“紡織材料學(xué)”課程案例教學(xué)法探索
——以“織物的舒適性”章節(jié)為例

唐曉寧，李建強，蔡光明

(武漢紡織大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430200)

“紡織材料學(xué)”是紡織類專業(yè)的主干課程，是該專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課。針對我校(武漢紡織大學(xué))“紡織材料學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題，以“織物的舒適性”章節(jié)為例，探索案例教學(xué)法在紡織專業(yè)課程中的應(yīng)用，取得了良好的教學(xué)效果。

一、“紡織材料學(xué)”課程概況及教學(xué)中存在的問題

作為紡織類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，“紡織材料學(xué)”課程的主要內(nèi)容包括纖維、紗線、織物及其復(fù)合物三個方面。課程主要介紹纖維、紗線、織物及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與性能特征，加工及使用對紡織材料的形(形態(tài)、尺度、結(jié)構(gòu)和表面)、性(性質(zhì)和功能)的影響，以及形、性的測量與評價方法[1]。通過對“紡織材料學(xué)”及配套的“紡織材料實驗”課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)生后續(xù)紡紗、針織、機織及非織造等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)夯實基礎(chǔ)[2-3]。

結(jié)合課程內(nèi)容及學(xué)生實際情況，我?！凹徔棽牧蠈W(xué)”課程理論教學(xué)安排了72學(xué)時，核算為4.5學(xué)分，教材采用東華大學(xué)于偉東教授主編的《紡織材料學(xué)》(第2版)[1]。根據(jù)培養(yǎng)計劃要求，我們對教學(xué)章節(jié)進行重新組織，以保證利用有限的課時達(dá)到最好的教學(xué)效果。緒論、纖維、紗線及織物部分對應(yīng)的教材章節(jié)與課時安排如表1所示。

表1 “紡織材料學(xué)”課程教學(xué)安排

由表1可知，纖維部分的內(nèi)容及學(xué)時較多，其是“紡織材料學(xué)”課程的重點，纖維知識是學(xué)習(xí)紗線及織物知識的基礎(chǔ)，織物部分的學(xué)習(xí)是對纖維和紗線知識的升華。根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗，“紡織材料學(xué)”課程織物部分的教學(xué)主要存在以下問題。

1.課程內(nèi)容繁雜，概念性知識過多

織物部分的內(nèi)容主要包括織物分類，織物結(jié)構(gòu)，織物基本組織，織物力學(xué)性能，織物耐久性、保形性與色牢度，織物舒適性，織物風(fēng)格，織物安全防護性以及織物使用保養(yǎng)等。所涉及的領(lǐng)域既廣又雜，紡織專業(yè)課程的初學(xué)者往往感到難以入手。

2.臨近期末考試，學(xué)生心態(tài)易浮躁

織物部分的教學(xué)主要集中在期末考試前的一個月內(nèi)完成，此時學(xué)生一方面要學(xué)習(xí)新知識，另一方面要進行期末復(fù)習(xí)?？椢锊糠值膬?nèi)容較多而學(xué)時較少，教學(xué)過程中難以展開詳細(xì)講解，因而學(xué)生易放松對織物知識的學(xué)習(xí)。

為此，筆者嘗試將案例教學(xué)法運用到織物部分的教學(xué)中。通過引入與課程內(nèi)容相關(guān)的典型案例，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)織物知識的同時，兼顧纖維和紗線知識的溫習(xí)，加深對“紡織材料學(xué)”課程的理解。

二、案例教學(xué)法的發(fā)展與應(yīng)用

案例教學(xué)法最早可以追溯至2 000多年前蘇格拉底的“問答法”教學(xué)形式，即圍繞特定問題，根據(jù)學(xué)生已有的知識，師生間平等地交流討論，激發(fā)學(xué)生思考、分析及解決問題的主動性，引導(dǎo)學(xué)生得出問題的結(jié)論?，F(xiàn)代意義上的案例教學(xué)法則是由哈佛大學(xué)法學(xué)院郎德爾院長于1870年提出，并率先引入法律課程的教學(xué)[4]。經(jīng)過100多年的發(fā)展，案例教學(xué)法逐漸推廣到管理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、教育學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)等眾多學(xué)科。我國教育界在20世紀(jì)80年代開始引進并積極探索案例教學(xué)法的應(yīng)用[5]。

