《紡織材料學(xué)實驗》課程建設(shè)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(xué) 紡織服裝學(xué)院,上海 201620)

0 引言

《紡織材料學(xué)》是紡織工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，其配套的《紡織材料學(xué)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(biāo)的關(guān)鍵[1]。在紡織工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)的起始階段，通過實驗課程提高學(xué)生的專業(yè)興趣和專業(yè)認(rèn)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(shè)備也在更新?lián)Q代，國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更新的頻率逐漸增加，有一些標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備，已經(jīng)被社會淘汰，對《紡織材料學(xué)實驗》 課程的實驗內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計是十分必要的。近幾年，網(wǎng)絡(luò)教育快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(xué)效果。新的高等教育形勢下，對學(xué)生綜合素質(zhì)的提升需求也要求對實踐課程的教學(xué)模式進(jìn)行探討，因此，探究實踐課程的新教學(xué)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(xué)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(jìn)，優(yōu)化實驗內(nèi)容

《紡織材料學(xué)實驗》是配合《紡織材料學(xué)》理論課程開設(shè)的一門獨立的實踐課程。這門課的學(xué)習(xí)要求學(xué)生在已經(jīng)具備紡織材料學(xué)理論知識基礎(chǔ)上，熟悉常見紡織材料相關(guān)的測試儀器，掌握紡織材料相關(guān)實驗基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)紡織材料學(xué)基礎(chǔ)理論知識分析與解決實際問題的能力，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。調(diào)研了兄弟院校開設(shè)的同類課程內(nèi)容，結(jié)合新國標(biāo)要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，并在綜合考慮本專業(yè)理論課程進(jìn)度和實踐課程學(xué)時的基礎(chǔ)上，本課程對紡材實驗內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化。增加了新國標(biāo)中先進(jìn)的實驗設(shè)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(jìn)行，黑板條干法有一定的主觀判斷，電容條干由實驗設(shè)備直接給出數(shù)據(jù)，更加客觀。之前的實驗設(shè)計主要采用黑板條干法進(jìn)行紗線評級，電容條干法為輔。現(xiàn)在的實驗設(shè)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(jìn)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(xì)度都是獨立的測試實驗，新的實驗設(shè)計參考新國標(biāo)的要求，將紗線細(xì)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(jìn)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(xué)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(rèn)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(xì)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(shè)計自成體系而又相互貫通，提高學(xué)生綜合性實驗?zāi)芰?，鍛煉學(xué)生獨立設(shè)計實驗?zāi)芰瓦壿嫹治瞿芰?；學(xué)生能夠更全面地進(jìn)行紡織材料實驗訓(xùn)練，包括設(shè)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(xùn)練更趨向于實際問題的分析與解決，提高運用這些基礎(chǔ)理論知識分析紡織領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題和解決實際問題的能力，更加符合當(dāng)下的人才培養(yǎng)需求。

1.3 根據(jù)內(nèi)容調(diào)整學(xué)時，合理設(shè)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(xué)生綜合分析各個實驗項目的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)歸納，并分析影響因素，提出改進(jìn)措施，因此，對學(xué)生實驗時間就有一定的要求。另外,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上拓展教學(xué)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生自主設(shè)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(xué)時，合理安排實驗。時間太短，學(xué)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(xué)效果[2]。當(dāng)然，時間太長，學(xué)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(xué)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(shè)計教學(xué)，將理論和實踐教學(xué)時間穿插進(jìn)行，有益于提高學(xué)生的獨立思考能力和實踐能力。

2 改進(jìn)教學(xué)模式，激發(fā)自主意識

2.1 借助網(wǎng)絡(luò)平臺，提升預(yù)習(xí)效果

《紡織材料學(xué)實驗》課程主要有3 個環(huán)節(jié)：學(xué)生課前預(yù)習(xí)；教師課中講授并指導(dǎo)學(xué)生動手實驗；學(xué)生課后處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論[3]。課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)主要依賴學(xué)生的自主性，因此教師應(yīng)該想方設(shè)法提高學(xué)生的自主性。比如，定期推送紡織領(lǐng)域新材料的視頻給學(xué)生，以小故事的形式引入實驗內(nèi)容，不僅提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同度，提高學(xué)習(xí)興趣，而且引發(fā)學(xué)生思考，逐步引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。另外，之前的教學(xué)中，教師并不能確切了解學(xué)生是否進(jìn)行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)到何種程度，隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的興起，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以實現(xiàn)教師對預(yù)習(xí)質(zhì)量環(huán)節(jié)的掌握。教師提前將需要預(yù)習(xí)的實驗內(nèi)容提交到平臺內(nèi)，并設(shè)置任務(wù)點和學(xué)習(xí)分值，學(xué)生對實驗內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)后，給出預(yù)習(xí)報告，對實驗內(nèi)容有所了解和掌握才能進(jìn)入實驗地點進(jìn)行實驗操作。學(xué)生對實驗內(nèi)容進(jìn)行了預(yù)習(xí)，才會在學(xué)習(xí)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(shè)計思路，疑問在課堂上得到解答和驗證，學(xué)生得到了實驗的成就感。對比學(xué)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(xué)生為中心，因人制宜設(shè)計教學(xué)方法

