“六位一体”教学方法在“纤维化学与物理”教学中的应用

陈 镇，邓继勇，陈建芳，张 何

(湖南工程学院 材料与化工学院，湖南 湘潭 411104)

“纤维化学与物理”是我校(湖南工程学院)轻化工程专业(纺织化学与染整工程方向)教学计划中具有承前启后作用的一门专业基础课。一方面，它是“无机化学”“有机化学”“高分子化学与物理”等先修基础课程的综合应用；另一方面，它又是后续专业课程学习的基础，与“染整工艺原理”“染料化学”“助剂化学”等课程有着密切联系(染整加工以纤维为基础、染化应用以纤维为对象)[1]。通过该课程的学习，使学生在了解高分子化学及物理知识的基础上，熟悉和掌握各类常用纺织纤维的分子结构、形态结构、加工制造以及它们的物理-机械、化学、染色等性能，从而为后续轻化工程专业核心课程的学习，以及今后从事纺织行业相关科研和生产实践奠定必要的理论基础[2-3]。因此，对“纤维化学与物理”课程进行教学改革的研究与探讨，保障和提升教学质量和效果具有重要意义。

一、 “纤维化学与物理”课程教学存在的问题

1. 内容相对抽象，学生理解困难

“纤维化学与物理”课程内容多，覆盖范围广，既包括高分子物的合成、结构与性能，也涵盖了所有常规天然纤维和合成纤维代表性品种，理论性很强，内容比较抽象，学生听起来感到枯燥乏味，如高聚物的化学合成反应，尤其是代表性纺织纤维的结构、理化及染整加工性能。由于学生还没有开始学习专业知识，基础相对薄弱，学习起来难度较大，教学效果不理想。

2. 学时少，内容多，课程教学时间紧张

我校“纤维化学与物理”课程学时总数为48(卓越工程师计划专业)，其中理论教学40学时，实验教学8学时。要在40学时内完成课程内容讲授，即使对授课内容进行了优选，在实际授课过程中时间还是比较紧张。如果学生不进行课前预习，完全依赖于教师的课堂讲授，学习起来就会比较被动、吃力[4]。

3. 教材陈旧，知识点需更新

该课程所采用的教材为蔡再生主编的“十一五”国家级规划教材《纤维化学与物理》，该教材于2009年3月出版，虽然这是目前市面上该课程的最新教材，但随着科技的进步、市场的发展、流行趋势的变化，近10年来，像黏胶纤维、竹纤维、氨纶纤维等越来越受到市场认可，发展迅速，产销份额显著增大，而这些内容在10年前出版的教材中介绍得很少，因此急需更新教材内容。

二、 “六位一体”教学方法的应用

针对上述问题，笔者结合我校的实际情况以及轻化工程专业学生的能力和素质水平，提出了“六位一体”教学方法并进行了实践探索。

1. “六位一体”教学方法

“六位一体”教学方法是根据“纤维化学与物理”课程的特点，将该课程的核心内容，如棉、麻、丝、毛、涤纶、锦纶、腈纶等代表性纤维的知识要点拆分成六个方面，即诞生(从哪里来)、应用(用到哪里去)、制备(合成和纺丝)、结构(分子和微观)、性能(物化和染整)、趋势(未来研发)来讲授，就像一个正方体必须由上、下、前、后、左、右六个面才能完整构成一样，缺一不可。通过将知识点拆整为零后再化零为整，使难点各个击破，重点内容突出，将有限的课堂时间全部用在“刀刃”上；同时，确保了专业课程内容与科技、行业的发展进步保持同步。

“六位一体”教学方法特别适用于平行式或独立的知识点章节教学，如在“纤维化学与物理”课程中，教材将纺织纤维分成纤维素纤维、蛋白质纤维、合成纤维三大类，每大类又细分成多个小类，每个小类就是平行或独立的知识点，即可采用本教学方法，使学生轻松掌握。

