李素英, 戴家木, 任 煜, 颜婷婷, 付译鋆
(南通大学 纺织服装学院,江苏 南通 226019)
“非织造布性能与测试”是非织造材料与工程专业的核心必修课程。以往采用传统的理论+实验“填鸭式”教学模式,教学形式单一,内容多课时少、灌输多自悟少、理论多实践少等矛盾突出,教学效果不够理想。2013年我校(南通大学)非织造材料与工程专业开展研究型教学改革,2018年进行社会实践教学改革,综合教与学、理论与实践、课内与课外、线上与线下多种因素,创新设计教学结构,完善教学环境,丰富教学方法,教学改革成效显著,也积累了课程建设的成功经验[1]。
非织造技术是源于纺织又超越纺织、多学科交叉融合的一门新兴技术。与传统技术相比,非织造技术纤维原料可选择的范围更广,成网、纤网加固、后整理等各加工过程多变且可以柔性组合,从而演变出多种不同的工艺流程,生产的产品外观、结构、性能千变万化,应用几乎涵盖国民经济行业中材料的所有领域,尤其是近20年的快速发展,从而也导致了专业人才严重不足。根据行业发展需求,2005年教育部特设了非织造材料与工程本科专业,2006年我校成为全国第三所设置此专业的高校。本专业将张謇教育思想与当代工匠精神有机融合,精准定位了符合“新工科”要求、具有工匠精神的应用型工程技术人才培养目标[2]。“非织造布性能与测试”课程教学通过深入原料、生产、应用基层,开展专业调研、性能测试评价管理、新产品开发设计社会实践,把“填鸭式”说教转化为学生的亲历和自悟,以社会主义核心价值观塑造和专业知识能力培养为导向,使学生在体验非织造生产及应用情境中,自觉将专业知识与服务社会有机结合,认识行业地位及发展方向,理解非织造人的社会责任,确立正确的世界观、价值观、人生观,培养为国家和社会奉献的品质,寓教于课程实践,树立专业情结和家国情怀,避免课程教学与思政教育两层皮。实践好习近平总书记强调的高校“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面”的课程责任[3]。
针对“非织造布性能与测试”课程传统教学形式单一,内容抽象,学生不易理解,学习积极性不高,缺乏主动思考和探究的弊端,重构了以行业前沿产品应用为主线的课程体系。针对非织造技术多学科交叉融合及产品应用领域广泛的特点,优化了针对不同产品生产、性能测试与评价、影响因素分析、质量系统管理、产品应用及新产品开发的教学内容。创设了“1节理论课匹配3倍社会实践”以及“1个课内学时匹配2倍课外学时”的教学模式。科学合理的教学设计对教师提出了更高要求,教师团队能力得到整体提高。“1节理论课匹配3倍社会实践”,学生围绕具体任务分组进行课前资料收集及方案制定、课中角色转换及现场操作体验、课后质疑探究及创新设计,解决了理论与实际应用脱节、知识与能力分离的问题;“1个课内学时匹配2倍课外学时”,课前、课中、课后都有对应目标任务及要求,真正突出了以学生为中心,让学生忙起来。为适应社会实践教学改革,我们自编了配套教材《非织造材料性能评价与分析》,经过三轮修改完善,于2021年底出版。课程校外社会实践基地覆盖原料、产品生产、产品应用各个方面,保障学生针对不同课程任务,开展课前、课中和课后学习与实践,在社会实践中认识专业行业,树立专业自信和家国情怀,解决理论与实际应用脱节、知识与能力分离、课程教学与思政教育两层皮的问题。校内教学则充分利用安全防护用特种纤维复合材料研发国家地方联合工程研究中心、江苏省非织造材料与工程实践教育中心等教学科研平台,在课堂派教学平台上发布实验视频、教学课件、质量及测试标准等教学资料,以保障课前预习及课后强化。将“金三发杯”非织造产品设计及应用大赛、大学生创新创业训练计划、“互联网+”大学生创新创业大赛等活动及获奖作品引入教学,成为课程知识拓展及形式丰富的有效补充。教与学、理论与实践、课内与课外、线上与线下多因素,形成了校企合作,课内外结合,教师、学生、用人单位三位一体,理论教学与社会实践有机融合的教学体系,提高了学生的政治思想素质、专业动手能力和实践创新意识。课程体系改革新模式和目标解析如图1所示。
