“纺织材料学”课程案例教学法探索——以“织物的舒适性”章节为例

唐晓宁，李建强，蔡光明

(武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430200)

“纺织材料学”是纺织类专业的主干课程，是该专业学生接触的第一门专业基础课。针对我校(武汉纺织大学)“纺织材料学”课程教学中存在的问题，以“织物的舒适性”章节为例，探索案例教学法在纺织专业课程中的应用，取得了良好的教学效果。

一、“纺织材料学”课程概况及教学中存在的问题

作为纺织类专业的基础课程，“纺织材料学”课程的主要内容包括纤维、纱线、织物及其复合物三个方面。课程主要介绍纤维、纱线、织物及其复合物的结构与性能特征，加工及使用对纺织材料的形(形态、尺度、结构和表面)、性(性质和功能)的影响，以及形、性的测量与评价方法[1]。通过对“纺织材料学”及配套的“纺织材料实验”课程的学习，为学生后续纺纱、针织、机织及非织造等专业课程的学习夯实基础[2-3]。

结合课程内容及学生实际情况，我校“纺织材料学”课程理论教学安排了72学时，核算为4.5学分，教材采用东华大学于伟东教授主编的《纺织材料学》(第2版)[1]。根据培养计划要求，我们对教学章节进行重新组织，以保证利用有限的课时达到最好的教学效果。绪论、纤维、纱线及织物部分对应的教材章节与课时安排如表1所示。

表1 “纺织材料学”课程教学安排

由表1可知，纤维部分的内容及学时较多，其是“纺织材料学”课程的重点，纤维知识是学习纱线及织物知识的基础，织物部分的学习是对纤维和纱线知识的升华。根据笔者的教学经验，“纺织材料学”课程织物部分的教学主要存在以下问题。

1.课程内容繁杂，概念性知识过多

织物部分的内容主要包括织物分类，织物结构，织物基本组织，织物力学性能，织物耐久性、保形性与色牢度，织物舒适性，织物风格，织物安全防护性以及织物使用保养等。所涉及的领域既广又杂，纺织专业课程的初学者往往感到难以入手。

2.临近期末考试，学生心态易浮躁

织物部分的教学主要集中在期末考试前的一个月内完成，此时学生一方面要学习新知识，另一方面要进行期末复习。织物部分的内容较多而学时较少，教学过程中难以展开详细讲解，因而学生易放松对织物知识的学习。

为此，笔者尝试将案例教学法运用到织物部分的教学中。通过引入与课程内容相关的典型案例，让学生在学习织物知识的同时，兼顾纤维和纱线知识的温习，加深对“纺织材料学”课程的理解。

二、案例教学法的发展与应用

案例教学法最早可以追溯至2 000多年前苏格拉底的“问答法”教学形式，即围绕特定问题，根据学生已有的知识，师生间平等地交流讨论，激发学生思考、分析及解决问题的主动性，引导学生得出问题的结论。现代意义上的案例教学法则是由哈佛大学法学院郎德尔院长于1870年提出，并率先引入法律课程的教学[4]。经过100多年的发展，案例教学法逐渐推广到管理学、经济学、教育学、医学、工程学等众多学科。我国教育界在20世纪80年代开始引进并积极探索案例教学法的应用[5]。

关于案例教学法中案例的概念与定义，学术界尚未达成共识。著名教育专家郑金洲的表述颇具代表性，即一个案例就是一个实际情景的描述，在这个情境中，包括有一个或多个疑难问题，同时也可能包含有解决这些问题的方法[6]。案例教学法可以理解为通过具体情境的描述，引导学生进行讨论分析，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。相比于传统的讲授法，案例教学法具有如下优势：使理论知识由“虚”变“实”，使学习内容由“死”变“活”，使学生地位由“客”变“主”[7]。案例教学法的本质是教学相长的互动式教学，其综合性较强，便于理论基础与实践经验的结合，有助于启迪学生的独立思维，尤其适用于应用性较强的学科专业。

2017年我国提出的“新工科”建设着力推进高校在工程教育领域的改革创新[8]。作为传统工科专业，纺织类专业是涉及领域范围极广的综合性学科，与物理、化学、材料、机械等学科密切相关。“纺织材料学”是纺织类专业学生接触的第一门专业课，既是对前期基础课程的提升，又是对后续纺纱、针织、机织及非织造等专业课程的铺垫，具有承前启后的作用。为满足“新工科”建设的要求，提升学生的综合能力，我们有必要探索案例教学法在“纺织材料学”课程中的推广应用。

三、案例教学法的实例及实施建议

1.案例的设计与实施

案例教学法的顺利实施要求有课程大纲、契合教学内容的案例、与内容相关的辅助资料、课堂分组讨论以及课后作业与反馈等，其中教学案例的设计是核心环节[9]。结合“纺织材料学”课程的特点，案例的设计应遵循以下原则：(1)真实性。为使学生切实感受到课程的实用性，尽量采用日常工作和生活中的素材。(2)根本性。案例设计需要体现基本知识点，不应盲目追逐热点。(3)趣味性。为调动学生学习的积极性，案例的设计需要具备一定的趣味性。

