“织物抗静电性能测试”综合性实验教学改革探索*

刘 婧 杨 斌

(浙江理工大学 浙江 杭州 310018)

1 引言

在纺织加工过程中，织物很容易产生静电，静电的积累会影响到加工的顺利进行，也影响到成品的质量和服用性能，因此必须对静电现象引起足够的重视[1]．但静电产生的机理较复杂，学生在理论课学习过程中很难理解和掌握，即使开展了相应的实验课，但大部分都是演示性实验或单一性实验，学习主动性差[2～4]．

为了取得一定的学习效果，结合理论课知识点开展抗静电性能测试综合性实验显得尤为重要．在实验课中，我们指导学生利用多种实验方法来表征织物的静电性能，要求学生在实验报告中需讨论实验结果之间的关系，从仪器测量原理和规范操作流程角度出发分析引起实验误差的原因，从而在实践过程中，深入理解静电产生的机理，不仅使学生建立知识的关联性和系统性，开拓学生的视野，训练学生综合分析问题的能力和培养学生的学习兴趣，而且促进了学生的实验操作技能的提高和严谨求实的科学态度的养成．

2 实验室提供的仪器

实验室为学生提供的仪器有LFY-406织物表面比电阻测定仪、FY342E-Ⅱ织物感应式静电仪、YG403D织物摩擦带电测试仪、ESTE111型数字电荷仪和YG501D型透湿试验箱．

3 教学内容

由“纺织材料学”教材讲述到的“织物静电刺激评价”和“织物静电影响因素”知识点，我们可知织物抗静电性能评价指标有：静电半衰期、感应静电压、表面比电阻、摩擦带电电荷量和面电荷密度，表面比电阻是影响其抗静电性能的主要影响因素[1]．该综合性实验要求在一定温湿度下，分别用LFY-406织物表面比电阻测定仪、FY342E-Ⅱ织物感应式静电仪、YG403D织物摩擦带电测试仪测量织物的表面比电阻、静电半衰期和感应静电压以及摩擦带电电荷量和面电荷密度．在实验报告中，要求从表面比电阻、感应式静电性能和摩擦带电性能不同的角度出发来系统评定织物的抗静电性能，并分析织物比电阻与其感应式静电性能和摩擦带电性能之间的相互关系．

由“纺织材料学”讲述到的“织物静电影响因素”知识点，我们可知除了织物本身的表面比电阻以外，织物使用环境的温湿度也是影响其表面电荷散逸快慢的主要因素[1]．该综合性试验要求学生将YG403D织物摩擦带电测试仪摩擦过的织物放置在YG501D型透湿试验箱中，根据要求预先调节好试验箱中的温湿度，放置一段时间后将试验箱中的织物取出，利用EST111型数字电荷仪迅速测量其表面电荷量，并迅速重新放置回试验箱中，从而在实践中熟悉环境的温湿度对织物表面电荷散逸速度的影响，即环境的温湿度对织物静电性能的影响．

上述实验内容的设计将“纺织材料学”教科书中的“织物静电刺激评价”和“织物静电影响因素”知识点融入到实践教学中，当每一位同学分析自己的实验数据时，需要查阅“纺织材料学”教科书中的知识点，这样的学习过程使他们的目的性迅速增强，从而建立了知识的关联性和系统性，开拓学生的视野，学习效果提高，培养和提高了学生综合分析问题的能力和学习兴趣．

4 教学方法

学生在实验课开始前一周完成预习报告，内容包括：实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器和实验步骤．同时回答下列问题：

(1)从测量原理角度出发分析LFY-406织物表面比电阻测定仪、FY342E-Ⅱ织物感应式静电仪和YG403D织物摩擦带电测试仪的测量误差；

(2)织物静电现象产生的机理；

(3)影响织物抗静电性能的因素；

(4)织物电荷散逸的途径．预习报告由实验教师认真批阅，合格后方可进入实验室进行实验．进行实验时，实验教师演示测试仪器的规范操作流程，强调注意事项．学生2人为1组，认真记录原始数据和实验现象，实验教师不离岗，每组实验结束后对其实验记录进行点评，以保证实验任务高质量的完成，如果实验未达到要求，根据完成情况延长时间或另安排时间补做．

课后撰写实验报告，实验报告包括以下内容：实验名称、实验仪器、实验目的、合作者、实验条件、实验原理、实验步骤、结果与讨论、思考题．实验报告要求书写清晰、字迹端正、文理通顺、内容简明扼要，实验结果和现象解释合理．

成绩考核中注重学生的实际动手能力、实验数据的分析及综合处理能力和实验报告的撰写能力、建立平时成绩和期末考试成绩相结合的实验成绩考核方法，其中平时成绩占40%，期末考试成绩占60%．平时成绩由多元要素组成，包括实验报告、课堂考查、阶段考核、原始记录和综合素质等方面．实验报告强调规范性、以及对实验结果的体会．

利用上述实验教学方法可让学生意识到动手能力、数据分析和误差分析的重要性，促进了学生的实验操作技能的提高和严谨求实科学态度的养成．

5 教学效果

织物抗静电性能测试实验在实践课上要求学生利用LFY-406织物表面比电阻测定仪、FY342E-Ⅱ织物感应式静电仪、YG403D织物摩擦带电测试仪、EST111型数字电荷仪综合表征一种织物的抗静电性能，在实验报告中，要求学生从表面比电阻、感应式静电性能和摩擦带电性能不同的角度出发来系统评定织物的抗静电性能，并分析织物比电阻与其感应式静电性能和摩擦带电性能之间的相互关系以及环境的温湿度对织物静电性能的影响．结合规范的成绩考核标准，学生为了取得优秀的成绩，必须去认真操作仪器和结合理论知识点分析数据．

通过采用该实验教学方法，发现在课堂上学生为了取得正确的数据更加认真地操作仪器和记录数据，课堂气氛优良，为了合理解释实验结果学生去大量查找课本和文献，请教教师的同学数量大大增加，实验报告质量较高，知识点理解深刻，学生的学习兴趣明显提高，同时在此过程中学生能够意识到动手能力、数据分析和误差分析的重要性，促进了学生的实验操作技能的提高和严谨求实科学态度的养成．这是单一性实验教学方法远远达不到的教学效果．

6 结论

“织物抗静电性能测试”实验通过抗静电性能理论知识点与实验，实验内容与实验方法的全面结合，不仅使学生建立知识的关联性和系统性，开拓学生的视野，训练学生综合分析问题的能力和培养学生的学习兴趣，而且促进了学生的实验操作技能的提高和严谨求实的科学态度的养成．学生对教科书中涉及到的抗静电性能知识点理解深刻，并将它们牢牢刻在记忆中，当他们在毕业后工作中遇到静电问题时，可以迅速找出产生静电的原因，从而解决问题，达到大学教育培养高级专业人才的初衷．

参考文献

1 于伟东．纺织材料学．北京：中国纺织出版社，2006．340～342

2 任修红．大学物理静电场教学的探索与实践．四川文理学院学报，2007(17)：126～128

3 史小红．静电实验教学探索．中国校外教育下旬刊，2011

4 郭慧梅．全面分析静电场测绘实验的误差．实验室科学，2009(2)：85～86