《紡織材料學實驗》課程建設探索

潘 虹，徐麗慧，王黎明，丁 穎,楊 群,沈 勇

(上海工程技術(shù)大學 紡織服裝學院,上海 201620)

0 引言

《紡織材料學》是紡織工程專業(yè)重要的基礎課程，其配套的《紡織材料學實驗》課程實踐性強，技術(shù)要求高，是實現(xiàn)紡織行業(yè)人才培養(yǎng)目標的關鍵[1]。在紡織工程專業(yè)學生進入專業(yè)課程學習的起始階段，通過實驗課程提高學生的專業(yè)興趣和專業(yè)認同度，也能起到事半功倍的效果。隨著科技的發(fā)展，紡織測試設備也在更新?lián)Q代，國家標準、行業(yè)標準更新的頻率逐漸增加，有一些標準也提高了等級。有些實驗內(nèi)容仍然是多年前的實驗項目和設備，已經(jīng)被社會淘汰，對《紡織材料學實驗》 課程的實驗內(nèi)容進行重新設計是十分必要的。近幾年，網(wǎng)絡教育快速發(fā)展，網(wǎng)絡教學資源的運用可以填補很多線下教育的空白，查缺補漏，提高實踐教學效果。新的高等教育形勢下，對學生綜合素質(zhì)的提升需求也要求對實踐課程的教學模式進行探討，因此，探究實踐課程的新教學模式，培養(yǎng)具有較強實踐能力和自主創(chuàng)新能力的綜合素質(zhì)人才，是新形勢下實踐教學的必經(jīng)之路。

1 優(yōu)化課程內(nèi)容，鍛煉實踐能力

1.1 與時俱進，優(yōu)化實驗內(nèi)容

《紡織材料學實驗》是配合《紡織材料學》理論課程開設的一門獨立的實踐課程。這門課的學習要求學生在已經(jīng)具備紡織材料學理論知識基礎上，熟悉常見紡織材料相關的測試儀器，掌握紡織材料相關實驗基本操作技能，培養(yǎng)學生運用所學紡織材料學基礎理論知識分析與解決實際問題的能力，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。調(diào)研了兄弟院校開設的同類課程內(nèi)容，結(jié)合新國標要求和行業(yè)標準的修訂，并在綜合考慮本專業(yè)理論課程進度和實踐課程學時的基礎上，本課程對紡材實驗內(nèi)容進行了優(yōu)化。增加了新國標中先進的實驗設備和方法，比如之前的條干均勻度測試，黑板條干與電容條干等都可以進行，黑板條干法有一定的主觀判斷，電容條干由實驗設備直接給出數(shù)據(jù)，更加客觀。之前的實驗設計主要采用黑板條干法進行紗線評級，電容條干法為輔?，F(xiàn)在的實驗設計則是以電容條干均勻度作為條干均勻度的測試方法，黑板條干法作為擴展內(nèi)容。同時，對實驗項目也進行了調(diào)整，調(diào)整單一的測試項目到綜合實驗項目中。比如，原來的紗線分級實驗中只有克重棉結(jié)雜質(zhì)粒數(shù)和黑板條干均勻度的測試項目，紗線強度和細度都是獨立的測試實驗，新的實驗設計參考新國標的要求，將紗線細度、條干均勻度、紗線強力、紗疵數(shù)和棉結(jié)雜質(zhì)粒數(shù)等綜合為一個實驗，每項測試結(jié)果分析結(jié)束后，綜合分析紗線質(zhì)量，對紗線的等級進行評定，并分析實驗中的影響因素，提出改善措施。將獨立的測試項目整合為一個完整的紗線質(zhì)量評定實驗，有助于鍛煉學生的綜合分析能力和解決具體問題的能力。