案例的设计可以分为四步：(1)分析教材，明确重点知识及难点问题；(2)确定主题，并涵盖所讲授章节的重要知识点；(3)收集资料，调研学生前期的知识储备；(4)分析筛选素材资料，撰写案例并修改。

案例教学的实施需要教师和学生的协作配合，包括课前准备、课堂实施和课后总结等环节。针对“纺织材料学”课程的特点，笔者制定了案例教学实施的具体流程，如图1所示。

图1 案例教学实施流程

由图1可知，课前准备与课后总结必不可少，课堂实施是案例教学的中心环节。实施时，以案例的呈现作为切入点，引导学生对情境中的课程内容进行讨论分析，通过生生互动及师生互动达到教学目的，最后对重要知识点进行归纳总结。相比于传统的讲授法，案例教学法有助于强化学生的主体地位，增加课堂的参与度。

2.“织物的舒适性”章节案例教学

“织物的舒适性”是于伟东教授主编的《纺织材料学》(第2版)第十九章的内容。其中，织物的透通性和热湿舒适性是要求学生重点掌握的知识点，而对刺痒作用、静电与湿冷刺激等知识点要求学生了解即可。章节的知识结构及教学目标如图2所示。

图2 “织物的舒适性”章节的知识结构及教学目标

教学案例的设计以医用防护服的舒适性为主题。案例详情如下：随着突发公共卫生事件(2003年非典型肺炎，2009年甲型H1N1流行性感冒，2012年中东呼吸综合征，2014年埃博拉病毒，2014年野生型脊髓灰质炎，2016年寨卡病毒，2020年新型冠状病毒肺炎)的不断出现，人们逐渐认识到医用防护服的重要性。过去设计生产医用防护服时着重于加强其防护功能。近年来，随着医用防护服的广泛应用，医护人员及防疫工作者对防护服舒适性的要求逐渐提高。作为重要的抗疫战略物资，防护服舒适性的提高可以显著减轻医护人员及防疫工作者的劳动强度。基于此，对学生提出问题：假如你是防护服企业的技术人员，准备为抗疫工作贡献自己的一份力量，从纺织材料学的角度如何改善舒适性？

这个案例至少包括三个方面的内容：舒适性的内涵，舒适性的评价，舒适性的影响因素。此外，将疫情防控融入案例教学，有助于深化推进课程思政建设。在案例教学实施过程中，教师要对学生交流讨论时提出的各种解决方案进行归纳总结。首先，要明确舒适性的内涵，舒适性包括透气性、透湿汽性、透水性以及热湿舒适性等概念；其次，要理解舒适性的评价方式，客观准确的测试方法是改善舒适性的基础；最后，根据影响因素从材料设计和工艺创新的角度讨论改善舒适性的方法。案例不仅覆盖了“织物的舒适性”章节要求重点掌握的内容，而且与纤维吸湿性、异形纤维、纤维导热、纱线结构以及织物组织等知识点相关。基于学习产出教育模式(outcomes-based education，OBE)，案例的设计以实际工程问题为切入点，引导学生理解并掌握纺织材料学的基本概念与原理。同时，结合相关学科的知识解决纺织领域的问题，以可衡量的学习成果作为课程培养目标，充分体现“以学生为本”的OBE理念[10]。根据笔者的教学经验，学生容易忽视前两个方面，仅从舒适性的影响因素来解答。实施效果表明，案例教学法能够将讲授理论知识、解决复杂工程问题及课程思政教育有机融合，实现高素质人才“知识、能力、品格”三位一体协调发展[11]。对于透光性、表面刺痒以及静电与湿冷刺激等一般性内容，在归纳总结重点难点后，作简短介绍即可。

3.实施建议

针对案例教学法在“纺织材料学”课程中实施情况，笔者提出如下建议：

(1)教师要注重自身的知识更新。为更好地发挥引导作用，教师应知识广博，不仅熟悉本专业的内容，而且还要了解相关学科的知识。同时，教师应具备较强的逻辑思维能力，能够对学生提出的不同观点进行评述总结，并给予相应的解答。

(2)把握学生特点，增进师生交流。案例教学法让学生的学习过程由被动接收变为主动汲取，教师是案例设计与实施的主导者，案例教学法的顺利进行需要以充分调动学生的积极性为前提，在实施过程中要充分了解学生的知识储备，不断增进师生间的交流沟通。

(3)注意案例与举例的区别。传统讲授法中的举例往往对应的是单个知识点，是为了让学生易于理解所学内容。案例教学法中的案例则是知识体系，不仅涵盖所学章节的内容，而且涉及前后章节的知识。通过引导学生对案例进行分析、交流和讨论，全面提高学生分析问题和解决问题的能力。

四、结语

在“新工科”建设背景下，对工程技术人才能力素质的要求不断提高。案例教学法有助于调动学生的学习积极性，加强理论知识与生产实践的有效结合。案例教学法的实施可以弥补传统讲授法过于单调乏味的局限性，通过课堂讨论交流，启迪学生思维，培养学生能力，提升学生素养。在“纺织材料学”课程的织物部分采用案例教学法，不仅可以在学时有限的条件下提高教学质量，而且有助于学生复习纤维及纱线章节的内容，达到融会贯通的效果。