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)
《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(shí)驗(yàn)》課程實(shí)踐性強(qiáng),技術(shù)要求高,是實(shí)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(guò)實(shí)驗(yàn)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(cè)試設(shè)備也在更新?lián)Q代,國(guó)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(jí)。有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仍然是多年前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)備,已經(jīng)被社會(huì)淘汰,對(duì)《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》 課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)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(yùn)用可以填補(bǔ)很多線下教育的空白,查缺補(bǔ)漏,提高實(shí)踐教學(xué)效果。新的高等教育形勢(shì)下,對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升需求也要求對(duì)實(shí)踐課程的教學(xué)模式進(jìn)行探討,因此,探究實(shí)踐課程的新教學(xué)模式,培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新能力的綜合素質(zhì)人才,是新形勢(shì)下實(shí)踐教學(xué)的必經(jīng)之路。
《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》是配合《紡織材料學(xué)》理論課程開(kāi)設(shè)的一門獨(dú)立的實(shí)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(shí)基礎(chǔ)上,熟悉常見(jiàn)紡織材料相關(guān)的測(cè)試儀器,掌握紡織材料相關(guān)實(shí)驗(yàn)基本操作技能,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)紡織材料學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。調(diào)研了兄弟院校開(kāi)設(shè)的同類課程內(nèi)容,結(jié)合新國(guó)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(shí)踐課程學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上,本課程對(duì)紡材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化。增加了新國(guó)標(biāo)中先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法,比如之前的條干均勻度測(cè)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(shí)驗(yàn)設(shè)備直接給出數(shù)據(jù),更加客觀。之前的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要采用黑板條干法進(jìn)行紗線評(píng)級(jí),電容條干法為輔。現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)則是以電容條干均勻度作為條干均勻度的測(cè)試方法,黑板條干法作為擴(kuò)展內(nèi)容。同時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也進(jìn)行了調(diào)整,調(diào)整單一的測(cè)試項(xiàng)目到綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中。比如,原來(lái)的紗線分級(jí)實(shí)驗(yàn)中只有克重棉結(jié)雜質(zhì)粒數(shù)和黑板條干均勻度的測(cè)試項(xiàng)目,紗線強(qiáng)度和細(xì)度都是獨(dú)立的測(cè)試實(shí)驗(yàn),新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參考新國(guó)標(biāo)的要求,將紗線細(xì)度、條干均勻度、紗線強(qiáng)力、紗疵數(shù)和棉結(jié)雜質(zhì)粒數(shù)等綜合為一個(gè)實(shí)驗(yàn),每項(xiàng)測(cè)試結(jié)果分析結(jié)束后,綜合分析紗線質(zhì)量,對(duì)紗線的等級(jí)進(jìn)行評(píng)定,并分析實(shí)驗(yàn)中的影響因素,提出改善措施。將獨(dú)立的測(cè)試項(xiàng)目整合為一個(gè)完整的紗線質(zhì)量評(píng)定實(shí)驗(yàn),有助于鍛煉學(xué)生的綜合分析能力和解決具體問(wèn)題的能力。
目前的課程主要內(nèi)容包括:常用紡織纖維的認(rèn)識(shí)及鑒別;中腔胞壁對(duì)比法和偏振光法測(cè)棉纖維成熟度;中段稱重法和氣流儀法測(cè)定纖維細(xì)度;纖維拉伸性能測(cè)試;纖維卷曲性能測(cè)試;紡織材料的回潮率測(cè)試;纖維比電阻測(cè)定;棉紗線分級(jí);紗線捻度測(cè)試;本色棉布分等;織物的機(jī)械性能;織物的服用性能等。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后,測(cè)試項(xiàng)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加豐富;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有單一的驗(yàn)證測(cè)試也有綜合分析實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)自成體系而又相互貫通,提高學(xué)生綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,鍛煉學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分析與解釋數(shù)據(jù),并通過(guò)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(shí)際問(wèn)題的分析與解決,提高運(yùn)用這些基礎(chǔ)理論知識(shí)分析紡織領(lǐng)域復(fù)雜的工程問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,更加符合當(dāng)下的人才培養(yǎng)需求。
