《纺织材料学实验》课程建设探索

潘 虹，徐丽慧，王黎明，丁 颖,杨 群,沈 勇

(上海工程技术大学 纺织服装学院,上海 201620)

0 引言

《纺织材料学》是纺织工程专业重要的基础课程，其配套的《纺织材料学实验》课程实践性强，技术要求高，是实现纺织行业人才培养目标的关键[1]。在纺织工程专业学生进入专业课程学习的起始阶段，通过实验课程提高学生的专业兴趣和专业认同度，也能起到事半功倍的效果。随着科技的发展，纺织测试设备也在更新换代，国家标准、行业标准更新的频率逐渐增加，有一些标准也提高了等级。有些实验内容仍然是多年前的实验项目和设备，已经被社会淘汰，对《纺织材料学实验》 课程的实验内容进行重新设计是十分必要的。近几年，网络教育快速发展，网络教学资源的运用可以填补很多线下教育的空白，查缺补漏，提高实践教学效果。新的高等教育形势下，对学生综合素质的提升需求也要求对实践课程的教学模式进行探讨，因此，探究实践课程的新教学模式，培养具有较强实践能力和自主创新能力的综合素质人才，是新形势下实践教学的必经之路。

1 优化课程内容，锻炼实践能力

1.1 与时俱进，优化实验内容

《纺织材料学实验》是配合《纺织材料学》理论课程开设的一门独立的实践课程。这门课的学习要求学生在已经具备纺织材料学理论知识基础上，熟悉常见纺织材料相关的测试仪器，掌握纺织材料相关实验基本操作技能，培养学生运用所学纺织材料学基础理论知识分析与解决实际问题的能力，提高学生的动手能力和创新能力。调研了兄弟院校开设的同类课程内容，结合新国标要求和行业标准的修订，并在综合考虑本专业理论课程进度和实践课程学时的基础上，本课程对纺材实验内容进行了优化。增加了新国标中先进的实验设备和方法，比如之前的条干均匀度测试，黑板条干与电容条干等都可以进行，黑板条干法有一定的主观判断，电容条干由实验设备直接给出数据，更加客观。之前的实验设计主要采用黑板条干法进行纱线评级，电容条干法为辅。现在的实验设计则是以电容条干均匀度作为条干均匀度的测试方法，黑板条干法作为扩展内容。同时，对实验项目也进行了调整，调整单一的测试项目到综合实验项目中。比如，原来的纱线分级实验中只有克重棉结杂质粒数和黑板条干均匀度的测试项目，纱线强度和细度都是独立的测试实验，新的实验设计参考新国标的要求，将纱线细度、条干均匀度、纱线强力、纱疵数和棉结杂质粒数等综合为一个实验，每项测试结果分析结束后，综合分析纱线质量，对纱线的等级进行评定，并分析实验中的影响因素，提出改善措施。将独立的测试项目整合为一个完整的纱线质量评定实验，有助于锻炼学生的综合分析能力和解决具体问题的能力。

1.2 变单一为综合，理论联系实际

目前的课程主要内容包括：常用纺织纤维的认识及鉴别；中腔胞壁对比法和偏振光法测棉纤维成熟度；中段称重法和气流仪法测定纤维细度；纤维拉伸性能测试；纤维卷曲性能测试；纺织材料的回潮率测试；纤维比电阻测定；棉纱线分级；纱线捻度测试；本色棉布分等；织物的机械性能；织物的服用性能等。优化实验内容后，测试项目从纺织材料的最原始形态——纤维到最终的成品面料均有涉及，实验内容更加丰富；实验项目有单一的验证测试也有综合分析实验，实验项目设计自成体系而又相互贯通，提高学生综合性实验能力，锻炼学生独立设计实验能力和逻辑分析能力；学生能够更全面地进行纺织材料实验训练，包括设计实验，分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论，这种模式的训练更趋向于实际问题的分析与解决，提高运用这些基础理论知识分析纺织领域复杂的工程问题和解决实际问题的能力，更加符合当下的人才培养需求。