2. 教学案例

以课程中第六章“合成纤维”第三节“聚酰胺纤维”为例，其中“诞生”和“应用”部分布置学生课前去查阅资料，分别做成5～10分钟的PPT，上课时请两组学生上台讲解聚酰胺纤维的“诞生”和“应用”。通过查阅文献及网络资源，学生知道了原来生活中常用的尼龙就是聚酰胺纤维(锦纶)的音译，它是第一种被合成制备并工业化、产业化的合成纤维，1939年成为纽约万国博览会上最受欢迎的展品，1945年做成尼龙袜后，创下了当时几小时内销售400万双的纪录，在二次大战中，尼龙成为重要的军工材料，用于制备降落伞。而在今天，尼龙除了常用于带绳、泳衣及运动服外，还成为了引领第三次工业革命的3D打印技术的原材料等。这相当于让学生完成了课前预习。而在“制备”“结构”“性能”“趋势”方面，以教师为主导，结合启发式、探讨式、互动式等教学方法，从高聚物的化学合成到纤维的纺丝制备，具体介绍聚酰胺纤维的分子结构和形态结构，然后引出聚酰胺纤维的物理、化学及染整加工性能，并由其性能优缺点及市场需求、流行趋势，进一步提出聚酰胺纤维的发展趋向。

3. 教学效果

将“六位一体”教学方法运用到“纤维化学与物理”课程教学中，该课程的教学效果发生了显著的变化。

(1) 课程知识点更加清晰、全面、立体。通过对核心知识点进行六个方面的解析，让学生知道该纤维的“诞生(从哪里来)、应用(用到哪里去)、制备(合成和纺丝)、结构(分子和微观)、性能(物化和染整)、趋势(未来研发)”，使核心知识点在学习过程中更加清晰、全面、立体、丰富、饱满、有趣。

(2) 教学内容不断优化和更新。将核心知识点进行六个方面的解析后，使知识点更加细分，这样更方便对核心知识重难点进行区分，有助于把控教学进程，优化教学内容。尤其是在科技日新月异的今天，纤维性能不断发展，纤维新品种不断涌现，这样更有助于课程知识点的更新，并与生产实际紧密衔接。

(3) 知识结构更加紧凑，重难点突出。将核心知识点进行六个方面的解析后，使课程结构、知识脉络、重难点更加明了，从而便于教师在教学过程中从容地进行课程内容及知识点的优化、精选和重组，使整个课程的教学内容、教学设计更加直观明了，课程结构更加紧凑，重难点更加突出。

(4) 提高了课堂教学的趣味性。在讲授各种纤维的物理、化学及染整加工性能时，直接让学生以自己身上所穿着的或者自己拥有的一些衣服面料的穿着感受来描述一些感性认识和生活经验，如什么样的衣服适合贴身穿着，什么样的衣服适合户外运动穿着，平时如何去服装店挑选衣服等，这样课堂教学的趣味性提高了，气氛也活跃了。

(5) 提高了师生的参与和互动程度。通过“六位一体”教学，提升了学生的课堂参与度。学生不仅需要自己制作PPT，像产品经理那样对自家的商品进行介绍和讲解；同时，由于学习不再被动，课堂教学过程中采用启发式、探讨式、互动式等多种教学方法，大大提升了学生的参与度、抬头率。

(6) 学生学习更加主动。采用“六位一体”教学方法，由于学生已经在课前进行一些预习，如查阅第二天上课内容知识点的“前世今生”、发展历程等，在课堂上就不再被动，同时也使学生对课程、专业、行业有了更深层次的认识、理解及认同[5]。

三、 结语

“六位一体”教学方法是一种创新和尝试，充分发挥了教师的主导作用和学生的主体作用，可有效改变传统理工科专业课堂相对沉闷、枯燥的现象，使知识点变得生动、立体，使课堂内容教学变得轻松、活跃，使课程内容变得紧凑、简洁，大大提升了教学效果。更重要的是，通过“纤维化学与物理”课程的学习和“六位一体”教学方法的运用，培养了学生自主学习、科学学习的方法和思维，提高了他们的综合素质和能力。