摘要：基于纺织工程专业本科教育现状,提出多元化启发、研讨式互动、全方位实践、多样化结合、过程性评价的教学改革措施,探索新形势下纺织工程专业教学改革策略,提升学生的工程实践、创新创造创业、团队合作、语言表达、独立思考、发现问题、分析问题及解决问题的综合能力,注重过程性评价,从对单一知识考核转向对综合能力评价,不断提升我国纺织工程专业人才培养质量及核心竞争力。
关键词：纺织工程专业; 教学改革; 人才培养质量; 改革策略;
纺织工程是一门应用性、工程性和实践性很强的学科,传统的纺织工程教育存在注重灌输式理论教学、单一化课程评价模式、教学手段落后、信息化程度低、教育技术落后等问题,难以满足信息化时代的要求[1]。随着新一轮科技革命和产业变革的到来,互联网、物联网、大数据、人工智能、新材料、新能源等新科技的应用以及新商业模式的快速崛起,国家创新驱动发展、“互联网+”以及“一带一路”建设的实施,创新、协调、绿色、开放、共享新发展理念的落实,知识更新和新知识产生的速度不断加快,这些发展和变化对现代工程技术人才的知识、技能、素质和视野提出了新要求[2]。在此背景下,传统纺织工程专业教育面临新的挑战,为此笔者提出了多元化启发、研讨式互动、全方位实践、多样化结合、过程性评价的教学改革措施,探索新形势下纺织工程专业教学改革策略,以提升学生的工程实践、创新创造创业、语言表达、团队合作、独立思考、发现问题、分析问题及解决问题的综合能力。
一、 多元化启发式教学引导学生深入思考
笔者在纺织工程专业教学时,要求学生自主查阅相关资料,或者结合自己的实际经历,或者根据看过的影视作品中的服装及道具,运用所学纺织专业知识进行主题发言。学生提出的发言主题有胶囊式成衣、无供能机械手臂、3D打印血管/面料、室内小太阳织物、可调节枕头、超级纺织机器人、大块洄游定向鱼道、流浪地球维生服、篮球护膝、游艇夹层织物、感受偶像心跳服装、量子隐形衣、火星着陆防撞击服装等。比如,有学生看过《流浪地球》电影后提出可以设计一款流浪地球维生服;有学生特别喜欢某个歌星,觉得可以设计一款能够实时感受偶像心跳的服装,穿着该服装去看演唱会,会有一种特殊感受;有学生觉得枕头的高度不太合适,睡觉或者躺着看书时让人感觉不适,提出设计一款可自动调控高度的枕头;有学生喜欢量子物理,提出了量子隐形衣的想法。同时,在课程教学过程中适当引入思政内容,结合“学习强国”APP中的科技板块,让学生熟悉相关科技发展历程及前沿技术。此外,建议学生观看纪录片《丝绸之路》及CCTV《发现之旅》栏目的《纤维改变生活》等纺织类科普节目,帮助学生树立正确的世界观、人生观及价值观,提高学生的政治素养及品德修养。
二、 研讨式互动提升学生学习兴趣
1. 案例教学
改变传统的灌输式教学方式,在教学过程中适时引入案例,调动学生的学习兴趣。针对主题或者案例,教学内容不局限于课本,将一些新的高科技纺织品作为案例或者研讨主题引入课堂,如可穿戴技术、3D打印技术、纺织智能制造技术等,引发学生积极思考,结合当代大学生的个性及心理需求,不断提升其对纺织专业的学习兴趣。
例如,将港珠澳大桥作为高科技纺织品的应用案例。港珠澳大桥建设中使用了一种高性能纤维,即超高分子量聚乙烯纤维。该纤维用于制作大桥的吊绳,教师将单根纤维承重(35千克)、吊绳中纤维数量(14万根)、轻质高强特性(重量仅为钢绳的1/7)、吊装重量(6 000吨)及使用寿命(120～150年)等相关知识点如抽丝剥茧般层层引入,再逐步过渡到课程教学内容,极大地提升了学生的学习兴趣。通过这种案例分析,让学生知道纺织品不只是纱线、面料,其应用领域无限广阔,上可升天(航空航天用纺织品),下可入地(土木建筑用纺织品)。
针对2020年初暴发的新冠肺炎疫情,引入有关个人防护纺织品的案例,介绍N95口罩(材料体系、不同类别、制备方法、性能要求、评价标准、保存与清洗)相关内容,举例说明口罩的核心过滤层熔喷非织造布工艺及SMS口罩加工过程,加深学生对防护纺织品专业知识的理解。同时,还拓展到防护服(性能指标、不同分类、所用材料、测试标准、应用场合)以及抗菌、过滤、防病毒、防粉尘颗粒等健康纺织品知识,提高学生对接触传染、飞沫传染、气溶胶传染病毒及细菌的防护意识。
2. 研讨式教学
教师预先设计研讨主题,采取学生独立思考(5～7 min,自由选题,查阅相关材料,可以手机搜索)→自由分组(2～3 min)→小组讨论(5～7 min)→小组成员陈述(5～10 min,随机抽查、自由陈述)→教师总结(4～5 min,小组发言结束或者全部研讨结束后进行补充)的方式开展研讨式教学。通过学生间的多边交流、互相讨论而寻求真知的教学方法,再辅以教师的积极引导和及时总结,教学效果明显提升。
