纺织工程专业回归工程的实践教学改革与创新

王建坤,李 津,王 瑞,马崇启,刘 雍

(天津工业大学 纺织学院，天津 300387)

我校(天津工业大学)的纺织学科始建于1912年。在长期的办学实践中，秉承“教以务新、务需、务用”的教育教学理念，依托国家级重点学科、国家级特色专业及国家级实验教学示范中心建设，追踪纺织产业发展趋势，以产业升级为背景，以信息化技术改造传统产业为手段，以满足新形势下纺织企业对高级工程技术人才的需求为目标，不断改革纺织工程专业的教育教学，全方位改革与创新实践教学，实现了学生工程意识、工程素质、工程实践能力和创新能力的培养[1]。

一、 实践教学改革的背景和思路

1. 适应产业发展，重新定位专业培养目标

随着我国经济技术的发展及世界纺织产业信息化程度的提升，我国的纺织产业从原料、装备、工艺技术到产品等诸多方面都实现了升级换代，已逐步由传统纺织转变为现代纺织。现代纺织的特点集中体现在生产装备的自动化、经营管理的信息化以及生产方式的多品种、小批量和快交货。现代纺织作为一个系统工程已不再是传统概念上的“纺纱”与“织布”，而是集材料、能源、信息、环保于一体，融汇了纤维、产品、管理、贸易、检验检测等多方面科学知识的综合学科[1]。

为适应现代纺织产业的发展，我们坚持“教以务新、务需、务用”的教育教学理念，根据专业的特点，将培养目标定位为“培养具备工程实践能力和创新能力的、能够适应信息化背景下现代纺织科学技术要求的应用型人才”[2]。

2. 针对工程教育现状，结合专业特点，确立实践教学改革思路

我国传统高等工程教育过分侧重工程科学知识教学、轻视工程实践训练，过于注重专业知识传授、轻视工程实践能力和创新能力的培养，导致学生工程意识淡漠，工程实践能力、创新能力差等工程教育的“弱化、软化”问题。工程类专业普遍存在实践教学资源不足，实验设备信息化程度滞后，且不成套，难以解决模拟信息化时代生产全过程的工程训练等实践教学实施过程中的突出问题。

纺织工程是一门工程性、实践性、应用性很强的学科，纺织工程高等专门人才的核心能力就是适应时代要求的工程实践能力和创新能力。1998年教育部重新修订了本科专业目录，将纺织学科各专业进行整合，设置“大纺织”专业。为了满足企业对专门化人才的需求，我们在“大纺织”专业下设置了多个专业方向——纺织科学与技术、纺织产品设计与应用、纺织商品检验与商务、针织与针织服装和纺织与服装贸易，搭建了由公共基础课程、专业基础课程和柔性专业方向课程组成的“大纺织”课程体系，体现了不同专业方向的特点。但“大纺织”课程体系课程门数多，课堂时数少，学生学得面广而不深，特别是各专业方向的实践环节只针对本专业方向，系统综合训练不足，弱化了“大纺织”系统知识的掌握与应用。

随着我国工业体制的改革，企业经营者出于生产、安全及责任意识等方面的考虑，使校企合作关系发生变化，多数校外实习实训基地不复存在，下厂实习变得更加困难，使实践教学与实际工程严重脱节[3]。

上述情况与纺织工程专业加强学生的实践动手能力与创新能力，培养应用型人才的教育教学目标和零距离接触现代企业的培养方式不相适应，改革势在必行。为此，2008年底我们明确了构建科学合理的实践教学体系、创建特色鲜明的实践教学平台、更新实践教学内容、创新实践教学方法和手段、完善实践教学团队建设、加强校外实习实训基地建设、强化本科生课外实践活动等全方位的实践教学改革思路。

二、 全方位实践教学改革的创新与实践

1. 构建科学合理的实践教学体系

以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程教育为主线，依据人才培养目标和遵循学生认知规律，构建了涵盖纺、织、染“产品设计→加工制造→质量检验与评价”全过程的分层次、多模块、相互衔接、课内外结合、校内外结合的实践教学体系。将工程教育的理念融于4年本科教学全过程，在培养方案与教学计划中增加实践教学的比重(超过25%)，新增课外实践模块和相应的学分(4学分)，使实践教学各环节得以固化和落实。