1.3 根据内容调整学时，合理设计实验

纺织材料实验课增加了综合实验项目，里面包含若干个小的实验项目，需要学生综合分析各个实验项目的结果进行总结归纳，并分析影响因素，提出改进措施，因此，对学生实验时间就有一定的要求。另外,在现有基础上拓展教学内容，鼓励学生自主设计实验，将创新想法带入实践课堂。这些都需要重新优化学时，合理安排实验。时间太短，学生以做完实验为目的，匆匆忙忙完成实验，没有独立思考和归纳时间，缺乏自主创新的机会，影响教学效果[2]。当然，时间太长，学生长时间保持较高的实验强度，身心疲惫，也得不到好的实验效果。因此，教学内容发生变化，要合理安排实验时间，可以由每次2 课时延长为每次4 课时，或者集中实践，合理设计教学，将理论和实践教学时间穿插进行，有益于提高学生的独立思考能力和实践能力。

2 改进教学模式，激发自主意识

2.1 借助网络平台，提升预习效果

《纺织材料学实验》课程主要有3 个环节：学生课前预习；教师课中讲授并指导学生动手实验；学生课后处理数据得出结论[3]。课前预习环节主要依赖学生的自主性，因此教师应该想方设法提高学生的自主性。比如，定期推送纺织领域新材料的视频给学生，以小故事的形式引入实验内容，不仅提升学生的专业认同度，提高学习兴趣，而且引发学生思考，逐步引导学生自主学习。另外，之前的教学中，教师并不能确切了解学生是否进行预习，预习到何种程度，随着网络教学的兴起，网络教学平台可以实现教师对预习质量环节的掌握。教师提前将需要预习的实验内容提交到平台内，并设置任务点和学习分值，学生对实验内容进行预习后，给出预习报告，对实验内容有所了解和掌握才能进入实验地点进行实验操作。学生对实验内容进行了预习，才会在学习过程中提出疑问，有动力和能力在实验课堂上构成自己独立的实验设计思路，疑问在课堂上得到解答和验证，学生得到了实验的成就感。对比学生在对实验内容一无所知的情况下按照教师说一步做一步完成实验，显然效果要好得多。

2.2 以学生为中心，因人制宜设计教学方法

在课堂的讲授过程中，教师应灵活运用启发式、讨论式、问题引入式等教学方法，将之前逐条讲述的传授式教学方式，改为尽量以学生为中心，引导学生发现问题和提出问题，变为自主学习为核心的教学模式。学生带着预习中提出的问题先自己思考，尝试提出解决办法，完成课堂实验的设计，教师过程中要加以启发引导，最后由学生进行实验验证。这样不仅能提高学生的注意力和学习积极性，加深其对理论知识的记忆和理解，而且也提高了学生的独立思考能力和创新能力，提高学生解决实际问题的能力。在实验过程中，还要注意针对不同背景的学生因材施教，实验间隙与学生多进行沟通交流，不能操之过急。有些学生高中实验做得不多，理论知识很强，但是动手能力较差，怕这怕那，实验开始，就站在旁边看别的学生操作，自己不敢上手。对这些学生，要监督他们每堂课都要动手操作，即使是一些团队合作项目，每个人都要分配到动手操作的环节，不能只是做一个记录者。往往几节课后，这些学生自信心有了很大提高，动手积极性也大大提高，后面的课堂都会踊跃做实验了。

2.3 课后总结分析，闭环设计严控质量

学生课后对实验数据的分析和总结也是重要的教学环节。有些学生只是注重课堂实验操作，完成课堂内容后，实验报告草草应付。思考-设计-实验-分析-改善是一个闭环，哪一个环节都不可缺。教学效果反馈显示学生综合分析能力有所欠缺，很大一个问题就是学生对课后实验数据的整理和分析不够重视。因此，为了激励学生积极参与到课后的实验报告环节,增加实验报告考核比重，对实验报告内容分值进行合理划分，增加实验反思环节，对实验操作情况、数据分析情况和实验反思情况分别设计对应的考核分数。严格要求学生认真计算数据，得出合理结论。如果数据异常，也要理性分析，反思实验过程，仔细查找产生异常数据的原因。同时，叮嘱学生认真记录同组者，严禁出现雷同报告。教师只有把细节的东西设计得更全面，学生才会更认真严谨地对待每一个环节。