1.2 變單一為綜合，理論聯(lián)系實際

目前的課程主要內(nèi)容包括：常用紡織纖維的認識及鑒別；中腔胞壁對比法和偏振光法測棉纖維成熟度；中段稱重法和氣流儀法測定纖維細度；纖維拉伸性能測試；纖維卷曲性能測試；紡織材料的回潮率測試；纖維比電阻測定；棉紗線分級；紗線捻度測試；本色棉布分等；織物的機械性能；織物的服用性能等。優(yōu)化實驗內(nèi)容后，測試項目從紡織材料的最原始形態(tài)——纖維到最終的成品面料均有涉及，實驗內(nèi)容更加豐富；實驗項目有單一的驗證測試也有綜合分析實驗，實驗項目設計自成體系而又相互貫通，提高學生綜合性實驗能力，鍛煉學生獨立設計實驗能力和邏輯分析能力；學生能夠更全面地進行紡織材料實驗訓練，包括設計實驗，分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論，這種模式的訓練更趨向于實際問題的分析與解決，提高運用這些基礎理論知識分析紡織領域復雜的工程問題和解決實際問題的能力，更加符合當下的人才培養(yǎng)需求。

1.3 根據(jù)內(nèi)容調(diào)整學時，合理設計實驗

紡織材料實驗課增加了綜合實驗項目，里面包含若干個小的實驗項目，需要學生綜合分析各個實驗項目的結(jié)果進行總結(jié)歸納，并分析影響因素，提出改進措施，因此，對學生實驗時間就有一定的要求。另外,在現(xiàn)有基礎上拓展教學內(nèi)容，鼓勵學生自主設計實驗，將創(chuàng)新想法帶入實踐課堂。這些都需要重新優(yōu)化學時，合理安排實驗。時間太短，學生以做完實驗為目的，匆匆忙忙完成實驗，沒有獨立思考和歸納時間，缺乏自主創(chuàng)新的機會，影響教學效果[2]。當然，時間太長，學生長時間保持較高的實驗強度，身心疲憊，也得不到好的實驗效果。因此，教學內(nèi)容發(fā)生變化，要合理安排實驗時間，可以由每次2 課時延長為每次4 課時，或者集中實踐，合理設計教學，將理論和實踐教學時間穿插進行，有益于提高學生的獨立思考能力和實踐能力。

2 改進教學模式，激發(fā)自主意識

2.1 借助網(wǎng)絡平臺，提升預習效果

《紡織材料學實驗》課程主要有3 個環(huán)節(jié)：學生課前預習；教師課中講授并指導學生動手實驗；學生課后處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論[3]。課前預習環(huán)節(jié)主要依賴學生的自主性，因此教師應該想方設法提高學生的自主性。比如，定期推送紡織領域新材料的視頻給學生，以小故事的形式引入實驗內(nèi)容，不僅提升學生的專業(yè)認同度，提高學習興趣，而且引發(fā)學生思考，逐步引導學生自主學習。另外，之前的教學中，教師并不能確切了解學生是否進行預習，預習到何種程度，隨著網(wǎng)絡教學的興起，網(wǎng)絡教學平臺可以實現(xiàn)教師對預習質(zhì)量環(huán)節(jié)的掌握。教師提前將需要預習的實驗內(nèi)容提交到平臺內(nèi)，并設置任務點和學習分值，學生對實驗內(nèi)容進行預習后，給出預習報告，對實驗內(nèi)容有所了解和掌握才能進入實驗地點進行實驗操作。學生對實驗內(nèi)容進行了預習，才會在學習過程中提出疑問，有動力和能力在實驗課堂上構(gòu)成自己獨立的實驗設計思路，疑問在課堂上得到解答和驗證，學生得到了實驗的成就感。對比學生在對實驗內(nèi)容一無所知的情況下按照教師說一步做一步完成實驗，顯然效果要好得多。

