研究生“紡織材料測試技術”課程混合式教學模式研究與探索

王洪杰，王 赫，阮芳濤，楊 莉，魏安方，張 寧

（1.安徽工程大學 紡織服裝學院，安徽 蕪湖 241000；2.威海機械工程高級技工學校，山東 乳山 264500）

研究生教育是我國高等教育的最高階段和重要組成部分[1]。作為高等教育的最高層次，研究生教育肩負著為國民經濟發(fā)展、培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才的重任[2]。經過系統(tǒng)學習，研究生畢業(yè)生需要掌握扎實的基本理論知識，并具備解決科學問題的方法和能力。隨著高校擴招，研究生的人數(shù)逐年增加，隨之而來的是研究生教育的優(yōu)化與改革問題。理論課程學習是我國一年級研究生的必經環(huán)節(jié)，是研究生培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)[3]，因此，研究生課程的教學改革是研究生培養(yǎng)過程中的重要一環(huán)。

根據(jù)學院對學術學位碩士研究生的培養(yǎng)要求，應培養(yǎng)具有高度的社會責任感、良好的人文和道德素養(yǎng)，掌握扎實的專業(yè)知識、技能和方法，具有一定創(chuàng)新精神和理論研究能力的紡織類高層次專門人才。其中所要求的創(chuàng)新精神和理論研究能力主要體現(xiàn)在文獻檢索、實驗方案設計、實驗樣品制備、樣品測試、數(shù)據(jù)分析和原理研究等方面。通過本課程的學習，學生將學習并掌握科研工作中最重要的分析測試手段和數(shù)據(jù)分析方法。

相比本科生課程，研究生課程的改革與實踐還處于起步階段?！凹徔棽牧蠝y試技術”課程是本校（安徽工程大學）紡織科學與工程專業(yè)學術型研究生的必修課程，通過本課程的學習，學生將學習并掌握科研工作中最重要的分析測試手段和數(shù)據(jù)分析方法。主要內容涵蓋了在紡織材料研究中所需要用到的分析測試設備，既包含紡織纖維的傳統(tǒng)測試，也包含紡織材料如織物、纖維膜、無紡布等的性能測試。課程內容的介紹圍繞功能性紡織品如自清潔紡織品、抗菌紡織品、防輻射紡織品等，重點介紹功能性紡織品的測試方法，如電鏡、紅外、熱分析、元素分析等測試手段，結合實際應用案例講解紡織材料常用的分析測試手段，提高學生的材料測試和數(shù)據(jù)分析能力。本課程的教學方法相對傳統(tǒng)，需進行改革以適應新時代的研究生教學需求。

1 當前“紡織材料測試技術”課程教學現(xiàn)狀

1.1 缺少對口教材

紡織材料屬于材料的一個分支，主要研究纖維及其制品的制備與應用。所采用的測試技術和設備有些是跟其他種類的材料通用的，比如紅外光譜、紫外光譜、核磁共振譜、X 射線衍射儀、差示掃描量熱儀、熱重分析儀以及電子顯微鏡等；而另外一些測試技術和設備是紡織材料專有的，比如纖維長度、細度、卷曲和異形度的測試等。在現(xiàn)有的教材中，找不到同時包含這兩部分測試的紡織材料測試專用教材，缺少對口教材。因此，本課程從《纖維和紡織品測試技術》中摘選紡織材料專有的測試技術，從《聚合物研究方法》中摘選通用的測試方法，融合這兩部分內容，進行“紡織材料測試技術”教案和PPT 的編寫和展示。

1.2 教學模式過于傳統(tǒng)