图1 课程体系改革新模式和目标解析
“非织造布性能与测试”课程针对行业发展及社会热点,围绕“测试—评价—分析—管理—设计”主线开展研究型教学,结合重点产品示范分析,挖掘非织造材料对国家富强、民族振兴重大意义的思政要素,激发学生专业自信,坚定“四个自信”。理论教学引导学生了解产品质量标准及测试标准体系,掌握现代分析测试仪器及不同用途非织造材料性能测试基本原理和方法,梳理产品性能分析路线,教会学生制订分析方案,树立非织造材料标准化质量管理思想。社会实践教学以理论学习为基础,学生以小组为单位调研大批发市场或大规模多品种生产企业,参与生产过程、现场取样、样品预处理、性能测试操作等动手训练环节,以国际眼光来评价每一种具体产品性能的国际地位及影响,激发学生努力学习、报效祖国的使命感;让学生在体验不同用途非织造材料生产过程、实践产品质量管理操作中理解并内化专业知识,理论联系实际。教学中强化学生主体和教师引导,发挥学生主观能动性和认识主体角色,变学生依赖性、被动性学习为自主性、开放性学习,教师多样性地教,学生创新性地学,保障学生能力培养的可持续性和创新性。
多样性地教包括启发式、命题式、研讨式、情境实践式等教学方法。启发式教学包括教师提出问题、师生互动解决问题、新问题获解、问题的延伸及总结规律等过程。如通过比较不同种类口罩的特点,分析纤维层结构对过滤性能的影响并提出问题,启发学生理解口罩的过滤机理,思考如何对纤维层结构等非织造工艺过程进行优化以提高其过滤性能,培养学生举一反三的创新实践能力和灵活运用所学原理及知识进行非织造材料开发设计的能力。命题式教学由教师下达系统条理的自学提纲, 通过布置预习作业,落实自学内容,教师跟踪指导。通过撰写设计方案、调研报告提高学生学习的主观能动性,了解非织造材料与工程领域的相关技术标准、知识产权和产业政策,深入理解社会、健康、安全及法律等外部制约因素对非织造材料及生产制备的影响。研讨式教学由教师创设问题情境,学生分组进行调研,通过分析、讨论、实践、探索,提出解决问题的方法,掌握知识和技能。如在学习“口罩的种类”内容时,以口罩实物组织学生研讨,引导学生从口罩的结构入手,分析纤维层架构对口罩的防护性能、舒适性能的影响,引导学生合理选择不同的口罩,同时对提升口罩防护性能的创新性方案进行讨论,培养学生的科学思维和创新意识。情境实践式教学中学生以小组为单位,分别完成项目目标要求的产品性能测试、对照质量标准评价、影响因素分析、管理方案制订、针对存在问题提出解决方案,培养学生总结提炼、系统分析、动手操作及团队合作能力。
创新性地学包括逐层递进、观察探究、对比分析、角色转换等方法。逐层递进法从分析对比不同种类非织造产品的应用领域和性能特点入手,逐层深入探讨产品结构特点、纤维理化性质对性能的影响,由表及里,从现象看本质,启发引导学生对材料性能进行分析。观察探究法通过教师示范、学生观察来探究产品结构及层次特点,分析纤维结构对产品性能的影响,理解结构、性能与应用的内在关系及作用原理。对比分析法是通过对比具体性能的不同测试方法,分析测试条件、测试仪器、测试标准之间的区别,拓展专业视野,关注行业发展前沿。角色转换要求学生在课前针对教师给出的命题进行调研和预习,在自学的基础上进行小组现场讨论,并主动与教师交流,与实践基地技术人员交流,小组成员间协作完成知识内化,形成研讨结果,并以教师的角色阐述分享,而且还要回答其他学生的问题。角色转换可提高教学内容的先进性和挑战度,学生不仅要了解产品质量标准、产品测试标准及操作方法,还要理解其相关原理、内在联系及发展趋势,不仅要自己懂,还要教会别人,“做中学,学中做”,生生互动、生工互动、师生互动,一个命题多方位训练,全方位提升学生的理解能力、知识梳理能力、团队协作能力、沟通及语言表达能力,达到事半功倍的效果。
理论联系实际,多样性地教,创新性地学,实现知识、能力、素质有机融合,形成学生沟通、思考、分析、设计产品的综合能力、吃苦耐劳精神以及解决复杂工程问题的高级思维,建立专业自信和大工程概念,培养契合“两性一度”,适应柔性多变、交叉创新、应用领域广泛的非织造行业应用型人才。