2. 创建特色鲜明的实践教学平台

大型生产设备因受实验室场地及学校经费限制难以配套，使用中工艺调整不灵活、原料耗损多、维护维修不便，设备资金投入大、更新换代慢，信息化程度滞后于当前实际生产设备，不能适应现代纺织企业对人才的要求。

我们制定了切实可行的平台建设方案，依托重点学科的科研实力，以科研促进教学，通过自主研发和参与设计创建了具有自主知识产权的，以小型化、数字化、工程化、系列化为特色的实践教学平台，保障了实践教学的有效实施。

(1) 实践教学平台的组成。实践教学平台由小型数字化纺纱系统、小型数字化织造系统、全套针织系统、计算机辅助织物图案色彩设计系统以及与这些系统配套的控制系统和应用软件等组成。

我们自主研发了从清梳联合机、精梳机、并条机、粗纱机、细纱机、并纱机到捻线机的全套数字化纺纱系统，采用少量纤维原料可快速高效地纺制出从普通纱到花式纱的各种纱线，可实现用50克原料成网、成条、纺纱，大大节约了实践教学中的原料耗损。

还自主研发了单纱上浆机、整经机、电脑自动织样机等全套数字化机织系统，可实现织物的计算机辅助设计与制造，完成快速设计和出样。完全取代了手工绘制织物组织图、工艺上机图等落后方式，与纺纱系统配合，从纤维原料到织物样品整个制作过程只需8小时即可完成，大大缩短了实践教学周期，提高了教学效率。

(2) 实践教学平台的特色。实践教学平台具有“小型化、数字化、工程化、系列化”的鲜明特色。自主研发的小型设备均采用最新的机电一体化技术、计算机控制技术和信息技术，实现了网络化监控、变频或伺服调速、多轴独立或同步驱动及人机对话等功能，与现代纺织生产设备保持同步水平，强化了学生对数字化纺织技术的掌握与应用。采用数字化技术使得设备运行速度快、故障率低、工艺调整方便，从纤维原料到织物产品的试制只需8小时即可完成。实现了小量试纺和快速出样，提高了教与学的效率和效果。实践教学平台包括按照实际生产配置的全流程小型数字化设备、半制品和成品测试仪器等硬件以及能实现产品设计、工艺设计、工艺管理及现场监控等的应用软件，系统成套，各工序前后衔接，实现了设计、制作、性能测试、质量评价等模拟实际纺织产品生产全过程的工程训练[4]。

3. 更新实践教学内容

依据人才培养目标和构建的实践教学体系，依托实践教学平台建设，整合实践教学课程，修订了“纺织实验”等22门实践课程的教学大纲。创新实验项目，增加了31项综合性、设计性实验和22项创新类实践项目，使综合性、设计性实验占总实验数的44.78%，自主创新型实验占总实验数的9.45%，实验项目更新率达16.6%，强化了学生工程实践能力和创新能力的培养。

将现代纺织中的最新技术系统地融入和应用于实践教学，更新实践教学内容，编写出版了《纺织机电一体化》《纺纱实验教程》《现代棉纺工艺与设备》《电脑横机实用手册》《面料实物》《纺织面料设计师》《纺织助剂化学》等13部实验教材及专著，其中2部为“十一五”国家级规划教材，实现了学生的知识结构与现代纺织技术的对接。

4. 创新实践教学方法

深入开展教学研究，更新教学观念，创新教学方式方法，注重因材施教。采取CDIO、PBL等教学模式，积极探索启发式、探究式、讨论式、参与式教学，充分调动学生的积极性，激励学生自主学习。

将数字化、信息化技术引入实践教学。现代化的设计方法和实验手段去除了传统实践教学中繁琐重复的学习过程，使实践教学环节的周期大大缩短，有效地提高了教学效率和效果,凸显了启发式、交互式和自主参与的教学特色。

通过实施“本科生导师制”“大学生创新实验计划”“本科生科研项目招募计划”“师生合作数字化教学资源建设”等，促进了科研与教学互动，及时把科研成果转化为教学内容，支持本科生参与科研活动，早做课题、早进实验室、早入团队。

在教学计划中，增加自主学习模块，制定课外实践学分管理办法，将上述计划纳入学生课外实践教学模块，要求学生获得该类学分不少于6学分。

5. 完善实践教学团队建设

加强实践教学师资队伍建设,确保实践教学质量。通过健全与完善实践教学团队的运行机制、激励机制、青年教师培养机制，以及选聘行业研发能力强、工程实践经验丰富的工程师、设计师充实实践教学队伍等一系列措施，构建了一支专兼结合的实践教学师资团队。