采用研讨互动式教学方式能够丰富教学内容,活跃课堂气氛,提高学生的参与度。通过独立思考—小组讨论—师生互评的教学过程,既激发了学生学习的主动性,又解决了学生上课玩手机的问题,使学生加深对课程内容的理解。学生在独立思考过程中,根据自己所学专业知识并查阅相关资料,自主探索一些开放性的研讨主题,发现问题、分析问题、解决问题。小组讨论环节既丰富了学生的知识,也增强了学生的语言表达能力。
三、 全方位实践教学提升学生工程实践能力
现有纺织工程专业的实践教学包括校内和校外两部分,但以校内实践教学为主。校内的一些设备比较陈旧,实践性环节单一,与纺织产业链结合较弱,缺少与新兴学科深度融合的企业实践。笔者在实践教学方面主要进行了以下改革。
(1) 增加实践教学比例,先在校内进行课程实践,了解基本的操作、原理及过程,再到相关企业进行社会实践,了解最新的纺织行业发展现状及技术。在选择校外企业时,积极寻求与纺织学科深度交叉融合的企业,尤其是纺织与生物、医学、高分子材料、信息、能源、电子、人工智能、大数据、智能制造等企业,增强学生对新兴工程学科发展的了解,也符合“新工科”的培养要求。当前,随着美国及欧洲国家提出的革命性纤维与织物、未来纺织的国家级战略,纺织业已与“工业4.0”进程紧密结合在一起,是带动产业升级的新动能,成为新的发展潮流。“大纤维”“大纺织”产业链及其颠覆性影响已进入全新时代。因此,选择与纺织交叉融合的企业十分重要。
(2) 聘请企业工程技术人员来校指导实践教学,促进学生对创新、创造、创业的理解。学校和企业共同录制实践教学视频,学生在参观企业后可以通过相关线上学习APP观看视频,加深对实践内容的理解。
(3)本科生从大二开始可以参与纺织企业的实践,一直延续到毕业设计(论文),使得工程实践贯穿整个纺织工程专业课程学习阶段,以企业的实际需求或者技术难题作为本科生开展科研的选题来源。在笔者指导本科生科研项目过程中,学生直接面向企业的实际需求开发相关产品,最后将相关参数及样品提供给企业,极大地提升了学生的专业成就感。
四、 采用线上线下结合的教学方式
借助在线学习APP或平台,比如钉钉、雨课堂、智慧树、超星、大学生MOOC、在浙学等进行线上教学。如笔者使用的超星平台,具有签到、问卷、抢答、选人、评分及测验等功能。对已发布任务点(统计每个学生的完成量及得分)、学习访问量、章节测验、学生管理、成绩管理(需要事先设置好每个部分及成绩比例,比如课程视频35%、章节测验10%、访问次数5%、作业10%、考试40%,系统会自动统计每个学生的成绩及排名)、教学预警(可以将视频得分、任务点完成、作业完成率较低的学生统计出来,及时进行提醒)、课堂(在线课堂、直播)进行教学活动。同时,利用课程QQ群及微信群辅助教学。笔者在2019年录制了约500 分钟(2学分)课程视频,在超星平台上传章节资料后,学生可以在手机APP或电脑端观看相关视频。采用线上教学,布置学习任务,提醒重难点和答疑。通过多样化教学方式可以使整个教学内容更加丰富,显着提高学习效果。
五、 注重过程性评价,加强学生能力培养
对于课程的考核,突破平时成绩(包括作业、上课出勤率、课堂表现等)+期末成绩(试卷考试、课程论文或报告)的传统方式,探索多样化评价方式。比如小组作业、PPT汇报、专题研讨、教学值日、主题发言及工程实践,尤其注重对小组作业或团队作业的考核。对于团队合作项目,在给出小组成绩的同时,小组内各个成员的成绩也采用差异化评价方式。通过小组成员互评、班级成员点评及教师总评的方式,综合给出每名学生的成绩。这种多样化评价方式注重过程性考核,侧重整个学习过程中学生综合能力的培养。
六、 结语
在“新工科”背景下,受大数据、人工智能等新技术以及“互联网+”等重大战略的影响,要求高校的人才培养更加注重工程实践能力、学科交叉与深度融合能力以及创新创造创业能力。在“双一流”建设背景下,我国高等教育要建设一流本科、做强一流专业、培养一流人才。针对纺织工程专业人才培养现状,本文提出了多元化启发、研讨式互动、全方位实践教学、多样化结合、过程性评价改革措施,并进行探索及实践,期望促进纺织工程专业教学质量,不断提升学生的工程实践、创新创造创业、团队合作、语言表达、独立思考、发现问题、分析问题及解决问题的综合能力,提升我国纺织工程专业人才培养质量及核心竞争力。
参考文献
[1] 赵立环,王建坤,李凤艳,等.纺织工程专业纺纱类实践教学的改革与创新[J].纺织服装教育,2016,31(6):483-486.
[2] 林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究,2017,38(2):26-35.
