轻化工程专业校内工程实训教学改革

——以“染色数据库建立与仿色应用”教学模块为例陈　英，刘保江，闵　洁，杨　卓，徐　蔚

(东华大学 化学化工与生物工程学院，上海 201620)



轻化工程专业校内工程实训教学改革

——以“染色数据库建立与仿色应用”教学模块为例陈英，刘保江，闵洁，杨卓，徐蔚

(东华大学 化学化工与生物工程学院，上海 201620)

摘要：分析国内外工程教育现状，探讨轻化工程专业卓越工程师培养中工程实训教学改革，论述工程实训的目的和意义，介绍校内工程实训的内容和对学生综合素质提升的效果，指出存在的问题并提出改进建议，为东华大学轻化工程专业进一步开展工程实训教学和卓越工程师培养积累经验、打下基础。

关键词：轻化工程专业；卓越工程师；工程实训；教学改革

我校(东华大学)轻化工程专业是教育部第一批实施“卓越工程师教育培养计划”的专业之一。我们在进行大量调研的基础上，确定轻化工程卓越工程师的培养目标是：培养具有扎实的自然科学基础、人文社会科学基础、纺织品染整工程专业基础，具有较强的染整工程实践能力，以及自我获取知识能力、创新能力，能在纺织染整企事业单位从事轻化工程专业(染整工程)相关工作，又具有现代管理艺术和技能的复合型高级工程技术人才。工程实践能力是体现工程技术人才质量和水平的重要方面，工程实训则是培养工程实践能力的主要教学方式。本文分析国内外工程教育现状，探讨轻化工程专业卓越工程师培养中工程实训的目的和意义，介绍校内工程实训的内容和对学生综合素质提升的效果，指出目前存在的问题并提出了改进建议。

一、 国内外工程教育现状

德国的高等工程教育一贯注重学生的工程实训, 充分利用社会资源, 将学生的工程实训直接与企业生产相结合。规定工科大学生在入学前至少要进行12个月的工业训练，在校学习期间要用一半时间在企业中进行工业训练。

法国高等工程学校的培养规格分为两个层次:一个是以培养高级技术员为目标的大学技术学院和高级技术员班, 学制2年； 另一个是以培养文凭工程师和工程博士为目标的“工程师大学校” ,学制5年以上，学生毕业时所获得的是工程师称号。法国的大部分工程师、工业科研专家、管理骨干都毕业于“工程师大学校”。

日本的工科院校通过设立专门的“机械工作”这一工程训练教学环节, 按照机械工作内容或根据产品制造过程, 结合生产顺序完成“机械工作”,以培养学生的工业意识、纪律、情感等基本工程意识。

美国的高等工程教育在借鉴德国人才培养经验的同时，注重其自身的实践和发展并致力于创新，强调跨院系、跨专业和跨学科的人才培养，不同专业的教师联合进行教学和研究，学院、学校和企业之间进行广泛的合作，并聘请企业专家担任兼职教师，形成了研究指导型培养模式，建立了从领导型到工程技术人员的多层次培养体系,最早建立了工程教育专业论证体系。 1989年，由来自美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的民间工程专业团体发起和签署了《华盛顿协议》，强调工程教育中的应用性、实践性和创新性，要求高校对工程类专业学生加强工程实训,提升工程实践能力, 参与实验研究, 开展大工程背景下的工程教学改革, 逐步形成高等工程教育由科学向工程的“回归”。

我国的高等工程教育近20年也在积极探索改革的思路和方向，并进行了一系列改革创新，但与上述工程教育比较成功的国家相比还有很大差距。原因主要有三方面：一是工程教育的理念不够清晰，教育教学研究欠缺；二是校企合作的工程教育平台不够完善，企业担心接受学生工程实践会影响正常的生产，高校又缺乏适合各专业实习实训的场地和设备，难以达到预期的工程教育效果；三是教师队伍中缺少有行业背景的人员，高校过分强调教师的高学历，使具有丰富工程实践经验的人员难以加入教师队伍。因此，国内的高等工程教育普遍存在去工程化现象, 按单一学科思想进行教学，造成实践教学内容的连贯性和综合性差, 以仿真和模拟为主的“学术化”实践教育造成学生习惯于“纸上谈兵”, 从而导致实践能力的培养效果与实际工作需要之间巨大的差距。“卓越工程师教育培养计划”的提出，就是针对高校工程教育中存在的问题，汲取发达国家工程技术人才培养的成功经验，促进我国工程教育从“学科型”向“应用型”的转变，着力培养大批适应我国现代工程技术发展所需要的工程师的重要举措。

二、 轻化工程专业校内工程实训教学的实施

创新型人才必须具备创新型思维，而工程技术人员的创新思维不可能凭空产生，有赖于工程实践的锻炼、工程实践能力的培养。我校轻化工程专业卓越工程师培养计划中安排了累计1年的实践教学环节，包括校内综合实验、校内外工程实训和毕业设计(论文)。工程实训是轻化工程专业学生在学习了专业课程的理论知识，掌握了专业实验及相关仪器设备的基本操作，经过专业综合实验训练，具备了综合运用专业理论知识的基本能力后进行的实践性教学环节。通过工程实训进一步巩固和加深对专业基本理论和技术方法的理解和掌握，并使之更加系统化和完整化。

