研究生“纺织材料测试技术”课程混合式教学模式研究与探索

王洪杰，王 赫，阮芳涛，杨 莉，魏安方，张 宁

（1.安徽工程大学 纺织服装学院，安徽 芜湖 241000；2.威海机械工程高级技工学校，山东 乳山 264500）

研究生教育是我国高等教育的最高阶段和重要组成部分[1]。作为高等教育的最高层次，研究生教育肩负着为国民经济发展、培养高层次创新人才的重任[2]。经过系统学习，研究生毕业生需要掌握扎实的基本理论知识，并具备解决科学问题的方法和能力。随着高校扩招，研究生的人数逐年增加，随之而来的是研究生教育的优化与改革问题。理论课程学习是我国一年级研究生的必经环节，是研究生培养的关键环节[3]，因此，研究生课程的教学改革是研究生培养过程中的重要一环。

根据学院对学术学位硕士研究生的培养要求，应培养具有高度的社会责任感、良好的人文和道德素养，掌握扎实的专业知识、技能和方法，具有一定创新精神和理论研究能力的纺织类高层次专门人才。其中所要求的创新精神和理论研究能力主要体现在文献检索、实验方案设计、实验样品制备、样品测试、数据分析和原理研究等方面。通过本课程的学习，学生将学习并掌握科研工作中最重要的分析测试手段和数据分析方法。

相比本科生课程，研究生课程的改革与实践还处于起步阶段。“纺织材料测试技术”课程是本校（安徽工程大学）纺织科学与工程专业学术型研究生的必修课程，通过本课程的学习，学生将学习并掌握科研工作中最重要的分析测试手段和数据分析方法。主要内容涵盖了在纺织材料研究中所需要用到的分析测试设备，既包含纺织纤维的传统测试，也包含纺织材料如织物、纤维膜、无纺布等的性能测试。课程内容的介绍围绕功能性纺织品如自清洁纺织品、抗菌纺织品、防辐射纺织品等，重点介绍功能性纺织品的测试方法，如电镜、红外、热分析、元素分析等测试手段，结合实际应用案例讲解纺织材料常用的分析测试手段，提高学生的材料测试和数据分析能力。本课程的教学方法相对传统，需进行改革以适应新时代的研究生教学需求。

1 当前“纺织材料测试技术”课程教学现状

1.1 缺少对口教材

纺织材料属于材料的一个分支，主要研究纤维及其制品的制备与应用。所采用的测试技术和设备有些是跟其他种类的材料通用的，比如红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、X 射线衍射仪、差示扫描量热仪、热重分析仪以及电子显微镜等；而另外一些测试技术和设备是纺织材料专有的，比如纤维长度、细度、卷曲和异形度的测试等。在现有的教材中，找不到同时包含这两部分测试的纺织材料测试专用教材，缺少对口教材。因此，本课程从《纤维和纺织品测试技术》中摘选纺织材料专有的测试技术，从《聚合物研究方法》中摘选通用的测试方法，融合这两部分内容，进行“纺织材料测试技术”教案和PPT 的编写和展示。

1.2 教学模式过于传统

目前的教学模式主要以教师讲授为主，学生课堂讨论为辅，同时采用学习通进行学习材料的在线共享。虽然这种教学模式在一定程度上实现了线上线下相结合，但模式过于生硬，存在以下两个问题点：第一，课程内容没有针对性。当前的教学内容主要包含纺织材料的特有测试和通用测试。虽然教师提前将学习材料上传学习通供学生预习，但课程内容过于程序化，目的性不强，不贴合学生的实际测试需求；第二，教学方法相对保守。虽然进行了线上线下相结合，但并未完全利用好这种模式。目前学习通上传的所有课程内容都会由教师在课堂讲授，虽然期间会结合学生各自的研究方向，与学生进行互动、讨论，加强学生理解，但其中某些测试方法如纤维长度和细度测试等，学生在实际的课题实际进行过程中用到的可能性非常低，学生学习兴趣低，课堂学习效果较差。因此，基于以上两点问题，需对“纺织材料测试技术”进行混合式教学模式的改革。

2 混合式教学模式探索

混合式教学是一种全新的教学模式，而线上线下相融合的教学模式是新时代背景下促进教育改革创新的重要突破口[4]，本课程之前的教学方法较为传统，需进行改革与创新。本文将从以下两方面开展混合式教学模式的探索与研究。

2.1 定制优化课程内容

当前“纺织材料测试技术”课程内容具有普适性，适合所有的纺织类研究生。但现课程内容里面所包含的纤维长度、细度和卷曲度等测试内容，虽然属于纤维材料所特有的基本性能测试，但在研究生的实际课题进展过程中用到的几率较低，因此，需要对课程内容进行选择性优化。

根据本学院学科方向和研究内容划分，可将我院研究生归属到四大研究领域：轻化染整、复合材料、服装工程和先进纤维材料。在开学初即对学生的拟研究课题进行摸底，根据学生的研究课题有针对性地选择课程中需要介绍的分析测试方法，做到有的放矢、因人制宜，最大限度地实现本课程的育人目的。由于本课程的开课时间集中在研究生一年级上学期的第三周或第四周，因此，在研究生入学后有充足的时间与学生沟通，共同定制并优化本学期的课程内容。课程内容优化过程如图1 所示。