關(guān)于案例教學(xué)法中案例的概念與定義，學(xué)術(shù)界尚未達(dá)成共識。著名教育專家鄭金洲的表述頗具代表性，即一個案例就是一個實際情景的描述，在這個情境中，包括有一個或多個疑難問題，同時也可能包含有解決這些問題的方法[6]。案例教學(xué)法可以理解為通過具體情境的描述，引導(dǎo)學(xué)生進行討論分析，培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力。相比于傳統(tǒng)的講授法，案例教學(xué)法具有如下優(yōu)勢：使理論知識由“虛”變“實”，使學(xué)習(xí)內(nèi)容由“死”變“活”，使學(xué)生地位由“客”變“主”[7]。案例教學(xué)法的本質(zhì)是教學(xué)相長的互動式教學(xué)，其綜合性較強，便于理論基礎(chǔ)與實踐經(jīng)驗的結(jié)合，有助于啟迪學(xué)生的獨立思維，尤其適用于應(yīng)用性較強的學(xué)科專業(yè)。

2017年我國提出的“新工科”建設(shè)著力推進高校在工程教育領(lǐng)域的改革創(chuàng)新[8]。作為傳統(tǒng)工科專業(yè)，紡織類專業(yè)是涉及領(lǐng)域范圍極廣的綜合性學(xué)科，與物理、化學(xué)、材料、機械等學(xué)科密切相關(guān)?！凹徔棽牧蠈W(xué)”是紡織類專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)課，既是對前期基礎(chǔ)課程的提升，又是對后續(xù)紡紗、針織、機織及非織造等專業(yè)課程的鋪墊，具有承前啟后的作用。為滿足“新工科”建設(shè)的要求，提升學(xué)生的綜合能力，我們有必要探索案例教學(xué)法在“紡織材料學(xué)”課程中的推廣應(yīng)用。

三、案例教學(xué)法的實例及實施建議

1.案例的設(shè)計與實施

案例教學(xué)法的順利實施要求有課程大綱、契合教學(xué)內(nèi)容的案例、與內(nèi)容相關(guān)的輔助資料、課堂分組討論以及課后作業(yè)與反饋等，其中教學(xué)案例的設(shè)計是核心環(huán)節(jié)[9]。結(jié)合“紡織材料學(xué)”課程的特點，案例的設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：(1)真實性。為使學(xué)生切實感受到課程的實用性，盡量采用日常工作和生活中的素材。(2)根本性。案例設(shè)計需要體現(xiàn)基本知識點，不應(yīng)盲目追逐熱點。(3)趣味性。為調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，案例的設(shè)計需要具備一定的趣味性。

案例的設(shè)計可以分為四步：(1)分析教材，明確重點知識及難點問題；(2)確定主題，并涵蓋所講授章節(jié)的重要知識點；(3)收集資料，調(diào)研學(xué)生前期的知識儲備；(4)分析篩選素材資料，撰寫案例并修改。

案例教學(xué)的實施需要教師和學(xué)生的協(xié)作配合，包括課前準(zhǔn)備、課堂實施和課后總結(jié)等環(huán)節(jié)。針對“紡織材料學(xué)”課程的特點，筆者制定了案例教學(xué)實施的具體流程，如圖1所示。

圖1 案例教學(xué)實施流程

由圖1可知，課前準(zhǔn)備與課后總結(jié)必不可少，課堂實施是案例教學(xué)的中心環(huán)節(jié)。實施時，以案例的呈現(xiàn)作為切入點，引導(dǎo)學(xué)生對情境中的課程內(nèi)容進行討論分析，通過生生互動及師生互動達(dá)到教學(xué)目的，最后對重要知識點進行歸納總結(jié)。相比于傳統(tǒng)的講授法，案例教學(xué)法有助于強化學(xué)生的主體地位，增加課堂的參與度。

2.“織物的舒適性”章節(jié)案例教學(xué)

“織物的舒適性”是于偉東教授主編的《紡織材料學(xué)》(第2版)第十九章的內(nèi)容。其中，織物的透通性和熱濕舒適性是要求學(xué)生重點掌握的知識點，而對刺癢作用、靜電與濕冷刺激等知識點要求學(xué)生了解即可。章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)及教學(xué)目標(biāo)如圖2所示。

圖2 “織物的舒適性”章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)及教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)案例的設(shè)計以醫(yī)用防護服的舒適性為主題。案例詳情如下：隨著突發(fā)公共衛(wèi)生事件(2003年非典型肺炎，2009年甲型H1N1流行性感冒，2012年中東呼吸綜合征，2014年埃博拉病毒，2014年野生型脊髓灰質(zhì)炎，2016年寨卡病毒，2020年新型冠狀病毒肺炎)的不斷出現(xiàn)，人們逐漸認(rèn)識到醫(yī)用防護服的重要性。過去設(shè)計生產(chǎn)醫(yī)用防護服時著重于加強其防護功能。近年來，隨著醫(yī)用防護服的廣泛應(yīng)用，醫(yī)護人員及防疫工作者對防護服舒適性的要求逐漸提高。作為重要的抗疫戰(zhàn)略物資，防護服舒適性的提高可以顯著減輕醫(yī)護人員及防疫工作者的勞動強度?；诖耍瑢W(xué)生提出問題：假如你是防護服企業(yè)的技術(shù)人員，準(zhǔn)備為抗疫工作貢獻自己的一份力量，從紡織材料學(xué)的角度如何改善舒適性？