注重教师自身实践能力的提高，采取“走出去、请进来”的方法，设立全面推进教师继续工程教育和实践的专项经费，大力引进有工程实践经验和背景的高水平教师，鼓励实验室教师加强与企业联系，深入企业学习与实践。选派实验室教师到国内知名院校及国外大学深造学习或参观访问，了解国内外高水平实践教学的经验；选派实验室教师参加各类培训，一些教师成为了行业技能考评的专家与培训师。

采用传、帮、带和老、中、青相结合的方式，推行青年教师培养“导师制”。在老教师的指点和帮助下，青年教师在教学、科研、学科建设诸方面均得以快速成长，特别是实践动手能力和创新能力得到了很大提高。

聘请校外工程技术人员作为实习指导教师，聘请现场专家开展技术专题讲座，校企合作联合指导学生的毕业设计。

6. 加强实习实训基地建设

建立了一批稳定的实习基地。积极开展实习模式的改革，实施学校教师和企业导师共同指导的“双导师”制，以企业真实产品设计与生产为对象，进行工程训练和实践。

我们已建成的校外实习实训基地有：天津天纺投资控股有限公司、鄂尔多斯羊绒纺织集团、天津市纺织纤维检验所、河北宏润新型面料有限公司、吉林东北袜业纺织工业园发展有限公司、常熟金龙机械有限公司等20多个。企业注重经济效益，学校注重人才培养，如何用好这些校外实习基地，是实施实践教学改革的重点，也是难点。合作办学不能加重企业的负担，我们转变了只注重教学的单一观念，通过建立相应的制度，使教师和学生在合作办学的过程中帮助企业解决实际问题，建立产学合作的长效机制。

7. 强化本科生课外实践活动

通过实施“本科生导师制”“大学生创新实验计划”“本科生科研项目招募计划”“师生合作数字化资源开发计划”等课外实践模块，强化对学生创新实践能力的培养。积极引导学生开展自选性、协作性、自主性实验，切实加强学生实践创新能力的培养，以学生参赛获奖、发表论文等形式形成物化成果。

学院连续数年在本科生中实施“本科生导师制”、开展“大学生创新性实验计划”等课外实践活动，年均立项100余项；近三年本科生发表学术论文50多篇，申请发明专利5项；获中国国际家用纺织品设计大赛、中国国际面料设计大赛、“挑战杯”天津市大学生课外学术科技作品大赛、全国大学生纱线设计大赛等各类奖项共计134人次。在学生工程实践能力、创新能力的培养方面取得了显著成效，得到了行业的认可。

三、 实践教学改革的创新点

(1) 以实际工程为背景，以工程技术教育为主线，构建和完善了涵盖纺、织、染“产品设计→加工制造→质量检验与评价”全过程，分层次、多模块、相互衔接的课内外结合、校内外结合的实践教学体系，使纺织工程专业学生得到了“全过程”的工程能力训练，实现了人才培养目标与纺织行业人才需求的无缝对接。

(2) 发挥学科专业优势，以现代信息化技术为依托，自主研发和创建了以小型化、数字化、工程化、系列化为特点的，融“专业基础认知、综合技能训练、自主创新实践”为一体的，开放的“大纺织”实践教学平台，实现了实验设备、实践教学装备与现代纺织装备技术水平的无缝对接。

(3) 更新实践教学内容，使学生对数字化、信息化技术在纺织产品设计、样品实现、质量控制与生产管理等过程中的应用有了深刻的认识与理解，掌握了现代纺织的生产技术，实现了学生的知识结构及工程实践能力与现代纺织技术的无缝对接。

参考文献：

[1] 王建坤，王瑞，张毅，等.纺织工程专业实践教学体系的研究与探讨[J].纺织教育，2006(6)：41-44.

[2] 王瑞，王建坤，成玲，等.提高学生创新能力的数字化纺织实践教学平台建设[J].纺织教育，2009，24(1)：31-33.

[3] 王瑞，王建坤，成玲，等.纺织工程专业三级实践教学体系的探索与实践[J].纺织教育，2009，24(3)：29-32.