轻化工程专业“染料化学”课程的教学改革

刘 颖，栗志广，任学宏，付少海，黄峰林，王树根

(江南大学 纺织服装学院，江苏 无锡 214122)

我校(江南大学)轻化工程专业为江苏省品牌专业和重点专业，该专业以服务经济发展为立足点，以培养纺织染整技术专业人才为目标，为社会输送了大量高级染整工程技术人才。学生毕业后主要在轻化工程及相关行业从事技术支持、生产管理、质量服务及产品研发等工作。该专业的专业课程主要包括“纤维化学与物理”“染料化学”“染整工艺原理”“染整设备”及“染整助剂”等。其中“染料化学”是面向轻化工程专业本科生开设的一门专业核心课程，目前该课程在授课过程中主要采用以讲授为主的教学方式，系统介绍染料的理论基础知识、应用形式及发展前沿，染料中间体的类型及重要反应，各种染料的化学性质和合成方法，各类染料结构、颜色和应用性能之间的相互关系。通过该课程的学习，使学生掌握各类染料的合成方法、上染机理以及在纺织染整中的应用性能，培养学生分析和解决纺织品印染领域实际问题的能力。

一、 “染料化学”课程教学中存在的问题

1. 教学内容抽象，不利于学生直观感知

“染料化学”课程的教学重点为各种染料的基本知识及合成途径。染料的合成涉及磺化、硝化、胺化、羟基化、Friedel-Crafts反应、Kolbe-Schmitt反应、酰化及成环缩合等重要的单元反应，首先通过这些单元反应得到染料中间体，然后继续通过重氮化或偶合等反应进一步合成染料。虽然轻化工程专业学生在学习“染料化学”课程前已学习过相关基础化学课程，例如“无机化学”“分析化学”“基础化学实验”“有机化学”等，但这些课程的内容主要为基础性知识，学生难以将其融入专业课程学习中，且基础知识与专业知识学习间隔较长，学生往往会出现知识遗忘的现象，从而导致他们在专业知识学习过程中感觉学习内容偏难，提不起兴趣。

2. 教学方法单一，难以激发学生学习兴趣

“染料化学”课程的教学主要采用讲授法，教师通过研读大纲、备课、编写教案等过程熟悉教学内容，以PPT的形式将教学内容呈现给学生。而课程的核心内容——染料制备及纤维染色是一个动态的操作过程，教师的讲授仅通过语言来传递教学内容，无法让学生获得直观感知，随着时间的延长，记忆效果逐渐下降。从本质上讲，讲授式教学是一种单向的知识传递过程，学生可以选择性地对知识进行接收或者不接收，而教师并不能在当堂课上及时了解学生对教学内容的掌握情况，学生的“学”对教师的“教”的反馈速度较慢。

3. 缺乏与日常生活联系，没有形成有效的学习—应用—反思模式

“染料化学”课程中涉及的染料包括直接染料、还原染料、酸性染料、活性染料、分散染料及阳离子染料等，涵盖了日常生活中棉、羊毛、涤纶、腈纶等织物的染色处理。但该课程开设于大三第一学期，学生对服装面料成分的认识尚不完善，这使得学生难以构建理论知识—实际应用的思维体系；且教学内容偏向理论化，学生难以在教学过程中发现问题，进而从问题中对理论进行再认识。目前的教学缺乏与实际联系并以此促进学生进行反思。

二、 “染料化学”课程教学改革措施

1. 改革教学内容，合理构建专业知识体系

“染料化学”课程的教学重点是各类染料的结构与合成方法、上染机理，以及染料化学性质与应用性能之间的相互关系。其中染料合成及上染机理部分与“有机化学”“分析化学”等基础课程具有密切关系。所以教师在教学内容的设计上应兼顾学生的基础课程学习情况，适当引入基础知识及专业课程导入部分，引导学生从基础知识学习阶段自然过渡到专业知识学习阶段，加深学生对专业知识的认知，从而避免因专业性过强而难以激发学习兴趣的问题。

