“面料结构与性能测试”课程“四个一”教学模式探索

杜 磊，朱海峰，丁笑君，徐平华，刘 正，邹奉元

(浙江理工大学 a.服装学院；b.服装国家级实验教学示范中心;c.服装设计国家级虚拟仿真实验教学中心,浙江 杭州 310018)

工程教育的培养目标是使学生在毕业后5年左右能在工业界、学术界、教育界等相关领域有所成就，这就要求学生能够在社会大背景下理解和解决复杂工程问题[1-2]。工程教育专业认证的理念是以学生为中心，其培养目标的内涵是切实提高学生能力，培养能从事科学研究、工程设计、技术开发、项目管理等工作的高级复合型专业人才[3]。因此，将工程教育专业认证理念具体落实在教学实施上，可极大地引导改革，并最终使学生受益[4]。目前我校(浙江理工大学)服装学院“面料结构与性能测试”课程教学主要是实验室环境下“手把手”的教学方式，未能有效激发学生的学习热情和探索精神，教学效果不理想。为了使该课程更好地支撑毕业要求，促进学生能力达成，我们尝试以工程教育专业认证理念为指导，进行课程的改革和探索，以期提高课堂教学效果，为工程教育专业认证工作奠定基础。

一、工程教育专业认证理念指导下的“四个一”教学模式

工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心，建立基于产出导向的课程体系，以学生能力达成为导向，开展教学建设和学生指导[5]。对于“面料结构与性能测试”课程而言，其实践性固然重要，但仅仅是做实验，不能很好地培养学生解决复杂工程问题的能力。课程的实验必须要成为培养学生解决复杂工程问题能力的载体。在整个教学过程中，不仅要让学生动手实验，更要激发学生学习兴趣，引导学生自主思考，培养学生探索解决问题的思路和途径。

我校服装学院于1998年开设“面料结构与性能测试”课程，是服装设计与工程专业的必修课。该课程是“服装材料学”之后的一门专业实践课程，课程主要通过服装材料的微观、宏观形态以及面料性能测试表征，使学生掌握服装面料结构与性能测试的基本原理、方法、仪器设备的操作步骤，以及实验数据的统计分析方法，从而加深对“服装材料学”课程中所学知识的理解；同时培养学生的动手操作技能和解决问题的能力，掌握面料结构与性能测试分析完整的知识框架，为今后进行实验设计、研究面料与服装造型间的关系奠定基础。该课程将理论知识运用于工程实践，与工程教育的培养思路完全契合。本次教学改革在2017级服装设计与工程专业开展，在工程教育专业认证理念指导下，将“四个一”(一个故事、一个实验、一篇论文、一个推送)教学模式应用于“面料结构与性能测试”课程教学中，对课程内容进行重新设计，以学生为本，关注学生的学习产出，重视学生的能力达成。

“四个一”教学模式与工程教育之间的内在关系如图1所示。将“四个一”教学模式引入实践教学，并通过各部分之间的联系，让知识点成为知识线，进而形成知识网络结构，加深学生对知识的记忆，促使学生形成利用自然科学和工程科学的基本原理揭示本质问题的思维惯性，提高其解决复杂工程问题的能力。

图1 “四个一”教学模式与工程教育之间的内在关系

二、“四个一”教学模式实践案例

1.一个故事

谈到时尚，被誉为“腿部时装”的长袜永远是不可或缺的元素之一。将长袜的诞生和发展这段故事融于教学实践，作为课堂教学的引子，能更好地激发学生的学习兴趣。以“在16世纪的欧洲，长袜起初是男人的专属品”这一颠覆性知识点抓取学生的注意力，并展开到随着女性着装变化，从而女性长袜时代的到来；然后引出卡罗瑟斯博士发明尼龙的坎坷过程；再介绍尼龙纤维在第二次世界大战时由于被用作军需品(帐篷和降落伞等)，一双尼龙长袜在黑市上的价格竟卖到3 000美元的故事。这样通过《长袜的前世今生》故事中一系列学生平时不大关注的“冷知识”激发学生的好奇心和求知欲，在构筑故事的过程中可以培养工科学生的人文科学素养，实现自然科学和人文社科知识的交叉融合。人文教育是思维求异性和创造性的来源，是形象思维和直觉思维产生的保障，将人文素质教育贯穿于教学的各个环节，使工程人才受到全面系统的人文教育和科学教育，使学生能从自然和社会等多维度思考并解决问题，进一步达到创新的目的[6-7]。

2.一个实验

实验是对理论知识的实践和检验。在本案例中，引出的实验为“织物的耐磨性和起毛起球”。实验操作的内容按照传统教学方法进行，根据国家标准和教材指导学生进行实验，掌握评定织物起毛起球和耐磨性的方法。此外，还借助现代软件工具，更高效地分析、解决问题。在起毛起球实验中，引入图像处理技术，利用MATLAB软件对织物的耐磨性进行分析(包括起毛起球分析和外观变化)。对织物五个等级起毛起球标准样照图像进行分析，提取特征值，并建立其与起毛起球等级之间的关系，对实际织物的起球等级进行评定[9]。在此过程中，让学生更加深刻地认识到要针对具体对象，选用满足特定需求的现代工具模拟和预测专业问题，同时也要了解其局限性。

3.一篇论文

在工程教育毕业要求中，有一条是“学生能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效的结论”。将论文引入到教学中，就是为了培养学生能够通过文献寻求相关基本原理，进而解决问题的能力。在此案例中，以尼龙最突出的优点耐磨性为话题，以文献“Wear properties of high speed spun multi-component PA6 nanocomposite fabrics；abrasion resistance mechanism of nanocomposites”为例，揭示各种纳米粒子掺杂在尼龙纤维中对其耐磨性的影响及其机理[8]。在此过程中可以充分培养学生运用基本原理，借助文献研究，分析影响因素并获得有效的结论。

工程教育毕业要求中还指出，要使学生能够基于科学原理并采用科学方法对问题进行研究，也就是要求学生能够面向复杂工程问题，按照“调研、设计、实施、归纳”的思路开展研究。通过对论文中研究思路的学习，可以引导学生有根据地设计实验方案，并能够根据所构建的实验系统开展实验，正确采集有效数据，然后对所得到的数据进行有效的分析，最后尝试通过信息综合得到结论。

4.一个推送

在课下利用多媒体工具为学生推送兴趣阅读资料，使学生在阅读中拓展知识面，串联相关课程理论及所授知识点，引导学生终身学习。以尼龙长袜的发展为例，氨纶的出现改变了以往吊带袜的历史，从而扩展到氨纶的一些知识点。同时，尼龙长袜的厚薄取决于尼龙长丝的粗细，由此扩展到长丝纤度的表示单位丹尼尔(Deniel)。部分推送如图2所示，这些课外推送对知识点进行了有效的梳理，使学生能“常用常新”。

图2 课下公众号推送

三、结语

近年来，我校服装学院以工程教育专业认证理念和工程教育认证通用标准(2018版)为指导，对“面料结构与性能测试”课程教学模式进行了改革，通过将学生能力达成和课程目标达成对标，将“四个一”(一个故事、一个实验、一篇论文、一个推送)教学模式引入实践教学，并加强与“服装材料学”等相关课程的联系，夯实实践教学，促使学生形成利用自然科学和工程科学的基本原理揭示本质问题的思维惯性，提高其解决复杂工程问题的综合能力，同时也促进学生知识、能力、素质协调发展，培养具有扎实服装理论基础和良好专业素养的专业人才。