基于學(xué)生綜合能力訓(xùn)練的專業(yè)實驗課程建設(shè)
——以“測配色原理”課程為例

袁久剛， 王 平， 田安麗， 殷允杰， 徐 進

(江南大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，與紡織品相關(guān)的測色和配色技術(shù)成為紡織行業(yè)現(xiàn)代化信息管理中不可缺少的技術(shù)手段，特別是在紡織染整加工和貿(mào)易中，顏色的仿制、客觀評價、遠程傳遞都依賴于這種技術(shù)[1-2]。但是，目前相關(guān)企業(yè)十分缺乏既熟練掌握色度學(xué)理論，又具有測色與配色實踐能力的專業(yè)人員。因此，紡織服裝行業(yè)對計算機測色與配色技術(shù)人員的需求非常旺盛。

一、目前“測配色原理”課程教學(xué)存在的問題

在計算機測色與配色方面，我校(江南大學(xué))輕化工程專業(yè)設(shè)置了2門課程，分別是“測配色原理”和“染色打樣實訓(xùn)”[2-4]，它們分屬于專業(yè)核心課和集中性實踐課。長期以來，由于缺乏相應(yīng)的硬件設(shè)備和軟件支持，在實踐教學(xué)中一直存在著重理論知識講解，輕實踐能力培養(yǎng)的問題，客觀上造成了學(xué)生眼高手低的現(xiàn)狀，一旦碰到生產(chǎn)實際問題，普遍存在不能系統(tǒng)分析問題，也不會熟練運用測配色軟硬件解決問題的尷尬情形。因此，如何通過實驗課和綜合訓(xùn)練有機結(jié)合來培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力，成為當前亟需解決的問題[5-6]。

二、“測配色原理”課程教學(xué)改革探索

培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力的最有效途徑是實踐教學(xué)。為此，我們從虛擬仿真實驗和任務(wù)驅(qū)動實驗兩方面入手，在教學(xué)過程中為學(xué)生重現(xiàn)測配色實際應(yīng)用場景，全面提升學(xué)生的綜合能力。

1. 更新培養(yǎng)目標

改變過去以掌握知識為主的單一能力培養(yǎng)模式。通過行業(yè)需求調(diào)研，對學(xué)生應(yīng)具備的素質(zhì)以及需掌握的知識和能力進行重新設(shè)定，把培養(yǎng)“具備紡織品測色、染色配方預(yù)測并解決相關(guān)問題的素質(zhì)”作為“測配色原理”課程最主要的教學(xué)目標。為實現(xiàn)此目標，從測色系統(tǒng)、配色系統(tǒng)、白度測量、條件等色以及顏色信息管理五個知識層面進行支撐，并設(shè)計相應(yīng)的實訓(xùn)內(nèi)容。

2. 設(shè)計綜合性實驗內(nèi)容

(1)重組顏色教學(xué)內(nèi)容，增加綜合性實訓(xùn)比例。測配色原理是解決測色和配色問題的理論基礎(chǔ)。按照理論與實踐結(jié)合的原則，對教學(xué)內(nèi)容進行重組，分為四大塊：色度學(xué)基礎(chǔ)知識、測配色基礎(chǔ)知識、測配色系統(tǒng)以及測配色綜合訓(xùn)練。課時分配為：理論教學(xué)48學(xué)時，其中色度學(xué)基礎(chǔ)知識16學(xué)時、測配色基礎(chǔ)知識20學(xué)時、測配色系統(tǒng)12學(xué)時；實訓(xùn)16學(xué)時，其中虛擬仿真實驗4學(xué)時、任務(wù)導(dǎo)向綜合實驗12學(xué)時。此外，在本課程結(jié)束后，還設(shè)置了16學(xué)時的“染色打樣實訓(xùn)”專業(yè)綜合實訓(xùn)，使學(xué)生得到進一步訓(xùn)練，保證學(xué)生有足夠的時間進行實際操作。

(2)建設(shè)虛擬仿真平臺，提升學(xué)生沉浸感。為了強化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，在課程建設(shè)期間，我們與相關(guān)公司合作，引入了測配色虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下三個主要功能：一是顏色敏感度訓(xùn)練(1學(xué)時)。通過小程序開發(fā)的顏色訓(xùn)練軟件，以游戲形式對學(xué)生進行顏色敏感度訓(xùn)練和測試，包括辨色力測定、色相和明度的敏感度訓(xùn)練以及顏色判別綜合訓(xùn)練，可通過孟賽爾100 Hue Test系統(tǒng)、顏色混合拼圖、顏色漸變圖形識別來提高學(xué)生顏色判斷的準確度。二是測色儀器虛擬仿真(1學(xué)時)。利用小程序建模進行測色儀器五大部分(光源、單色儀、積分球、光電檢測器、單色器)的基本組成拆解，讓學(xué)生通過動畫操作了解測色儀器的基本構(gòu)成和原理，以及測色時的校準、測色條件(孔徑、鏡面光澤、紫外線)選擇等過程，加強學(xué)生對測色儀器的基本組成以及相應(yīng)配件選擇的訓(xùn)練。三是測配色軟件仿真操作(2學(xué)時)。通過共享平臺模擬進行測試參數(shù)設(shè)定，模擬實際條件進行測色，實現(xiàn)色差判斷、色差分析、標準樣和批次樣輸入方法的仿真訓(xùn)練，以及配色軟件的仿真操作等基本功能。