紡織材料實(shí)驗(yàn)課增加了綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,里面包含若干個(gè)小的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,需要學(xué)生綜合分析各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)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(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),將創(chuàng)新想法帶入實(shí)踐課堂。這些都需要重新優(yōu)化學(xué)時(shí),合理安排實(shí)驗(yàn)。時(shí)間太短,學(xué)生以做完實(shí)驗(yàn)為目的,匆匆忙忙完成實(shí)驗(yàn),沒(méi)有獨(dú)立思考和歸納時(shí)間,缺乏自主創(chuàng)新的機(jī)會(huì),影響教學(xué)效果[2]。當(dāng)然,時(shí)間太長(zhǎng),學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間保持較高的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度,身心疲憊,也得不到好的實(shí)驗(yàn)效果。因此,教學(xué)內(nèi)容發(fā)生變化,要合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間,可以由每次2 課時(shí)延長(zhǎng)為每次4 課時(shí),或者集中實(shí)踐,合理設(shè)計(jì)教學(xué),將理論和實(shí)踐教學(xué)時(shí)間穿插進(jìn)行,有益于提高學(xué)生的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐能力。
《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程主要有3 個(gè)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(dòng)手實(shí)驗(yàn);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(shí)驗(yàn)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(tái)可以實(shí)現(xiàn)教師對(duì)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容提交到平臺(tái)內(nèi),并設(shè)置任務(wù)點(diǎn)和學(xué)習(xí)分值,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)后,給出預(yù)習(xí)報(bào)告,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所了解和掌握才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了預(yù)習(xí),才會(huì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中提出疑問(wèn),有動(dòng)力和能力在實(shí)驗(yàn)課堂上構(gòu)成自己獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,疑問(wèn)在課堂上得到解答和驗(yàn)證,學(xué)生得到了實(shí)驗(yàn)的成就感。對(duì)比學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一無(wú)所知的情況下按照教師說(shuō)一步做一步完成實(shí)驗(yàn),顯然效果要好得多。
在課堂的講授過(guò)程中,教師應(yīng)靈活運(yùn)用啟發(fā)式、討論式、問(wèn)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(wèn)題和提出問(wèn)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(wèn)題先自己思考,嘗試提出解決辦法,完成課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),教師過(guò)程中要加以啟發(fā)引導(dǎo),最后由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(duì)理論知識(shí)的記憶和理解,而且也提高了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,還要注意針對(duì)不同背景的學(xué)生因材施教,實(shí)驗(yàn)間隙與學(xué)生多進(jìn)行溝通交流,不能操之過(guò)急。有些學(xué)生高中實(shí)驗(yàn)做得不多,理論知識(shí)很強(qiáng),但是動(dòng)手能力較差,怕這怕那,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始,就站在旁邊看別的學(xué)生操作,自己不敢上手。對(duì)這些學(xué)生,要監(jiān)督他們每堂課都要?jiǎng)邮植僮?,即使是一些團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目,每個(gè)人都要分配到動(dòng)手操作的環(huán)節(jié),不能只是做一個(gè)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(dòng)手積極性也大大提高,后面的課堂都會(huì)踴躍做實(shí)驗(yàn)了。
學(xué)生課后對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作,完成課堂內(nèi)容后,實(shí)驗(yàn)報(bào)告草草應(yīng)付。思考-設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)-分析-改善是一個(gè)閉環(huán),哪一個(gè)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(gè)問(wèn)題就是學(xué)生對(duì)課后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和分析不夠重視。因此,為了激勵(lì)學(xué)生積極參與到課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié),增加實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核比重,對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容分值進(jìn)行合理劃分,增加實(shí)驗(yàn)反思環(huán)節(jié),對(duì)實(shí)驗(yàn)操作情況、數(shù)據(jù)分析情況和實(shí)驗(yàn)反思情況分別設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的考核分?jǐn)?shù)。嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真計(jì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程,仔細(xì)查找產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的原因。同時(shí),叮囑學(xué)生認(rèn)真記錄同組者,嚴(yán)禁出現(xiàn)雷同報(bào)告。教師只有把細(xì)節(jié)的東西設(shè)計(jì)得更全面,學(xué)生才會(huì)更認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)待每一個(gè)環(huán)節(jié)。
