“高技术纤维概论”课程的教学改革与实践

叶 锋，占海华，李旭明，景元明

(1. 绍兴文理学院 纺织服装学院，浙江 绍兴 312000； 2. 绍兴市人民医院，浙江 绍兴 312000)

“高技术纤维概论”是绍兴文理学院纺织工程专业的一门主修课程，共32学时。学生通过对该课程的学习，在了解基础化纤知识的基础上，掌握各种高技术纤维的基本概念、性能特点、发展状况、功能特性、制备流程、加工工艺与原理以及应用等，使学生深化和拓展已学的“基础化纤”课程中的基础知识，在新型高技术纤维产品的分子结构设计、合成、表征以及制备工艺等方面具备创新能力，并为学生未来的深造或就业打下坚实的理论基础。该课程的内容较多，共有三篇九章，要在32学时内理解所有的内容难度较大。笔者通过近几年的教学实践及学生的反馈，根据学生全面素质教育的要求，结合实际情况重新设定教学内容，使学生对该课程产生浓厚的学习兴趣，从而培养他们的独立思考与自主学习能力。

一、 “高技术纤维概论”课程教学内容的特点

1. 内容多，概念易混淆

“高技术纤维概论”课程第一篇分为四章，分别为高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚苯硫醚纤维及聚酰亚胺纤维，该篇安排18学时。由于内容多且复杂，概念非常容易混淆，要在规定的学时内理解课程所有内容是不现实的[1]。比如，这几类高技术纤维在后处理过程中都要使用等离子体处理法、氧化法、紫外光处理法、接枝法及共聚法等，这几个概念和方法有相似之处，且在条件不同的情况下又会有所不同，学生在学习过程中容易混淆概念;再如，碳纤维的制备有不同的原料和不同的方法，其制备过程都可分为原丝的制备、原丝的预氧化、碳化或进一步石墨化和碳纤维后处理四个步骤，这些过程看起来相似，但每一种纤维品种的预处理过程以及装备条件是完全不同的；还有气相碳纤维的生长机理以及活性碳纤维的活化机理，内容多且比较复杂，学生不易理解。

2. 内容抽象，不易理解

“高技术纤维概论”课程内容所涉及的知识范围较广，尤其是第二篇中的稀土发光纤维、阻燃纤维、导电纤维的理论性很强，内容比较抽象。比如，稀土发光纤维中稀土离子发光原理中的发射谱、能级跃迁等概念就很难理解；阻燃纤维中阻燃机理的探讨也很难建立模型，十分复杂，无法直观地解释其阻燃原理，因此要求学生对每一种阻燃剂的概念相当熟悉，且有一定的辨别能力；掺杂型导电纤维和本征型导电纤维的导电机理也是相对较难理解的内容。

3. 学时数少

纺织工程专业学生需要掌握“高技术纤维概论”课程的基本概念、各种高技术纤维合成以及加工工艺过程，但是由于该课程的内容较多、难度较大，要在32学时内掌握该门课程的所有知识有一定困难。所以需要根据专业设置情况和实际生产需求对教材内容进行取舍，将重点放在纤维加工工艺等方面，而对于一些高分子合成以及表征等知识点则有选择地简单介绍。

二、 “高技术纤维概论”课程教学改革措施

开设“高技术纤维概论”课程的主要目的在于通过对该课程的学习，使学生在专业知识、专业能力和综合能力等方面得到提升。为了让学生摆脱纺织品传统加工方式与传统思维的束缚，激发创新思维，不仅要求学生理解基本概念，掌握基础理论并灵活运用，还要求他们了解高技术纤维的物理化学性质、研究现状及未来发展方向，培养学生分析问题及解决问题的能力[2]。在“高技术纤维概论”课程教学过程中，我们从以下几个方面进行了改革。

1. 筛选教学内容

“高技术纤维概论”课程内容较多且难易程度不一，教师在备课过程中可将教材中的知识点进行分类，适当删减一部分内容，突出重点学习的章节，着重讲解基本概念，运用多媒体、板书、课堂解答、课后答疑等多种方法，加深学生对课堂教学内容的理解和掌握。绍兴文理学院目前使用的教材是2012年版天津工业大学西鹏教授主编的《高技术纤维概论》，该教材是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，内容分为三篇九章，包括高性能纤维(高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维)、高功能纤维(稀土发光纤维、阻燃纤维、导电纤维)和特种高技术纤维(相变储能纤维和生物医用纤维)。高性能纤维是该课程的最主要部分，涉及较多的基础知识，容易混淆概念，还涉及很多高分子化学和物理知识，针对纺织工程专业学生高分子基础较弱的实际情况，选择重点讲解，而一些非重点内容在课堂上简单介绍即可。例如在第二章中删去了聚丙烯腈树脂的聚合过程以及原丝预氧化的化学反应等内容，主要让学生了解聚丙烯腈后期纺丝工艺及预氧化的目的，以便于有针对性地对学生讲授各种加工工艺；第三章中适当删减聚苯硫醚的表征过程以及合成工艺，重点介绍聚苯硫醚纺丝的流变特殊性；第四章中删减聚酰亚胺的合成过程，而重点突出其加工工艺和改性方法。

