“雙一流”建設(shè)背景下“染整工藝學(二)”教學改革初探

李曉燕,魏玉娟,吳軍玲,張 維

(河北科技大學 紡織服裝學院,河北 石家莊 050018)

當前國家提出“雙一流”學科建設(shè),首先是要基于人才培養(yǎng)建設(shè)“雙一流”教學課程[1]。輕化工程學科實踐性較強,染整工藝學(二)是輕化工程專業(yè)的學位課程,是在學生學習纖維化學與物理、染整工藝學(一)的基礎(chǔ)上,進一步學習各種染料的染色機理、染色工藝控制機制及印花過程、印花工序調(diào)控機制。該課程需要結(jié)合傳統(tǒng)理論,對當代染色及印花新型工藝進行創(chuàng)新設(shè)計及過程控制,在輕化工程專業(yè)課程設(shè)置中占有舉足重輕的位置[2-3]。隨著當前“雙一流”課程改革的要求,染整工藝學(二)課程經(jīng)歷了長期課程教學實踐與改革,以適應(yīng)當代染整行業(yè)的新需求。以該課程教學改革為例,基于該課程出現(xiàn)的一些問題和學情分析,優(yōu)化課程內(nèi)容和教學方法,并且突出教學實踐,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學資源,完善教學知識體系,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力。

1 染整工藝學(二)課程學情分析

染整工藝學(二)是大四上學期學生必修課程,課程內(nèi)容較為完整。其基本內(nèi)容是將染料的化學基礎(chǔ)知識、染色基本理論與染色工藝及印花工藝相融合,重點闡述各類纖維紡織品染色和印花的工藝原理、工序設(shè)計及過程控制。大四學生在修這門課之前已經(jīng)具備相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ),包括各種纖維的物理與化學性質(zhì)、紗線及織物的前處理(退漿、煮煉、漂白等)、織物后整理相關(guān)內(nèi)容。該課程建設(shè)目標是讓學生掌握各種染料的染色機理及染色工藝控制機制。但先前的教案及上課重點集中在各種染料的現(xiàn)成染色工藝,包括使用的染色助劑、溫度、浴比及染色曲線控制,傳授知識趨于表面化,無法體現(xiàn)教學的先進性和科學性。隨著印染行業(yè)對于低鹽、低助劑、少水工藝的要求越來越苛刻,對于小批量、多品種、多功能、高智能綠色紡織品的需求越來越高,且印染企業(yè)所使用的染整設(shè)備和助劑日新月異,紡織品(纖維、紗線或織物)對應(yīng)的染整工藝早已發(fā)生變化,因此對本專業(yè)學生的基礎(chǔ)知識、實踐能力及變通創(chuàng)新能力要求越來越高。對于學生來說,學生畢業(yè)走向大致可以分為兩種:一是參加工作成為應(yīng)用型人才,此時學生的需求是要基于課本染料工藝及理論,結(jié)合自身實踐,提高動手能力;二是考研需求,此時學生需要具備扎實的理論基礎(chǔ),結(jié)合創(chuàng)新思維,提高科研能力。因此,課程建設(shè)目標需要著重強調(diào)三點:(1)扎實的染色理論基礎(chǔ);(2)較活躍的創(chuàng)新思維;(3)較強的實踐能力。