3 完善教学环节，提升综合素质

实践教学不仅是理论知识的实践，也能更便捷更有效地锻炼学生的综合能力，为后面的科研、工作甚至是生活奠定基础。因此，学生各种实验能力的培养与知识点的掌握同样重要，而这些能力的培养渗透在教学各个环节，需要完善各个教学环节，提升学生的综合素质。

3.1 培养安全实验能力

实验课的教学地点是实验室，近年来，实验室安全事故时有发生，尤其是材料化工类的实验室，化学试剂，各种电力、压力的机械设备都对学生的安全存在很大的隐患。安全无小事，教学前的实验室安全教育非常重要。进入实验室教学前，可以利用网络平台，推送一些实验室安全事故视频给学生，让大家警惕容易出事故的隐患点，提高安全意识。教学过程中，教师也应该始终绷紧安全这根弦，安全防护设施不能忘记，每次试验前做好示范试验，交代清楚容易出事故的地方并提前做好预防措施。

3.2 培养精益求精的探索能力

很多学生在实验过程中，尤其是需要团队合作项目中，存在能不动手就不动手，课后借他人的实验报告抄一抄，能及格就好的不良现象。即使是参与到实验中，也存在把实验做完了就好，老师说一步做一步，自己不思考，操作不规范，粗心大意等问题。“工匠精神”很重要的一点就是精益[4]，实验中精益求精非常重要。教学中应重视对实验操作的考核，每个实验环节精确规范，严格要求[5]。同时，在实验教学内容前，展示一些错误示范，让学生懂得“差之毫厘，谬以千里”的道理，减少“差不多先生”，培养学生精益、专注的实验态度。例如，中段称重法测试纤维细度实验中，需要学生数纤维根数。纤维纤细，数量也比较多，有的学生数一会儿就失去了耐心，数出来的纤维根数不够精确，计算出来的纤维细度超出范围。实验前跟学生讲清楚，后面学生在做类似实验时就会严谨很多，出现异常数据，不仅分析出现异常情况的原因，还会要求重新做实验。细节处规范好，学生也会自觉提高对自己的要求，对实验内容精益求精。

3.3 培养诚信的科研素养

高校和科研院所学术诚信相关报道也时有出现，因此，本科阶段学生刚开始接触实验课程，就要对学生的学术道德进行严加规范。实验过程中时刻监督学生做好实验记录，尊重结果，严禁修改原始实验数据，严谨抄袭别人的实验数据，养成随时随地精确记录实验数据的习惯。每次实验要做好平行试验，出现异常数据不能盲从，随便修改自己的实验结论，要反复思考，找出问题分析影响因素，并记录全过程。教师要起到监督和着重培养学生习惯的作用，坚持将学术规范和学术道德教育贯穿实验课的始终，使学生养成诚信的科研习惯。

3.4 重视课程设计环节，提升学生认同度

课程内容的合理设计能提高学生的学习兴趣，提高专业认同度。因此，设计实验课程时既要重视设计的内容，又要注意引导的方法，不能生搬硬套，要结合内容才能达到效果。实验课的最后一个项目是织物的风格测试，我国的织物风格研究专家为精确测试织物的风格性能付出了很多努力。这个实验就选用了我国自主研发的YG821 风格仪和澳大利亚的FAST 风格仪的测试项目。学生通过两台不同设计原理的风格测试设备，对不同的织物进行风格测试分析，发现国产仪器测试的方便快捷和数据处理的清晰完全不输进口设备。我国纺织行业相关技术发展迅速，现在的纺织是创新的纺织、智能的纺织，目前的纺织行业需要的人才也涉及到方方面面，对提高学生的专业认同度有较好的促进作用。学生对专业的认同度更高，学习兴趣提升，反过来也能促进专业知识的掌握和对综合能力的锻炼。

4 结语

科技的发展势必带来纺织行业材料和设备的迅猛发展，《纺织材料学实验》课程更应该随着技术的发展不断更新知识，引导学生更快了解专业，毕业后快速融入行业。《纺织材料学实验》的课程建设思想上要高度重视，积极探索教学新模式，既重视内容的选择，又重视方式方法的推敲，将知识技能的传授、学生综合能力的培养有机融合，实现专业实验课与专业基础课、综合素质培养相结合的全方位教学，促进学生全面发展。