目前的教學模式主要以教師講授為主，學生課堂討論為輔，同時采用學習通進行學習材料的在線共享。雖然這種教學模式在一定程度上實現(xiàn)了線上線下相結合，但模式過于生硬，存在以下兩個問題點：第一，課程內容沒有針對性。當前的教學內容主要包含紡織材料的特有測試和通用測試。雖然教師提前將學習材料上傳學習通供學生預習，但課程內容過于程序化，目的性不強，不貼合學生的實際測試需求；第二，教學方法相對保守。雖然進行了線上線下相結合，但并未完全利用好這種模式。目前學習通上傳的所有課程內容都會由教師在課堂講授，雖然期間會結合學生各自的研究方向，與學生進行互動、討論，加強學生理解，但其中某些測試方法如纖維長度和細度測試等，學生在實際的課題實際進行過程中用到的可能性非常低，學生學習興趣低，課堂學習效果較差。因此，基于以上兩點問題，需對“紡織材料測試技術”進行混合式教學模式的改革。

2 混合式教學模式探索

混合式教學是一種全新的教學模式，而線上線下相融合的教學模式是新時代背景下促進教育改革創(chuàng)新的重要突破口[4]，本課程之前的教學方法較為傳統(tǒng)，需進行改革與創(chuàng)新。本文將從以下兩方面開展混合式教學模式的探索與研究。

2.1 定制優(yōu)化課程內容

當前“紡織材料測試技術”課程內容具有普適性，適合所有的紡織類研究生。但現(xiàn)課程內容里面所包含的纖維長度、細度和卷曲度等測試內容，雖然屬于纖維材料所特有的基本性能測試，但在研究生的實際課題進展過程中用到的幾率較低，因此，需要對課程內容進行選擇性優(yōu)化。

根據(jù)本學院學科方向和研究內容劃分，可將我院研究生歸屬到四大研究領域：輕化染整、復合材料、服裝工程和先進纖維材料。在開學初即對學生的擬研究課題進行摸底，根據(jù)學生的研究課題有針對性地選擇課程中需要介紹的分析測試方法，做到有的放矢、因人制宜，最大限度地實現(xiàn)本課程的育人目的。由于本課程的開課時間集中在研究生一年級上學期的第三周或第四周，因此，在研究生入學后有充足的時間與學生溝通，共同定制并優(yōu)化本學期的課程內容。課程內容優(yōu)化過程如圖1 所示。

圖1 課程內容優(yōu)化過程示意圖

2.2 線上線下教學聯(lián)動

2.2.1 線上資源建設

將課程PPT、視頻和參考文獻等資料上傳系統(tǒng)構建線上資源，并對其按章節(jié)進行不同級別的目錄劃分。其中一級目錄主要為兩部分：紡織纖維基本性能測試和紡織材料測試。紡織纖維基本性能測試一級目錄下的二級目錄主要包括纖維長度、卷曲、熱收縮、細度、成熟度和捻度等測試方法介紹，包括測試原理介紹和測試設備介紹等，資源類型有PPT 和視頻，這部分內容主要供學生課后自學了解；紡織材料測試中所包含的二級目錄有形貌分析、波譜分析、熱分析和其他分析測試，每個二級目錄下有對應的測試方法介紹，此部分內容的線上資源類型有PPT、視頻和中英文參考文獻，包含各種測試方法的原理、設備、制樣和數(shù)據(jù)分析。此部分內容供學生課后預習使用。線上資源建設目錄、內容和學習方式如表1 所示。