在課堂的講授過程中，教師應(yīng)靈活運用啟發(fā)式、討論式、問題引入式等教學(xué)方法，將之前逐條講述的傳授式教學(xué)方式，改為盡量以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)為核心的教學(xué)模式。學(xué)生帶著預(yù)習(xí)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(shè)計，教師過程中要加以啟發(fā)引導(dǎo)，最后由學(xué)生進(jìn)行實驗驗證。這樣不僅能提高學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)積極性，加深其對理論知識的記憶和理解，而且也提高了學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)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(xué)生因材施教，實驗間隙與學(xué)生多進(jìn)行溝通交流，不能操之過急。有些學(xué)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(xué)生操作，自己不敢上手。對這些學(xué)生，要監(jiān)督他們每堂課都要動手操作，即使是一些團(tuán)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(xué)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(shè)計嚴(yán)控質(zhì)量

學(xué)生課后對實驗數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)也是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。有些學(xué)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(yīng)付。思考-設(shè)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(xué)效果反饋顯示學(xué)生綜合分析能力有所欠缺，很大一個問題就是學(xué)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(xué)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(jìn)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(shè)計對應(yīng)的考核分?jǐn)?shù)。嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)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(xì)查找產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的原因。同時，叮囑學(xué)生認(rèn)真記錄同組者，嚴(yán)禁出現(xiàn)雷同報告。教師只有把細(xì)節(jié)的東西設(shè)計得更全面，學(xué)生才會更認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙Υ恳粋€環(huán)節(jié)。

3 完善教學(xué)環(huán)節(jié)，提升綜合素質(zhì)

實踐教學(xué)不僅是理論知識的實踐，也能更便捷更有效地鍛煉學(xué)生的綜合能力，為后面的科研、工作甚至是生活奠定基礎(chǔ)。因此，學(xué)生各種實驗?zāi)芰Φ呐囵B(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(xué)各個環(huán)節(jié)，需要完善各個教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3.1 培養(yǎng)安全實驗?zāi)芰?/h3>

實驗課的教學(xué)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(xué)試劑，各種電力、壓力的機械設(shè)備都對學(xué)生的安全存在很大的隱患。安全無小事，教學(xué)前的實驗室安全教育非常重要。進(jìn)入實驗室教學(xué)前，可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，推送一些實驗室安全事故視頻給學(xué)生，讓大家警惕容易出事故的隱患點，提高安全意識。教學(xué)過程中，教師也應(yīng)該始終繃緊安全這根弦，安全防護(hù)設(shè)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(yù)防措施。

3.2 培養(yǎng)精益求精的探索能力

很多學(xué)生在實驗過程中，尤其是需要團(tuán)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?！肮そ尘瘛焙苤匾囊稽c就是精益[4]，實驗中精益求精非常重要。教學(xué)中應(yīng)重視對實驗操作的考核，每個實驗環(huán)節(jié)精確規(guī)范，嚴(yán)格要求[5]。同時，在實驗教學(xué)內(nèi)容前，展示一些錯誤示范，讓學(xué)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(xué)生精益、專注的實驗態(tài)度。例如，中段稱重法測試?yán)w維細(xì)度實驗中，需要學(xué)生數(shù)纖維根數(shù)。纖維纖細(xì)，數(shù)量也比較多，有的學(xué)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(xì)度超出范圍。實驗前跟學(xué)生講清楚，后面學(xué)生在做類似實驗時就會嚴(yán)謹(jǐn)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(xì)節(jié)處規(guī)范好，學(xué)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(xué)術(shù)誠信相關(guān)報道也時有出現(xiàn)，因此，本科階段學(xué)生剛開始接觸實驗課程，就要對學(xué)生的學(xué)術(shù)道德進(jìn)行嚴(yán)加規(guī)范。實驗過程中時刻監(jiān)督學(xué)生做好實驗記錄，尊重結(jié)果，嚴(yán)禁修改原始實驗數(shù)據(jù)，嚴(yán)謹(jǐn)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(xí)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(fù)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(xué)生習(xí)慣的作用，堅持將學(xué)術(shù)規(guī)范和學(xué)術(shù)道德教育貫穿實驗課的始終，使學(xué)生養(yǎng)成誠信的科研習(xí)慣。

3.4 重視課程設(shè)計環(huán)節(jié)，提升學(xué)生認(rèn)同度

課程內(nèi)容的合理設(shè)計能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高專業(yè)認(rèn)同度。因此，設(shè)計實驗課程時既要重視設(shè)計的內(nèi)容，又要注意引導(dǎo)的方法，不能生搬硬套，要結(jié)合內(nèi)容才能達(dá)到效果。實驗課的最后一個項目是織物的風(fēng)格測試，我國的織物風(fēng)格研究專家為精確測試織物的風(fēng)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(fēng)格儀和澳大利亞的FAST 風(fēng)格儀的測試項目。學(xué)生通過兩臺不同設(shè)計原理的風(fēng)格測試設(shè)備，對不同的織物進(jìn)行風(fēng)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(jìn)口設(shè)備。我國紡織行業(yè)相關(guān)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(xué)生的專業(yè)認(rèn)同度有較好的促進(jìn)作用。學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同度更高，學(xué)習(xí)興趣提升，反過來也能促進(jìn)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(shè)備的迅猛發(fā)展，《紡織材料學(xué)實驗》課程更應(yīng)該隨著技術(shù)的發(fā)展不斷更新知識，引導(dǎo)學(xué)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(xué)實驗》的課程建設(shè)思想上要高度重視，積極探索教學(xué)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(xué)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(chǔ)課、綜合素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合的全方位教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。