(3)設(shè)立任務(wù)驅(qū)動實驗，提升學(xué)生綜合實踐能力。實踐表明，僅通過課程配套實驗環(huán)節(jié)無法有效提升學(xué)生分析問題和解決問題的能力。因為在實驗過程中學(xué)生僅僅按照實驗指導(dǎo)規(guī)程去操作，思考內(nèi)容較少，實驗過程僅為機械式模仿，學(xué)生不能有效融入主動學(xué)習(xí)的教學(xué)情境，教學(xué)效果一般。為此，以任務(wù)驅(qū)動的方式開展實驗教學(xué)，對實驗內(nèi)容進行重新規(guī)劃，設(shè)置了五大任務(wù)驅(qū)動實驗，實現(xiàn)對學(xué)生的綜合訓(xùn)練。

①不同織物白度的測定(2學(xué)時)。對不同工藝(上藍、增白和漂白)得到的白色織物進行白度測定，訓(xùn)練學(xué)生如何設(shè)定測色條件(有無紫外光源)，校正分光光度計/白度計，學(xué)會相關(guān)白度的測定方法，并能夠?qū)椢锏陌锥冉Y(jié)果進行分析，了解影響織物白度測定的各種因素，加深對反射率與白度間關(guān)系的理解。

②影響織物色差測定的因素(2學(xué)時)。采用測配色儀器對同一批次染料染色的纖維、紗線、機織物和絨面織物進行色差測定，讓學(xué)生了解樣品種類、濕度、光源以及視場條件對色差的影響，訓(xùn)練學(xué)生使用儀器測定顏色的熟練程度和應(yīng)對不同形態(tài)底物時的測色條件選擇準確度，提升學(xué)生制樣、測試、色差計算和分析等綜合能力。

③測定某一染料的各項性能(4學(xué)時)。讓學(xué)生自主完成酸性染料染色，并采用測配色儀器對染料的各項性能進行測試，通過K/S值測試來表征上染能力、提升力以及沾色牢度，加深學(xué)生對庫貝卡蒙克函數(shù)以及色深的理解，提高綜合運用能力。

④對設(shè)定樣品進行打樣(4學(xué)時)。給學(xué)生一塊活性染料染色織物，讓其利用測色儀器進行顏色測定，然后利用配色數(shù)據(jù)庫對其進行模擬配色訓(xùn)練，最后對仿樣進行色差評定，訓(xùn)練學(xué)生綜合運用測配色系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行紡織品顏色測色和配色的基本能力。

⑤對客戶來樣進行全面分析，自主仿樣(16學(xué)時)。學(xué)生自主選擇目標仿樣，利用測色儀器對織物顏色進行綜合分析，然后分組打單色樣，并自建三原色數(shù)據(jù)庫，對織物進行計算機配色，直至仿色滿足客戶要求，全面訓(xùn)練學(xué)生對紡織品顏色的測色、配色、打樣和確定染色工藝的實戰(zhàn)能力。

3. 改革考核方式

對于“測配色原理”課程的考核，提高實驗操作部分的比重。與以往相比，本課程新增了實驗?zāi)K，操作部分占總成績的30%。共6次實驗，根據(jù)6次成績平均值進行綜合評定。每次實驗，學(xué)生需根據(jù)實驗要求明確分工，通過互相協(xié)作完成實驗，并撰寫實驗報告。實驗成績的組成為：預(yù)習(xí)報告占20%，實驗操作熟練程度、小組成員團隊協(xié)作開展實驗的配合程度和默契程度、動手解決問題的能力占40%，實驗現(xiàn)象及結(jié)論分析占40%。

對于染色打樣綜合實訓(xùn)，采用形成性考核方式?？己税ㄈ齻€部分：實踐操作表現(xiàn)(出勤、實驗記錄、操作規(guī)范性，30%)，樣品仿色效果(勻染性、色差，40%)，實踐報告撰寫情況(實踐內(nèi)容記錄、結(jié)果以及由此獲得的推理、結(jié)論、分析總結(jié)，30%)。

三、結(jié)語

通過教學(xué)改革，學(xué)生對顏色科學(xué)基礎(chǔ)理論的掌握程度和測配色知識的應(yīng)用能力得到了全面提升，任務(wù)驅(qū)動實驗、測配色綜合訓(xùn)練和仿色與打樣綜合訓(xùn)練有效提升了學(xué)生對顏色測量儀器應(yīng)用的熟練程度以及對色差產(chǎn)生原因的分析能力。逐漸實現(xiàn)了從以模仿為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動探索學(xué)習(xí)，學(xué)生對“測配色原理”以及“染色打樣實訓(xùn)”課程的應(yīng)用價值有了更深的理解，提高了學(xué)習(xí)積極性及綜合能力。以能力培養(yǎng)為目標，以任務(wù)為導(dǎo)向，實現(xiàn)對學(xué)生的綜合訓(xùn)練，全面提升了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。