這個案例至少包括三個方面的內(nèi)容：舒適性的內(nèi)涵，舒適性的評價，舒適性的影響因素。此外，將疫情防控融入案例教學(xué)，有助于深化推進課程思政建設(shè)。在案例教學(xué)實施過程中，教師要對學(xué)生交流討論時提出的各種解決方案進行歸納總結(jié)。首先，要明確舒適性的內(nèi)涵，舒適性包括透氣性、透濕汽性、透水性以及熱濕舒適性等概念；其次，要理解舒適性的評價方式，客觀準(zhǔn)確的測試方法是改善舒適性的基礎(chǔ)；最后，根據(jù)影響因素從材料設(shè)計和工藝創(chuàng)新的角度討論改善舒適性的方法。案例不僅覆蓋了“織物的舒適性”章節(jié)要求重點掌握的內(nèi)容，而且與纖維吸濕性、異形纖維、纖維導(dǎo)熱、紗線結(jié)構(gòu)以及織物組織等知識點相關(guān)?；趯W(xué)習(xí)產(chǎn)出教育模式(outcomes-based education，OBE)，案例的設(shè)計以實際工程問題為切入點，引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握紡織材料學(xué)的基本概念與原理。同時，結(jié)合相關(guān)學(xué)科的知識解決紡織領(lǐng)域的問題，以可衡量的學(xué)習(xí)成果作為課程培養(yǎng)目標(biāo)，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為本”的OBE理念[10]。根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗，學(xué)生容易忽視前兩個方面，僅從舒適性的影響因素來解答。實施效果表明，案例教學(xué)法能夠?qū)⒅v授理論知識、解決復(fù)雜工程問題及課程思政教育有機融合，實現(xiàn)高素質(zhì)人才“知識、能力、品格”三位一體協(xié)調(diào)發(fā)展[11]。對于透光性、表面刺癢以及靜電與濕冷刺激等一般性內(nèi)容，在歸納總結(jié)重點難點后，作簡短介紹即可。

3.實施建議

針對案例教學(xué)法在“紡織材料學(xué)”課程中實施情況，筆者提出如下建議：

(1)教師要注重自身的知識更新。為更好地發(fā)揮引導(dǎo)作用，教師應(yīng)知識廣博，不僅熟悉本專業(yè)的內(nèi)容，而且還要了解相關(guān)學(xué)科的知識。同時，教師應(yīng)具備較強的邏輯思維能力，能夠?qū)W(xué)生提出的不同觀點進行評述總結(jié)，并給予相應(yīng)的解答。

(2)把握學(xué)生特點，增進師生交流。案例教學(xué)法讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程由被動接收變?yōu)橹鲃蛹橙?，教師是案例設(shè)計與實施的主導(dǎo)者，案例教學(xué)法的順利進行需要以充分調(diào)動學(xué)生的積極性為前提，在實施過程中要充分了解學(xué)生的知識儲備，不斷增進師生間的交流溝通。

(3)注意案例與舉例的區(qū)別。傳統(tǒng)講授法中的舉例往往對應(yīng)的是單個知識點，是為了讓學(xué)生易于理解所學(xué)內(nèi)容。案例教學(xué)法中的案例則是知識體系，不僅涵蓋所學(xué)章節(jié)的內(nèi)容，而且涉及前后章節(jié)的知識。通過引導(dǎo)學(xué)生對案例進行分析、交流和討論，全面提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

四、結(jié)語

在“新工科”建設(shè)背景下，對工程技術(shù)人才能力素質(zhì)的要求不斷提高。案例教學(xué)法有助于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強理論知識與生產(chǎn)實踐的有效結(jié)合。案例教學(xué)法的實施可以彌補傳統(tǒng)講授法過于單調(diào)乏味的局限性，通過課堂討論交流，啟迪學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生能力，提升學(xué)生素養(yǎng)。在“紡織材料學(xué)”課程的織物部分采用案例教學(xué)法，不僅可以在學(xué)時有限的條件下提高教學(xué)質(zhì)量，而且有助于學(xué)生復(fù)習(xí)纖維及紗線章節(jié)的內(nèi)容，達(dá)到融會貫通的效果。