2. 改进教学方式

(1) 合理运用多媒体资源。为了让学生更好地理解所学内容，并充分调动学生的学习积极性，在教学过程中应将枯燥乏味的理论知识通过不同的手段加以直观化与形象化。我们运用多媒体资源将大量的知识信息通过图片或动画的形式展现给学生，不仅可以活跃课堂氛围，还可以提高学生的学习兴趣。如纺丝过程中干法、湿法以及干湿法过程，可以通过动画演示其喷丝过程[3]；又如在讲解阻燃纤维的阻燃效果时，可以通过点燃几种不同级别的纤维，对比这些纤维的阻燃性能。但是还有一些内容如聚酰亚胺结构特点，其中涉及化学公式，多媒体教学方式并不能很好地表达清楚，学生无法很好地理解，所以教学时需要结合使用板书才能达到较好的效果。

(2) 互动式教学，自主学习。教学过程是教与学互动的过程，但传统的教师教、学生学，学生会对知识理解产生依赖性，难以做到独立思考以达到对知识的掌握。教师可以采用互动式教学方法，比如对某一些较简单的内容，请学生提前预习并进行整理，然后上讲台进行讲解，这样不仅可以提高学生的自主学习能力，还可以锻炼学生的语言表达能力。又如在讲解新内容之前提出几个关于本次课教学内容的问题进行导入，使学生带着问题听课，这样不仅能提高学生的注意力，也可增加学生的学习兴趣。课堂提问与小组讨论形式也是提高学生学习积极性的方法，在教学过程中教师是学生的引导者与启发人。

(3) 理论结合实际。学习“高技术纤维概论”课程，除了化纤基础知识外，还要掌握各种纺织纤维的物理化学性能以及机械性能，为学生未来的就业打下坚实的理论基础。纺织品和纺织纤维与人们的日常生活密切相关，因此在讲授纺织纤维的各种性能时，尽可能结合实际生活案例以加深其印象[4]。例如讲解导电纤维时，对导电填料添加量低时具有电磁屏蔽效果知识，以冬天脱毛衣时出现静电作为例子，经过抗静电剂处理后就消除了静电现象，帮助学生加深记忆；在介绍碳纤维时，以中国歼-20隐形战斗机为例讲述碳纤维的重要性，也可介绍我国在碳纤维制造方面的成就来加深学生对碳纤维的了解[5]。

(4) 适量的作业。作为一门专业学位课程，学生和教师对“高技术纤维概论”课程都很重视，为了使学生巩固所学知识，布置适量的作业是必不可少的。教师认真批改学生上交的作业，对错误问题进行总结归类，并专门安排时间答疑，教会学生正确的解题思路与技巧，使学生深入理解知识点。

三、 结语

通过对“高技术纤维概论”课程教材内容适当删减，采取多样化、互动式教学方法，介绍现实生活中学科应用的例子，充分发挥教师的主导性，提高了学生的学习自主性，获得了良好的教学效果。对于高技术纤维这门学科，既要从知识的整体性出发选择侧重点，又要从专业角度考虑，引入先进的科学理念与科技成果，使学生更好地掌握高技术纤维理论知识，得到实践锻炼的机会，培养创新思维。

参考文献：

[1] 王依民，王海萍.高技术纤维课程教学与本科生培养的关系[J].中国校外教育，2009(8):113.

[2] 夏于旻，王燕萍，王依民.高技术纤维课程教学与专业人才培养探析[J].湖州师范学院学报，2015(12):23-25.

[3] 王永斌.高校多媒体教室校企合作运行维护服务体系研究[J].纺织服装教育,2017,32(3)：190-194.

[4] 牛艳丰，于敏.超高分子量聚乙烯纤维在民用领域的应用进展[J].纺织导报，2016(10):94-95.

[5] 韩笑，刘建军，王希杰，等.碳纤维复合材料在通用航空器上的设计与应用[J].军民两用技术与产品，2015(7):8-11.