工程教育专业认证背景下“纺织品染色与印花实验”教学改革

任 燕，习智华，邢建伟，徐成书

(西安工程大学 纺织科学与工程学院，陕西 西安 710048)

《华盛顿协议》是工程教育本科专业学位互认协议，其宗旨是通过多边认可工程教育资格，促进工程学位互认和工程技术人员的国际流动。2006年起我国参照《华盛顿协议》成员国的做法开展工程教育专业认证的试点工作，于2013年加入《华盛顿协议》成为预备成员，2016年6月成为该协议第18个正式成员。这意味着通过认证专业的毕业生学位将得到国际互认，同时也是我国高等工程教育走向世界的历史性见证[1-2]。轻化工程是实践性强的工科专业，“纺织品染色与印花实验”是我校(西安工程大学)纺织科学与工程学院专业核心课程体系中一门独立设置的专业实验课，它除了是联系“染整工艺原理”理论课程的重要桥梁外，也是提高学生分析和解决染整工程问题能力的重要实训环节。因此，在工程教育专业认证背景下，建设符合认证标准的“纺织品染色与印花实验”课程成为一个新的课题。

一、 传统模式下的实验教学现状

传统教学模式下，“纺织品染色与印花实验”课程的项目单一且固定，实验内容多局限于对应的理论课程，知识面窄，缺乏前沿性，存在与工厂实际生产脱节的现象；实验条件的限制与印染设备的制约，导致连续轧染染色、染色疵点的诊断、印花的对花等部分实验项目无法开出；课程的教学模式采用以教师讲、学生被动学为主，导致学生实验的积极性不高；指导实验的部分青年教师缺乏工程背景，实验内容难以延伸至实际生产中，导致实验效果不理想。工程教育专业认证的理念与传统教学模式存在较大不同，前者更强调学习成果，以学生能够做什么、思考什么为中心，学习期间学生的哪些能力和素质得以提升。这样一种教学理念的转变需要借助新的教学内容和教学模式来进行弥补和改善。

二、 “纺织品染色与印花实验”教学改革措施

1. 合理设置实验教学内容

“纺织品染色与印花实验”课程的教学目标是要求学生掌握棉、毛、丝、麻、涤纶、腈纶等常用纺织品的染色、印花工艺，染料的选择，印花色浆的配制，工艺参数的优化，各项色牢度的测试，并将其应用于解决复杂的染整工程问题。本着“教学工厂化”的理念，根据工程教育专业认证的标准，以工厂实际生产为依据，整合压缩原有验证型实验内容，增加综合型、设计型实验比例[2]。目的是希望学生从“跟着教师和实验教程走”的教学模式中跳出来，结合所学知识自行设计实验方案，通过文献检索等手段，激励学生在实验中发现问题、解决问题，探索书本外更深层次的理论内容，培养学生的创新思维和解决染整加工实际问题的能力。“纺织品染色与印花实验”课程教学内容优化前后的对比如表1所示。

表1 实验教学内容优化前后的对比

(1) 压缩原有实验项目，增设综合型、设计型实验。但此处的压缩并非随意摒弃，而是遵循“可比性”的原则，将具有可比性的实验项目合并。例如将酸性染料染色和酸性媒染染料染色合二为一。酸性染料与酸性媒染染料虽然在染色工艺上存在较大的差异，后者需要染色和媒染染色两步，但两者都能对蛋白质纤维进行染色。通过对比实验，让学生自行去捕捉两种染料对蛋白质纤维进行染色时，在染色工艺、影响因素等方面的异同点，有助于培养学生的独立思考能力和创新思维。直接染料的染色和拼色实验进行对比的目的亦是如此。

(2) 增设设计型、验证型实验内容，适当加大学生完成实验的难度。在实验过程中，学生借助恰当的资源、技术和工具，从查阅文献开始，经历实验方案的设计、实验步骤的制订、实验结果的分析等过程，分析问题和解决问题的能力将得以提升，也会激发学生实验的热情，在自己设计的实验中获得满足感、成就感。

(3) 第1～4、5～9、10～11项实验，三部分项目的类型按照验证→设计→综合的递进关系展开，保证学生能应用理论知识分析和解决一个较为复杂的染整工程问题。这种教学模式的设置，对于学生能力的逐步培养大有帮助，由浅入深、由简到繁的学习步骤也有助于更好地培养学生优化工艺参数、制订工艺路线的工程能力。