2.2 以學生為中心，因人制宜設計教學方法

在課堂的講授過程中，教師應靈活運用啟發(fā)式、討論式、問題引入式等教學方法，將之前逐條講述的傳授式教學方式，改為盡量以學生為中心，引導學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，變?yōu)樽灾鲗W習為核心的教學模式。學生帶著預習中提出的問題先自己思考，嘗試提出解決辦法，完成課堂實驗的設計，教師過程中要加以啟發(fā)引導，最后由學生進行實驗驗證。這樣不僅能提高學生的注意力和學習積極性，加深其對理論知識的記憶和理解，而且也提高了學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，提高學生解決實際問題的能力。在實驗過程中，還要注意針對不同背景的學生因材施教，實驗間隙與學生多進行溝通交流，不能操之過急。有些學生高中實驗做得不多，理論知識很強，但是動手能力較差，怕這怕那，實驗開始，就站在旁邊看別的學生操作，自己不敢上手。對這些學生，要監(jiān)督他們每堂課都要動手操作，即使是一些團隊合作項目，每個人都要分配到動手操作的環(huán)節(jié)，不能只是做一個記錄者。往往幾節(jié)課后，這些學生自信心有了很大提高，動手積極性也大大提高，后面的課堂都會踴躍做實驗了。

2.3 課后總結(jié)分析，閉環(huán)設計嚴控質(zhì)量

學生課后對實驗數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)也是重要的教學環(huán)節(jié)。有些學生只是注重課堂實驗操作，完成課堂內(nèi)容后，實驗報告草草應付。思考-設計-實驗-分析-改善是一個閉環(huán)，哪一個環(huán)節(jié)都不可缺。教學效果反饋顯示學生綜合分析能力有所欠缺，很大一個問題就是學生對課后實驗數(shù)據(jù)的整理和分析不夠重視。因此，為了激勵學生積極參與到課后的實驗報告環(huán)節(jié),增加實驗報告考核比重，對實驗報告內(nèi)容分值進行合理劃分，增加實驗反思環(huán)節(jié)，對實驗操作情況、數(shù)據(jù)分析情況和實驗反思情況分別設計對應的考核分數(shù)。嚴格要求學生認真計算數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。如果數(shù)據(jù)異常，也要理性分析，反思實驗過程，仔細查找產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的原因。同時，叮囑學生認真記錄同組者，嚴禁出現(xiàn)雷同報告。教師只有把細節(jié)的東西設計得更全面，學生才會更認真嚴謹?shù)貙Υ恳粋€環(huán)節(jié)。

3 完善教學環(huán)節(jié)，提升綜合素質(zhì)

實踐教學不僅是理論知識的實踐，也能更便捷更有效地鍛煉學生的綜合能力，為后面的科研、工作甚至是生活奠定基礎。因此，學生各種實驗能力的培養(yǎng)與知識點的掌握同樣重要，而這些能力的培養(yǎng)滲透在教學各個環(huán)節(jié)，需要完善各個教學環(huán)節(jié)，提升學生的綜合素質(zhì)。

3.1 培養(yǎng)安全實驗能力

實驗課的教學地點是實驗室，近年來，實驗室安全事故時有發(fā)生，尤其是材料化工類的實驗室，化學試劑，各種電力、壓力的機械設備都對學生的安全存在很大的隱患。安全無小事，教學前的實驗室安全教育非常重要。進入實驗室教學前，可以利用網(wǎng)絡平臺，推送一些實驗室安全事故視頻給學生，讓大家警惕容易出事故的隱患點，提高安全意識。教學過程中，教師也應該始終繃緊安全這根弦，安全防護設施不能忘記，每次試驗前做好示范試驗，交代清楚容易出事故的地方并提前做好預防措施。