“纤维化学与物理”“染料化学”“染整工艺原理”“染整助剂”是轻化工程专业的核心专业课程，彼此互相联系、互为补充。所以，在设计“染料化学”教学内容时要树立全局观念，适当引入纤维结构、染整工艺、助剂作用机理等内容，使学生能在宏观上掌握染料从制备到使用的一系列过程。例如，活性染料被广泛应用于纤维素棉织物的染色，与其他纤维素用染料，如直接染料等相比，活性染料最大的优点在于结构中含有活性基团，能够以共价键合的方式接枝到纤维素棉织物上，从而提升染色织物的色牢度。在该内容授课过程中，可以引入“纤维化学与物理”课程中有关纤维素结构及化学性能等内容，并从基础化学角度解析纤维素中羟基与活性染料三嗪基或乙烯砜基之间的反应机理，使学生易于理解。然而在实际生产中，活性染料对棉织物的上染是一个复杂过程，其中包括加盐促染及加碱固色等过程，这就涉及“染整助剂”课程的知识。在授课过程中教师可引导学生构建专业课程之间的网络体系，明晰各部分内容之间的关联，以培养学生的概括整理能力，促进学生专业化养成[1]。

2. 改革教学方法，引入“翻转课堂”教学模式

“染料化学”是一门偏重理论的课程，内容深奥枯燥，传统的讲授式教学难以使教学内容生动有趣，致使学生上课时积极性不高，课堂氛围沉闷。为此，教师应改变教学模式，采用启发式教学，以激发学生学习兴趣，提高学生参与热情。例如，染料的基本性能有水溶性、与纤维的亲和力等，若采用传统的灌输式教学，学生难以记忆；若教师以视频或短片等素材引导学生认识何为染料、怎么应用染料、染色织物关键性能指标等方面内容，然后让学生以小组为单位对染料性能进行概括陈述，最后教师进行总结纠正，使学生在参与中理解知识、掌握知识。

“翻转课堂”是一种新颖的教学模式，它是以学生为主体，在课下对教学内容进行视频学习；教师从台前退居幕后，在课上组织学生进行小组学习、问题讨论，使每一名学生都能够参与到教学过程中，从而掌握学生的学习情况。在“染料化学”课程教学中，“翻转课堂”模式适用于染料上染机理的教学。教师通过视频呈现直接染料、还原染料、酸性染料、活性染料、分散染料及阳离子染料对纤维的上染过程，以及其中发生的化学键合、物理吸附过程；学生在课下对该部分内容进行学习并将问题总结出来；课上教师对学生进行分组，以间接的方式提出该视频中的几个关键问题，以了解学生对知识的掌握情况。针对上述视频课程，教师可以提出“概括指出用于棉织物染色的染料主要有哪几类及其染色机理”等问题。教师在课堂上深入学生小组、参与讨论，当学生有知识性错误时及时指出。“翻转课堂”可以真正实现以学生为主体、促进学生主动学习的教学目的，在专业课教学中可适当尝试应用并不断完善。

3. 改革教学组织形式，开展课外教学活动

开展多种形式的课外教学活动，在提高学生学习兴趣的同时，将轻化工程专业课程串联起来，加深学生对专业知识的理解。设计关于“染料化学”相关知识的创新训练计划项目，让学生在实验室动手操作，掌握染料合成步骤、使用工艺及性能表征等关键性问题；发挥我校与纺织加工、染色整理等相关公司校企合作的优势，将学生带到企业进行现场教学，加深学生对理论知识的印象，并指出实际应用中出现的问题及对问题的处理方法，从教室、实验室、企业三个场所对学生进行专业化教育[2]。

此外，引导学生在日常生活中发现专业问题并及时归纳总结。例如，平时生活中的棉织物服装一般有深色及浅色之分，深色织物洗涤时容易掉色，这可能是由直接染料染色而成的，因为直接染料湿处理牢度较差；浅色棉织物一般是由活性染料染色而成的，由于化学键合作用，其湿处理牢度较好，但活性染料上染率低，一般只用于浅色织物。这种学习方式能培养学生的专业意识，形成教学与应用的良性循环，从而提高教学效果。

三、 结语

通过改革教学内容、教学方法和教学组织形式，在教学过程中合理构建专业知识体系并适当引入“翻转课堂”教学模式，充分利用实验室、企业等资源，引导学生主动学习，激发学生学习兴趣，解决现有“染料化学”课程教学中存在的教学内容抽象、教学方法单一、与实际联系少等问题，使学生将基础知识与专业知识融会贯通，成为学习的主体，并学会应用专业知识解决实际问题。