀看視頻，加深對實踐內(nèi)容的理解。

(3)本科生從大二開始可以參與紡織企業(yè)的實踐，一直延續(xù)到畢業(yè)設(shè)計(論文)，使得工程實踐貫穿整個紡織工程專業(yè)課程學(xué)習(xí)階段，以企業(yè)的實際需求或者技術(shù)難題作為本科生開展科研的選題來源。在筆者指導(dǎo)本科生科研項目過程中，學(xué)生直接面向企業(yè)的實際需求開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，最后將相關(guān)參數(shù)及樣品提供給企業(yè)，極大地提升了學(xué)生的專業(yè)成就感。

四、 采用線上線下結(jié)合的教學(xué)方式

借助在線學(xué)習(xí)APP或平臺，比如釘釘、雨課堂、智慧樹、超星、大學(xué)生MOOC、在浙學(xué)等進(jìn)行線上教學(xué)。如筆者使用的超星平臺，具有簽到、問卷、搶答、選人、評分及測驗等功能。對已發(fā)布任務(wù)點(統(tǒng)計每個學(xué)生的完成量及得分)、學(xué)習(xí)訪問量、章節(jié)測驗、學(xué)生管理、成績管理(需要事先設(shè)置好每個部分及成績比例，比如課程視頻35%、章節(jié)測驗10%、訪問次數(shù)5%、作業(yè)10%、考試40%，系統(tǒng)會自動統(tǒng)計每個學(xué)生的成績及排名)、教學(xué)預(yù)警(可以將視頻得分、任務(wù)點完成、作業(yè)完成率較低的學(xué)生統(tǒng)計出來，及時進(jìn)行提醒)、課堂(在線課堂、直播)進(jìn)行教學(xué)活動。同時，利用課程QQ群及微信群輔助教學(xué)。筆者在2019年錄制了約500 分鐘(2學(xué)分)課程視頻，在超星平臺上傳章節(jié)資料后，學(xué)生可以在手機(jī)APP或電腦端觀看相關(guān)視頻。采用線上教學(xué)，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，提醒重難點和答疑。通過多樣化教學(xué)方式可以使整個教學(xué)內(nèi)容更加豐富，顯著提高學(xué)習(xí)效果。

五、 注重過程性評價，加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)

對于課程的考核，突破平時成績(包括作業(yè)、上課出勤率、課堂表現(xiàn)等)+期末成績(試卷考試、課程論文或報告)的傳統(tǒng)方式，探索多樣化評價方式。比如小組作業(yè)、PPT匯報、專題研討、教學(xué)值日、主題發(fā)言及工程實踐，尤其注重對小組作業(yè)或團(tuán)隊作業(yè)的考核。對于團(tuán)隊合作項目，在給出小組成績的同時，小組內(nèi)各個成員的成績也采用差異化評價方式。通過小組成員互評、班級成員點評及教師總評的方式，綜合給出每名學(xué)生的成績。這種多樣化評價方式注重過程性考核，側(cè)重整個學(xué)習(xí)過程中學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

六、 結(jié)語

在“新工科”背景下，受大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)以及“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略的影響，要求高校的人才培養(yǎng)更加注重工程實踐能力、學(xué)科交叉與深度融合能力以及創(chuàng)新創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)能力。在“雙一流”建設(shè)背景下，我國高等教育要建設(shè)一流本科、做強(qiáng)一流專業(yè)、培養(yǎng)一流人才。針對紡織工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，本文提出了多元化啟發(fā)、研討式互動、全方位實踐教學(xué)、多樣化結(jié)合、過程性評價改革措施，并進(jìn)行探索及實踐，期望促進(jìn)紡織工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，不斷提升學(xué)生的工程實踐、創(chuàng)新創(chuàng)造創(chuàng)業(yè)、團(tuán)隊合作、語言表達(dá)、獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的綜合能力，提升我國紡織工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量及核心競爭力。