3.2 培養(yǎng)精益求精的探索能力

很多學生在實驗過程中，尤其是需要團隊合作項目中，存在能不動手就不動手，課后借他人的實驗報告抄一抄，能及格就好的不良現(xiàn)象。即使是參與到實驗中，也存在把實驗做完了就好，老師說一步做一步，自己不思考，操作不規(guī)范，粗心大意等問題。“工匠精神”很重要的一點就是精益[4]，實驗中精益求精非常重要。教學中應重視對實驗操作的考核，每個實驗環(huán)節(jié)精確規(guī)范，嚴格要求[5]。同時，在實驗教學內(nèi)容前，展示一些錯誤示范，讓學生懂得“差之毫厘，謬以千里”的道理，減少“差不多先生”，培養(yǎng)學生精益、專注的實驗態(tài)度。例如，中段稱重法測試纖維細度實驗中，需要學生數(shù)纖維根數(shù)。纖維纖細，數(shù)量也比較多，有的學生數(shù)一會兒就失去了耐心，數(shù)出來的纖維根數(shù)不夠精確，計算出來的纖維細度超出范圍。實驗前跟學生講清楚，后面學生在做類似實驗時就會嚴謹很多，出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，不僅分析出現(xiàn)異常情況的原因，還會要求重新做實驗。細節(jié)處規(guī)范好，學生也會自覺提高對自己的要求，對實驗內(nèi)容精益求精。

3.3 培養(yǎng)誠信的科研素養(yǎng)

高校和科研院所學術(shù)誠信相關報道也時有出現(xiàn)，因此，本科階段學生剛開始接觸實驗課程，就要對學生的學術(shù)道德進行嚴加規(guī)范。實驗過程中時刻監(jiān)督學生做好實驗記錄，尊重結(jié)果，嚴禁修改原始實驗數(shù)據(jù)，嚴謹抄襲別人的實驗數(shù)據(jù)，養(yǎng)成隨時隨地精確記錄實驗數(shù)據(jù)的習慣。每次實驗要做好平行試驗，出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)不能盲從，隨便修改自己的實驗結(jié)論，要反復思考，找出問題分析影響因素，并記錄全過程。教師要起到監(jiān)督和著重培養(yǎng)學生習慣的作用，堅持將學術(shù)規(guī)范和學術(shù)道德教育貫穿實驗課的始終，使學生養(yǎng)成誠信的科研習慣。

3.4 重視課程設計環(huán)節(jié)，提升學生認同度

課程內(nèi)容的合理設計能提高學生的學習興趣，提高專業(yè)認同度。因此，設計實驗課程時既要重視設計的內(nèi)容，又要注意引導的方法，不能生搬硬套，要結(jié)合內(nèi)容才能達到效果。實驗課的最后一個項目是織物的風格測試，我國的織物風格研究專家為精確測試織物的風格性能付出了很多努力。這個實驗就選用了我國自主研發(fā)的YG821 風格儀和澳大利亞的FAST 風格儀的測試項目。學生通過兩臺不同設計原理的風格測試設備，對不同的織物進行風格測試分析，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)儀器測試的方便快捷和數(shù)據(jù)處理的清晰完全不輸進口設備。我國紡織行業(yè)相關技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)在的紡織是創(chuàng)新的紡織、智能的紡織，目前的紡織行業(yè)需要的人才也涉及到方方面面，對提高學生的專業(yè)認同度有較好的促進作用。學生對專業(yè)的認同度更高，學習興趣提升，反過來也能促進專業(yè)知識的掌握和對綜合能力的鍛煉。

4 結(jié)語

科技的發(fā)展勢必帶來紡織行業(yè)材料和設備的迅猛發(fā)展，《紡織材料學實驗》課程更應該隨著技術(shù)的發(fā)展不斷更新知識，引導學生更快了解專業(yè)，畢業(yè)后快速融入行業(yè)?！都徔棽牧蠈W實驗》的課程建設思想上要高度重視，積極探索教學新模式，既重視內(nèi)容的選擇，又重視方式方法的推敲，將知識技能的傳授、學生綜合能力的培養(yǎng)有機融合，實現(xiàn)專業(yè)實驗課與專業(yè)基礎課、綜合素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合的全方位教學，促進學生全面發(fā)展。