社会实践不同于传统课堂理论教学,教学场地相对分散,学生的社会实践任务也各不相同,采用传统的课程考核很难客观反映学生的学业情况。本课程成绩评定采用过程性评价和总结性评价相结合、平时成绩与终结成绩相结合、校内教师评价与校外教师评价相结合、课内学习与参与创新创业大赛相结合的全过程跟踪、全视角考核。过程性评价包括4条路线:一是借助课堂派学习平台,动态了解学生自主学习标准、课件、测试视频、大赛作品库等课程资料的次数、时长,间接评价学生课前预习及课后强化情况;二是通过小组间互拍的实践视频,了解每个学生的实践过程表现;三是通过组员之间成绩互评,体现学生在小组实践过程中的贡献;四是通过个人实践作业等评价。总结性评价由阶段评价及终结评价等环节组成,体现在考核报告、试卷等具体形式上。平时成绩由出勤、提问、质疑与答疑、讨论、汇报、个人及小组作业等考核构成,终结考核由期末考核、实践基地评价、参与创新创业大赛效果等组成,根据对课程目标的支撑强度,合理设计所占比例。校内教师与校外教师相结合要体现课程实施特点,校内教师主要完成过程性评价、平时成绩及可持续发展思想、应用标准及创新设计能力等终结考核,校外教师完成社会实践中工作量、对实践基地服务、团队合作等方面的考核,两者结合,综合考核学生的专业思想与家国情怀、自觉学习及责任意识、专业理论应用、团队合作、创新创业、解决复杂工程问题等知识、能力素质。
基于“产出导向”原则,将产品性能评价与实际工况相对应,培养学生的专业情结,训练学生自主学习、系统规划、动手实施、团队协作、总结提炼、服务社会的综合能力,凝练总结出学校、企业、行业联动,质疑答疑促学,研究能力和专业素养两手抓的社会实践教学特色。通过参观社会实践基地生产过程,调研非织造材料应用领域,针对实际生产问题完成管理方案制订、产品性能测试、质量评价、影响因素分析及企业运行工作,使学生自觉地将专业知识与实际生产应用有机结合,直观认知设备运行及工艺控制对产品性能的影响,培养质量管理意识和实际动手能力;自主总结出专业优势和发展空间,增强专业兴趣和专业自信。从而提高应用型创新人才培养质量。构建的小组间质疑答疑促学模式,通过小组项目汇报,组间相互质疑、答疑竞争机制,让学生忙起来;调动学生积极性,在学生中形成比、学、赶、帮、超的良好学习气氛,加快了学生对课程内容理解的速度,拓展了深度和广度,提升了观察、思辩、总结、协作能力;学习过程中有教师的全过程跟踪,更有学生间的相互促进,管理严起来。通过组织学生参加行业活动、各类创新创业竞赛,参与教师科研活动,拓宽学生专业视野,使学生学会以国际及行业前沿视角进行探究式与个性化学习,自觉整合知识形成体系,并将专业知识与行业发展、民族富强联系起来,激发学生学习主动性和积极性,有效提升学生的研究能力和专业素养,形成解决非织造产品生产技术问题的综合能力和高级思维,使学生真正成为道德人、社会人和职业人,效果实起来。课程实践的严格管理与持续改进如图2所示。
图2 课程实践的严格管理与持续改进
“非织造布性能与测试”社会实践课程建设在教学资源、教学内容、教学方法等方面积累了成功经验,但社会实践内容、形式要持续改进。校外实践基地及实践内容要紧跟行业发展前沿和社会热点,跨学校、跨专业教学合作形式有待探索;课程体系、教学内容、教学资源、教学方法及考核评价机制要持续完善和优化;要更加广泛地应用线上、线下、微信、QQ等现代教学手段及行业科技前沿信息资源,开展多种渠道、多种形式的社会实践,提高学生获得知识能力的效率;将主题知识点设计开发成有趣且可视的数字学习资源包,引入翻转学习、混合学习、移动学习和零碎学习等多样化教学模式,转变传统课堂教学模式,引领专业课社会实践教学向着积极、实用、时效的方向健康发展;建立多元评价机制,细化学生自评、学生互评、教师评价及实践基地评价的内涵,将学生主动交流和服务企业行业的意识及行动纳入考核内容,使考核服务于行业企业急需适用人才培养。