實(shí)踐教學(xué)不僅是理論知識(shí)的實(shí)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)與知識(shí)點(diǎn)的掌握同樣重要,而這些能力的培養(yǎng)滲透在教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié),需要完善各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)地點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室,近年來(lái),實(shí)驗(yàn)室安全事故時(shí)有發(fā)生,尤其是材料化工類的實(shí)驗(yàn)室,化學(xué)試劑,各種電力、壓力的機(jī)械設(shè)備都對(duì)學(xué)生的安全存在很大的隱患。安全無(wú)小事,教學(xué)前的實(shí)驗(yàn)室安全教育非常重要。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室教學(xué)前,可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),推送一些實(shí)驗(yàn)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(diǎn),提高安全意識(shí)。教學(xué)過(guò)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(yàn)前做好示范試驗(yàn),交代清楚容易出事故的地方并提前做好預(yù)防措施。
很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,尤其是需要團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目中,存在能不動(dòng)手就不動(dòng)手,課后借他人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄一抄,能及格就好的不良現(xiàn)象。即使是參與到實(shí)驗(yàn)中,也存在把實(shí)驗(yàn)做完了就好,老師說(shuō)一步做一步,自己不思考,操作不規(guī)范,粗心大意等問(wèn)題?!肮そ尘瘛焙苤匾囊稽c(diǎn)就是精益[4],實(shí)驗(yàn)中精益求精非常重要。教學(xué)中應(yīng)重視對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的考核,每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)精確規(guī)范,嚴(yán)格要求[5]。同時(shí),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容前,展示一些錯(cuò)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(shí)驗(yàn)態(tài)度。例如,中段稱重法測(cè)試?yán)w維細(xì)度實(shí)驗(yàn)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(huì)兒就失去了耐心,數(shù)出來(lái)的纖維根數(shù)不夠精確,計(jì)算出來(lái)的纖維細(xì)度超出范圍。實(shí)驗(yàn)前跟學(xué)生講清楚,后面學(xué)生在做類似實(shí)驗(yàn)時(shí)就會(huì)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(huì)要求重新做實(shí)驗(yàn)。細(xì)節(jié)處規(guī)范好,學(xué)生也會(huì)自覺(jué)提高對(duì)自己的要求,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容精益求精。
高校和科研院所學(xué)術(shù)誠(chéng)信相關(guān)報(bào)道也時(shí)有出現(xiàn),因此,本科階段學(xué)生剛開(kāi)始接觸實(shí)驗(yàn)課程,就要對(duì)學(xué)生的學(xué)術(shù)道德進(jìn)行嚴(yán)加規(guī)范。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中時(shí)刻監(jiān)督學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)記錄,尊重結(jié)果,嚴(yán)禁修改原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),嚴(yán)謹(jǐn)抄襲別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),養(yǎng)成隨時(shí)隨地精確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的習(xí)慣。每次實(shí)驗(yàn)要做好平行試驗(yàn),出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)不能盲從,隨便修改自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,要反復(fù)思考,找出問(wèn)題分析影響因素,并記錄全過(guò)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(jiān)持將學(xué)術(shù)規(guī)范和學(xué)術(shù)道德教育貫穿實(shí)驗(yàn)課的始終,使學(xué)生養(yǎng)成誠(chéng)信的科研習(xí)慣。
課程內(nèi)容的合理設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)驗(yàn)課程時(shí)既要重視設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)課的最后一個(gè)項(xiàng)目是織物的風(fēng)格測(cè)試,我國(guó)的織物風(fēng)格研究專家為精確測(cè)試織物的風(fēng)格性能付出了很多努力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)就選用了我國(guó)自主研發(fā)的YG821 風(fēng)格儀和澳大利亞的FAST 風(fēng)格儀的測(cè)試項(xiàng)目。學(xué)生通過(guò)兩臺(tái)不同設(shè)計(jì)原理的風(fēng)格測(cè)試設(shè)備,對(duì)不同的織物進(jìn)行風(fēng)格測(cè)試分析,發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)儀器測(cè)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(guó)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(duì)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(duì)專業(yè)的認(rèn)同度更高,學(xué)習(xí)興趣提升,反過(guò)來(lái)也能促進(jìn)專業(yè)知識(shí)的掌握和對(duì)綜合能力的鍛煉。
科技的發(fā)展勢(shì)必帶來(lái)紡織行業(yè)材料和設(shè)備的迅猛發(fā)展,《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程更應(yīng)該隨著技術(shù)的發(fā)展不斷更新知識(shí),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(shí)驗(yàn)》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(shí)技能的傳授、學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)有機(jī)融合,實(shí)現(xiàn)專業(yè)實(shí)驗(yàn)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。