表1 線上資源建設內容

2.2.2 線下課堂建設

當前的授課方式以教師講授為主、學生討論為輔。先由教師對所用分析設備的基本原理進行介紹，然后講解制樣方法和設備的使用方法，最后介紹該設備在紡織材料測試上的具體應用，課堂講授期間與學生討論和交流。經過線上資源的建設和課堂改革后，課堂轉變?yōu)閷W生主導型、教師輔助型：首先，在課堂上由教師介紹本次課程需要用到的測試方法，其中原理部分由學生課前在線下資源里面學習了解。課堂上先由教師簡單介紹該測試設備的原理及其測試內容，重點介紹該測試的制樣方法以及測試注意事項。其次，將課堂主導性交由學生，由學生根據(jù)課前從線上資源中了解到的PPT、視頻以及參考文獻，從其中摘取對應的數(shù)據(jù)分析在課堂上跟同學們分享數(shù)據(jù)分析過程。以納米纖維膜的掃描電鏡圖片為例，課堂上教師先簡單講解掃描電鏡的原理及用途；然后由學生講解從線上資源的參考文獻中摘取電鏡測試部分，跟同學們分享數(shù)據(jù)分析過程，包括形貌、直徑分布等數(shù)據(jù)信息；期間教師引導學生對數(shù)據(jù)分析展開討論，并拓展此類形貌的纖維膜的其他潛在應用。最后，教師向學生講解該部分數(shù)據(jù)所用的數(shù)據(jù)處理軟件。以納米纖維膜的掃描電鏡圖片為例，向學生介紹纖維直徑分布統(tǒng)計軟件Nano Measurer 以及數(shù)據(jù)繪圖軟件origin，并要求學生課后從線上資源中尋找電鏡圖片，做直徑分布圖并做數(shù)據(jù)分析。

通過線上資源與線下授課相結合的方式，不僅能夠讓學生高效地了解紡織材料的測試方法，而且能夠有效地針對所獲數(shù)據(jù)進行分析，有利于培養(yǎng)學生在科研工作中的數(shù)據(jù)獲取和分析能力。線上線下教學聯(lián)動過程圖如圖2 所示。

3 教學效果反饋與反思

3.1 教學效果反饋

本課程面向本學院的學術型研究生，近幾年每屆學生人數(shù)均不超過10 人，因此為了更好地接收學生的反饋，本課程的課后反饋以線下座談會的形式進行。主要內容分為兩部分：學生對本學期教學手段的評價以及對課堂分享環(huán)節(jié)的體會。對于教學手段的評價，學生的反饋主要集中在兩點：第一，該教學方法能夠有效篩選學生需要的測試方法，具有針對性，對科研工作的開展幫助很大；第二，本課程全部為理論課程，希望增加實操課時。對于課堂分享環(huán)節(jié)，學生表示該方式可以提高自身的文獻閱讀能力以及科研思維，個人主導課堂能夠促使自己課后更主動地去檢索相關資料，在課程學習過程中提高自身的科研素養(yǎng)。

3.2 教學效果反思

學生對線上線下混合式教學模式反饋較好，但在教學過程中仍發(fā)現(xiàn)一些問題需要在后續(xù)的教學中進行持續(xù)改進。

3.2.1 培養(yǎng)開放性思維

在學生主導課堂的討論過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學生的思維只局限于線上資源的參考文獻，對于該種測試方法的應用沒有進行拓展討論。在后續(xù)的授課過程中，應注重培養(yǎng)學生的開放性思維，在講解某種測試方法時，除了線下資源上傳的參考文獻，鼓勵學生自主檢索文獻，拓展該測試方法的應用和適用材料。

3.2.2 培養(yǎng)自主能力

本門課程的課時全部為理論課，不包含實驗課。但在后期的授課過程中，可從中分離3～5 個課時用于測試實操，依托本學院分析測試中心的平臺，讓學生動手操作常用測試設備，如電化學測試儀、矢量分析儀和接觸角測試儀等，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)，查閱文獻，對數(shù)據(jù)進行分析和評價。以此來提高學生的動手操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

4 結語

本文對傳統(tǒng)研究生授課模式進行改革，引入線上線下聯(lián)動的混合式教學模式，其中小部分內容由學生課下利用線上資源進行自學，大部分內容由教師在課堂上輔助講授原理、學生主導講述數(shù)據(jù)分析過程，期間教師輔助講解數(shù)據(jù)分析軟件以及繪圖方法，課后學生利用線上資源進行鞏固。這種教學模式的改革可以激發(fā)學生學習的自主性、提高學生的邏輯表達能力，并培養(yǎng)學生測試樣品、分析數(shù)據(jù)的科研素養(yǎng)，對培養(yǎng)新時代紡織類研究生具有重要意義，同時為研究生課程教學改革提供一定參考價值。