图1 课程内容优化过程示意图

2.2 线上线下教学联动

2.2.1 线上资源建设

将课程PPT、视频和参考文献等资料上传系统构建线上资源，并对其按章节进行不同级别的目录划分。其中一级目录主要为两部分：纺织纤维基本性能测试和纺织材料测试。纺织纤维基本性能测试一级目录下的二级目录主要包括纤维长度、卷曲、热收缩、细度、成熟度和捻度等测试方法介绍，包括测试原理介绍和测试设备介绍等，资源类型有PPT 和视频，这部分内容主要供学生课后自学了解；纺织材料测试中所包含的二级目录有形貌分析、波谱分析、热分析和其他分析测试，每个二级目录下有对应的测试方法介绍，此部分内容的线上资源类型有PPT、视频和中英文参考文献，包含各种测试方法的原理、设备、制样和数据分析。此部分内容供学生课后预习使用。线上资源建设目录、内容和学习方式如表1 所示。

表1 线上资源建设内容

2.2.2 线下课堂建设

当前的授课方式以教师讲授为主、学生讨论为辅。先由教师对所用分析设备的基本原理进行介绍，然后讲解制样方法和设备的使用方法，最后介绍该设备在纺织材料测试上的具体应用，课堂讲授期间与学生讨论和交流。经过线上资源的建设和课堂改革后，课堂转变为学生主导型、教师辅助型：首先，在课堂上由教师介绍本次课程需要用到的测试方法，其中原理部分由学生课前在线下资源里面学习了解。课堂上先由教师简单介绍该测试设备的原理及其测试内容，重点介绍该测试的制样方法以及测试注意事项。其次，将课堂主导性交由学生，由学生根据课前从线上资源中了解到的PPT、视频以及参考文献，从其中摘取对应的数据分析在课堂上跟同学们分享数据分析过程。以纳米纤维膜的扫描电镜图片为例，课堂上教师先简单讲解扫描电镜的原理及用途；然后由学生讲解从线上资源的参考文献中摘取电镜测试部分，跟同学们分享数据分析过程，包括形貌、直径分布等数据信息；期间教师引导学生对数据分析展开讨论，并拓展此类形貌的纤维膜的其他潜在应用。最后，教师向学生讲解该部分数据所用的数据处理软件。以纳米纤维膜的扫描电镜图片为例，向学生介绍纤维直径分布统计软件Nano Measurer 以及数据绘图软件origin，并要求学生课后从线上资源中寻找电镜图片，做直径分布图并做数据分析。

通过线上资源与线下授课相结合的方式，不仅能够让学生高效地了解纺织材料的测试方法，而且能够有效地针对所获数据进行分析，有利于培养学生在科研工作中的数据获取和分析能力。线上线下教学联动过程图如图2 所示。

3 教学效果反馈与反思

3.1 教学效果反馈

本课程面向本学院的学术型研究生，近几年每届学生人数均不超过10 人，因此为了更好地接收学生的反馈，本课程的课后反馈以线下座谈会的形式进行。主要内容分为两部分：学生对本学期教学手段的评价以及对课堂分享环节的体会。对于教学手段的评价，学生的反馈主要集中在两点：第一，该教学方法能够有效筛选学生需要的测试方法，具有针对性，对科研工作的开展帮助很大；第二，本课程全部为理论课程，希望增加实操课时。对于课堂分享环节，学生表示该方式可以提高自身的文献阅读能力以及科研思维，个人主导课堂能够促使自己课后更主动地去检索相关资料，在课程学习过程中提高自身的科研素养。

3.2 教学效果反思

学生对线上线下混合式教学模式反馈较好，但在教学过程中仍发现一些问题需要在后续的教学中进行持续改进。

3.2.1 培养开放性思维

在学生主导课堂的讨论过程中发现，大部分学生的思维只局限于线上资源的参考文献，对于该种测试方法的应用没有进行拓展讨论。在后续的授课过程中，应注重培养学生的开放性思维，在讲解某种测试方法时，除了线下资源上传的参考文献，鼓励学生自主检索文献，拓展该测试方法的应用和适用材料。

3.2.2 培养自主能力

本门课程的课时全部为理论课，不包含实验课。但在后期的授课过程中，可从中分离3～5 个课时用于测试实操，依托本学院分析测试中心的平台，让学生动手操作常用测试设备，如电化学测试仪、矢量分析仪和接触角测试仪等，并根据所得数据，查阅文献，对数据进行分析和评价。以此来提高学生的动手操作能力和数据分析能力。

4 结语

本文对传统研究生授课模式进行改革，引入线上线下联动的混合式教学模式，其中小部分内容由学生课下利用线上资源进行自学，大部分内容由教师在课堂上辅助讲授原理、学生主导讲述数据分析过程，期间教师辅助讲解数据分析软件以及绘图方法，课后学生利用线上资源进行巩固。这种教学模式的改革可以激发学生学习的自主性、提高学生的逻辑表达能力，并培养学生测试样品、分析数据的科研素养，对培养新时代纺织类研究生具有重要意义，同时为研究生课程教学改革提供一定参考价值。