2 染整工藝學(二)課程改革探索

2.1 設(shè)計課程內(nèi)容,完善課程知識體系

結(jié)合染整工藝學(二)課程建設(shè)目標,基于培養(yǎng)學生扎實的染色理論基礎(chǔ),增加了染色基礎(chǔ)理論部分的學時;基于培養(yǎng)學生較強的實踐能力,同步配套了相應(yīng)的染整工藝學(二)實驗課程;基于培養(yǎng)學生較活躍的創(chuàng)新思維,將最新科研成果融入課堂教學,并在課后設(shè)置開放性作業(yè),讓學生查閱文獻,進行創(chuàng)新探索。將“授之以魚,不如授之以漁”的教學理念付諸實施,經(jīng)過改革后該課程共72學時,其中包括染整概況緒論(2學時),染色過程及在溶液中的性質(zhì)(6學時),染色熱力學基礎(chǔ)(8學時),染色動力學基礎(chǔ)(4學時),直接染料染色性能、上染纖維素纖維基礎(chǔ)理論及染色、固色工藝(4學時),活性染料結(jié)構(gòu)、染色性能、基礎(chǔ)理論及固色分析(6學時),還原染料及硫化染料染色過程和染色原理及工藝分析(6學時),酸性染料染色種類、上染蛋白質(zhì)纖維原理及染色工藝(4學時),分散染料溶液特性、染色原理及染色方法(4學時),滌棉混紡織物的染色(2學時),陽離子染料上染腈綸纖維基本理論及染色工藝(4學時),印花總論(4學時),印花原糊性能及各論(4學時),涂料印花組成、機理及工藝(4學時),活性染料直接印花(2學時),滌綸及滌棉混紡織物的印花方法(4學時),綜合印花總論(2學時)。相對應(yīng)的染整工藝學(二)實驗課程同步進行配套,例如學生在課堂學習完直接染料的相關(guān)內(nèi)容,就進入實驗室進行直接染料實驗課程實踐,并結(jié)合課堂理論知識分析實驗過程中各因素的影響,最后基于當前低鹽少水的工藝要求,對現(xiàn)有的工藝進行創(chuàng)新性改進探索。其實驗課程包括直接染料染色(4學時)、活性染料染色(4學時)、還原染料染色(6學時)、分散染料染色(4學時)、陽離子染料染色(4學時)、酸性染料染色(4學時)、棉織物活性染料直接印花(4學時)、滌/棉織物分散/活性染料同漿直接印花(4學時)、扎染(6學時)。其主要目的是輔助學生掌握各類染料染色的方法,以及電解質(zhì)、p H值、染色溫度對各類染料上染的影響機制;掌握活性染料和分散染料的直接印花方法、混紡織物同漿印花實驗理論和效果控制機制。此種內(nèi)容改革在一定程度上提高了學生的理論水平和實踐動手能力。

2.2 改革教學方法和教學模式,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

為提高學生的興趣點和參與度,需要在教學方法多樣化上下功夫。首先要保障高質(zhì)量和高直觀性的課件,另外在課堂教學中,采用案例式、啟發(fā)式、探索式、討論式等教學方法活躍課堂氣氛,在每一個章節(jié)結(jié)束,設(shè)置涉及學術(shù)前沿的開放主題,分組進行討論或分組進行PPT介紹。一方面通過師生互動、生生互動培養(yǎng)學生團隊協(xié)作的精神,激發(fā)學生的興趣和學習能動性,另一方面促使學生利用知網(wǎng)、百度等資源拓展知識面,從更深更寬的層面掌握課本內(nèi)容,以有利于延伸到將來的創(chuàng)新設(shè)計中。在課堂授課前,教師需認真梳理課堂教學內(nèi)容重點和難點,精心設(shè)計教學環(huán)節(jié),推薦選用BOPPPS模式,即導(dǎo)入課堂主題——學習目標——前測——參與式學習——后測(結(jié)合超星學習通預(yù)先設(shè)置好的章節(jié)測驗)——課堂小結(jié)。另外,該課程利用超星學習通實現(xiàn)線上線下混合式教學,在超星學習通平臺上預(yù)先上傳課堂資料和教學資源,以及工廠實際生產(chǎn)的視頻資源,使學生更直觀掌握各種染料的實際染色工藝流程,具體課程設(shè)置如圖1所示。在課堂教學中利用在線簽到、搖一搖選人、分組討論及課堂隨測,并自動記錄學生的綜合平時成績,提高教學效率。