工程实训通常安排学生到实习基地企业进行，通过几周的参观实习，使学生了解企业的整体生产情况，学习印染产品从坯布到面料成品的生产加工过程，了解产品加工中半制品和成品的质量检验方法，掌握实验室小样试验和批量生产之间的关系。但是，由于目前企业生产管理和产品质量控制要求越来越严格，在实训过程中学生只能看，不能动手操作，对工程实训的效果产生很大影响。因此，如何充分利用校内国家染整工程中心、生态纺织重点实验室和染整实验室等资源，为学生创造条件开展校内工程实训，成为工程实训教学改革的主要内容。

1. 校内工程实训的目的

校内工程实训是对校外实习的一个重要补充，可以弥补在企业实习时学生不能动手操作的不足。轻化工程专业通过挖掘现有校内各种资源，充分利用已有的中样试验设备和相关的仪器设备，为学生提供参与工艺流程设计、工艺参数制订和实施的实践机会，学习印染产品从坯布到面料成品的生产加工过程，掌握主要加工环节的工艺设计和实施的关键问题，进一步巩固和加深对专业基本理论和技术方法的理解；同时培养学生综合分析问题和解决问题的能力，强化学生的洞察力、严谨的科学态度和工作能力的培养。

2. 校内工程实训的内容

根据校内的现有条件，以“染色数据库建立与仿色应用”为首个工程实训教学模块开展教学改革探索，今后将逐步拓展到纺织品前处理短流程工艺、纺织品多种印花和特种功能整理等不同模块的工程实训教学中。

以“染色数据库建立与仿色应用”为例，工程实训教学内容包括活性染料、分散染料、酸性染料的染色数据库建立。首先选择合理的染色织物和染色工艺，以小样试验的形式建立数据库，然后对数据库进行验证试验，最后应用于仿色打样，在小样试验达到色差要求的基础上进行放大样(5 kg)试验。要求学生分析比较仿色小样试验和大样试验过程和结果的异同点，并通过各项色牢度测定全面评价最终样品的染色效果。

为了开设“染色数据库建立与仿色应用”的工程实训课程，实验室教师预先对喷射染色机(10kg)、Datacolor测色配色系统和自动滴液系统进行调试和准备。学生进入实验室后，首先进行分组，每组学生分工合作完成一类染料的染色数据库建立与仿色应用。每名学生要学习完整的实训内容，动手完成其中一部分试验内容。要求学生在实训中学会各种仪器设备的操作或使用，每组学生撰写完整的工程实训报告，并对各环节的实验结果进行分析讨论(参加完成的实验重点分析讨论)。工程实训报告是成绩评定的重要依据。

三、 校内工程实训的效果

通过“染色数据库建立与仿色应用”的工程实训，学生掌握了建立染色数据库的方法和准确仿色打样的技巧，在逻辑思维和创造性思维方面也得到了锻炼，同时还获得了以下几方面的成效。

1． 培养了学生的团队合作精神

在实训过程中，以系列化模式按项目分组，同组学生分工合作、自我管理，教师在技术上给予指导，遇到问题一起讨论解决，最终按组考核，提高了学生的团队合作意识，培养了团队合作精神。

2． 激发了学生学习的积极性和主动性

实训中，每名学生要参加Datacolor测色配色系统、自动滴液系统或喷射染色机(10kg)等仪器设备的操作。指导教师把主动权交给学生，学生成为学习的主体，实践中发现学生完全有能力学习和掌握设备的使用方法和工作原理，在操作使用中遇到问题会主动查询相关资料，探索解决问题的方法，学习的积极性和主动性得到显著提高。

3． 强化了学生的工程意识和工程化思维

在实训过程中，系统化的分组管理和全流程的训练模式提高了学生的工程意识。实训中所用仪器与目前企业使用的相一致，所用设备与目前企业使用的类同，制订的工艺流程和工艺条件与实际生产相一致，有利于提高学生的工程化思维。

四、 存在的问题和改进建议

1． 教学资源短缺

轻化工程专业的校内工程实训包含纺织品加工前处理、纺织品染色、纺织品印花和后整理各个环节，但由于目前校内实训基地的场地和设备条件有限，只能开展部分工程实训教学模块的内容。因此，在现有的基础上还需要增加更多的中样加工设备，扩大实训场地，以满足工程实训的教学需求。

2． 师资力量有待加强

现有的指导教师缺乏生产一线的实践经验，如果能派送教师到企业短期学习，或聘请工程经验丰富的企业技术专家和产品设计专家作为学生工程实训的指导教师，将有效提高校内工程实训的教学效果。

参考文献：

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[3]汪金辉，侯立刚，耿淑琴，等.美国高等工程教育与借鉴.电子世界，2012(6)：114-115.

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[5]董晓梅.国外高等工程教育创新型人才培养模式及启示.创新与创业教育，2010，1(6):14-17.

[6]王浩程. 面向卓越工程师培养 构建现代工程实训平台.中国大学教育,2010(6):83-85.

中图分类号：G642.0

文献标志码：A

文章编号：2095-3860(2016)01-0060-03

作者简介：陈英(1964—)，女，浙江宁波人，教授，博士，研究方向为纺织材料改性及清洁染整新技术。E-mail:yingchen0209@dhu.edu.cn

基金项目：上海市教育委员会2015年度精品课程建设项目;东华大学2014年度教学改革及教学基本建设项目