上述实验内容的改革是希望学生通过实验环节的训练，在后续的实践教学环节以及未来的实际生产加工中，能够对知识进行广泛而灵活的迁移，这样的过程也是培养学生独立思考、积累实践经验、夯实理论知识的必要过程。

2. 引入虚拟仿真实验平台

印染企业所用设备的特点是连续化、占地大、价格高、更新快，因为受到实验室条件、投入资金等诸多因素的影响，校内实验室未能形成完整、系统的连续化加工生产链[5]。我校轻化工程虚拟仿真实验教学中心为缓解这一问题提供了途径，借助三维虚拟仿真系统与VR技术，将一些较难在实验室实现和完成的实验项目生动地展现在学生面前，让学生身临其境，实现真实实验环境下无法操作或难以完成的实验教学功能。虚拟实验教学项目及内容见表2。

表2 虚拟实验教学项目及内容

棉织物的活性染料轧染染色在企业十分常见，但由于设备庞大，对湿热条件的要求高，难以在实验室模拟进行。虚拟仿真实验可以让学生通过角色扮演来完成实验任务，这种教学模式既激发了学生的实验热情，也让学生在“闯关式”实验中认知设备的关键部位，做到寓教于乐。虚拟仿真实验教学可呈现给学生连续化轧染染色设备及染色牢度测试的操作界面。虚拟仿真实验软件操作界面如图1所示。

图2 虚拟仿真实验软件操作界面

3. 改革考核方式

传统的“纺织品染色与印花实验”课程考核方式为实验报告+闭卷考试，但实验课程设置考试较理论课程更加复杂，无法将所有考核重点都集合于卷面，因此兼顾理论与实际操作的考核方式更为得当[6]。改革后的考核方式将重点放在评价学生能力是否提升、学生借助实验掌握了哪些知识点上，将考核指标分为实验操作、实验报告与讨论、期末考试成绩三部分，分别占总成绩的35%、30%、35%。

(1) 实验操作考核。实验操作考核的目的是为了规范学生的实验操作，保证实验结果的准确性。考核方式改革之前，实验课的成绩主要来源于实验报告，忽略了学生的实际操作，导致很多学生对最基础的化学玻璃仪器的使用都显生疏，对定量实验的重要性认识不足。实验规范操作的考核目的是要求学生注意实验细节，了解化学药品、助剂的用量对实验结果的重要影响，摒弃实验课可以蒙混过关的侥幸心理。同时，规范实验操作也可培养和加强学生的动手能力，为后续的综合实验、毕业设计等实践环节奠定良好的基础。

(2) 实验报告与讨论考核。在实验进行前要求学生预习实验内容，在实验报告中介绍实验目的、原理及方法；在实验进行中，要求记录实验步骤、实验现象和实验数据；在实验结束后，要求学生开展5～10分钟的组内讨论，计算、分析实验数据，同时对实验结果进行归纳总结，有实验样品的必须在报告中贴样并分析。综合型、设计型实验项目还要求学生先进行组内讨论，并在实验结束后将设计思路与实验报告一同上交。这些要求可以避免学生之间抄袭实验结果，保证良好的实验风气。

(3) 期末考试。考试内容包括实验安全、实验过程中易混淆的实验操作、实验对应的仪器设备操作规范、实验原理、拓展类的实验内容设计、“三废”处理等。考试旨在帮助学生发现实验过程中仍存在的不足，为后续实践课程打下基础，也为学生毕业后在化验室打样、质检部门试化验等工作奠定基础。

三、 结语

目前，我校正在积极开展工程教育专业认证工作，为了更有效地支持这项工作，培养高级专门技术人才，我们对“纺织品染色与印花实验”课程进行教学改革。该实验课程开设在大三阶段，这正是学生接受创新实验的初始阶段，若能在该阶段给学生创造新的教学模式，学生的实际动手能力和综合分析能力将大幅提升。所以，对现有实验内容的提炼，增设综合型、设型型实验项目，引入虚拟仿真实验，完善考核方式，将提高实践环节的教学质量，为企业培养更为“适销对路”的现代工程技术人才。