圖1 課程章節(jié)設(shè)置及活動

2.3 突出教學實踐,提高學生的實踐能力

染整工藝學(二)實踐性較強,在講授理論知識的同時需要結(jié)合實踐,直觀理解教學內(nèi)容。我們基于以下三個方面提高學生的實踐能力:第一,在課程設(shè)置中同時配套染整工藝學(二)實驗課程,學生可以自己動手感受染料的染色過程及工藝參數(shù)的影響。第二,在課堂教學中將最新的科研成果轉(zhuǎn)化為教學資源,提高學生的實踐創(chuàng)新意識。如在講授分散染料上染滌綸纖維的染色方法時,提到滌綸纖維剛性較強,玻璃化溫度較高,分散染料一般需要在高溫高壓條件下染色,無疑增加了染色成本和環(huán)境承載能力。因此,最新研究將滌綸纖維改性,通過在其聚合階段引入酸性基團和柔性鏈段,在一定程度上可以提高纖維的柔性和吸濕性,降低其玻璃化溫度,使其可實現(xiàn)陽離子低溫染色,提高了其穿著舒適性的同時,降低了染色助劑使用量和染色成本。這樣的科研實例,可以讓學生更深刻掌握纖維和染料之間的結(jié)合機制,并通過染料改性或纖維改性創(chuàng)新性改變其染色方法和染色工藝,提高其工程實踐效果。第三,通過在超星學習通平臺上傳本學院實踐教學視頻及實踐基地圖片,為學生下一步的生產(chǎn)實習和實踐打下基礎(chǔ),提高其后續(xù)實踐能力。

2.4 考核評價方法多樣化改革

基于教學方法和教學模式的改革,學生課程考核評價方法也對應(yīng)進行改革。舍棄之前“重結(jié)果輕過程”的學習評價模式,將平時成績的比重增加到40%,并且平時成績主要包括課程視頻(10%)、章節(jié)測驗(25%)、章節(jié)學習次數(shù)(10%)、討論(5%)、作業(yè)(25%)及簽到(15%),通過超星學習通實現(xiàn)了線上直接評價平時成績,具體如圖2所示。結(jié)合最終的期末成績(60%)綜合評價學生的課程成績。其中平時成績中的課程視頻包括課堂導(dǎo)入視頻、實踐基地視頻及課件視頻資源,其目的是為了在預(yù)習階段激發(fā)學生的學習興趣,在課堂學習過程增加學生的直觀效果;章節(jié)測驗所占比重較大,可以有效評價學生的課堂學習效果,為提高章節(jié)測驗成績,學生需要做好預(yù)習,并參與到課堂教學過程;章節(jié)學習次數(shù)和作業(yè)是為了促使學生在課下能夠進行有效復(fù)習;討論環(huán)節(jié)是為增加學生的課堂參與度;視頻簽到基本在上課5 min內(nèi)打卡完成。超星學習通可以直接在這幾項設(shè)置中綜合給出平時成績,并且平時成績設(shè)置透明化,學生可查看其他學生的平時成績,了解差距,進行查漏補缺。這種動態(tài)監(jiān)測及動態(tài)完善的平時評估教學機制,可以大大激發(fā)學生的競爭意識和主動學習熱情。對比改革前后課程的測試成績,學生的綜合成績有了顯著的提高,通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)學生對該課程改革的滿意度也大大增加。

圖2 學生平時成績各項比重

3 結(jié)語

在國家建設(shè)“雙一流”學科的背景下,基于染整工藝學(二)課程學情分析,對該課程進行改革探索,包括對課程內(nèi)容進行設(shè)計,改革教學方法與教學模式,突出教學實踐,完善課程知識體系,提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。但本課程在國際化建設(shè)、虛擬仿真實驗教學方面仍有一些不足[4],需以學生為中心不斷摸索前進,立足實際,促進該課程雙一流建設(shè)。