徐丽慧,王黎明,潘虹,沈勇,丁颖
(上海工程技术大学 纺织服装学院,上海 201620)
纺织工业是重要的民生产业,在日常生活中发挥着举足轻重的作用。我国纺织科技创新重点工程包含高性能纤维及复合材料关键技术、功能性医用纺织材料关键技术、开发高防护性能纺织品和高智能感知的功能性材料及服装等。随着科学技术的进步,我国纺织工业亟待转型升级,基于新材料和新工艺的节能环保、高效高质“新纺织”蓬勃发展。纺织学科的研究对象向更深层次的纺织新材料的加工和改性、应用等交叉渗透方向发展[1]。
纺织科学与工程研究生作为我国纺织领域科研力量的后备军,对现代纺织材料测试技术的掌握程度,决定其研究的高度与深度,以及对纺织新材料、新产品的研发技能与应用水平。研究生课程体系在研究生培养中具有基础性、开放性、前沿性和系统性作用[2]。在研究生学习阶段,学生除了理论知识学习外,还需进行实验研究,完成论文,而纺织材料测试技术是完成论文实验研究的重要基础。因此,给纺织科学与工程的研究生开设《纺织材料测试技术》课程,对于纺织服装工科专业实践性技能人才的培养具有重要意义。
上海工程技术大学(以下简称我校)的《纺织材料测试技术》是纺织科学与工程一级学科研究生核心课程,课程从仪器实验原理、相关仪器简介等基础知识入手,从理论和实践层面上介绍详细的操作技能知识,培养学生对现代纺织材料测试分析仪器的实际操作运用能力,提高学生分析问题与解决问题的能力,为学生从事纺织化学、新型纺织服装材料、生态与功能面料等方面的进一步研究打下扎实的基础。如下结合我校纺织科学与工程一级学科硕士研究生培养特点,探讨如何优化《纺织材料测试技术》课程教学体系,在教师队伍建设、教学内容、教学方法、教学手段、实践方式等方面进行研究。
我校纺织科学与工程一级学科硕士研究生培养目标中,要求学生具备学术研究或解决工程问题的能力,熟悉纺织科学与工程主要发展方向和学术研究动态,能够较系统地掌握和理解本学科知识,能独立开展学术研究工作,掌握本学科的研究方法,了解并能合理运用本学科的研究成果,具有发现问题、分析问题和解决问题的基本能力。
基于我校纺织科学与工程一级学科研究生培养情况,从培养高素质创新型纺织服装人才这一主导目标出发,《纺织材料测试技术》 课程建设突出适用于“大纺织”范畴中的纺织工程专业、纺织化学与染整工程专业、服装设计与工程专业的共享课程教学特点,从师资队伍建设、教学内容、教学方法、教学手段、实践方式等方面,通过多元化教学探究,使学生掌握纺织纤维材料的结构和性能的近代测试方法的基本原理和实验技能,了解现代精密和大型仪器的测试和分析技术,结合实例分析,充分培养学生在科研以及工作过程中的综合能力,使学生能够自主地开展有关纺织纤维材料结构分析和性能研究等方面的工作。
《纺织材料测试技术》课程涵盖纺织、材料、化学等交叉学科领域。教学团队的组建要注重不同专业和知识结构,需要涵盖多个交叉学科领域,建设老中青相结合的师资梯队,注意实施老教师与新教师之间的“传帮带”青蓝对接工程,促使青年教师快速成长,通过进一步优化人才结构,建设高学历、实力雄厚、创新能力强的高素质师资队伍。
我校《纺织材料测试技术》教师队伍来自纺织化学与染整工程、材料科学、精细化工、纺织材料等不同学科专业,学缘结构合理、学术水平高、交叉学科特点突出,是高学历、年轻化、实力雄厚、创新能力强的高素质师资队伍,具有博士学位的教师比例达100%。
教师团队成员可以到相关检测企业或科研院所去进行实践,加强理论与实践相结合,增强科研成果的应用性。教师到各有关院校参加各类短期培训和各种国内外学术交流活动,提高了专业素质和业务水平,不断地吸收纺织先进知识和技术,进行校内外教学资源的广泛协同,进一步提高教师学术与教学水平,推动课程教学模式的改革与创新,促进教师团队课程教学水平和教学质量的整体提高。
在《纺织材料测试技术》课程教学内容组织优化方面,需要根据纺织科学与工程一级学科研究生培养目标,精心组织教学内容,博采众长,取其精华,突出课程的“大纺织”共享平台课作用,重点讲述与纺织学科关系密切的纺织材料测试技术基础知识,讲授应用近代仪器紫外光谱、红外光谱、流变性能、热分析、X 射线衍射、粒度分析、显微分析技术等测试技术的基本原理、适用范围以及操作技能,研究纺织纤维的结构、组成、性能等测试分析技术,并介绍谱图解析、分析试样及各种仪器在纺织材料测试应用中的方法,使学生能够针对自己的实验内容,进行相关测试技术的选择,能够准确分析实验过程中影响实验结果的主观因素与客观因素,并且能根据实验数据或图谱进行研究分析。同时融入课程思政,培养学生科学工作和科学思维方法,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感,引领学生树立正确的世界观、人生观和价值观[3]。
从多角度开发与设计《纺织材料测试技术》教学案例,突出学生主体,满足学生需求,以便让学生结合实例分析,为自己从事相关专业领域纺织化学、新型纺织服装材料、生态与功能纺织服装面料等方面的研究进一步打下扎实的基础;充分培养学生开展学术研究工作的能力,提高学生分析问题与解决问题的能力;在教学中适当穿插纺织材料测试分析实验案例分析,帮助学生了解并记忆学习的内容,激发学生的学习兴趣。
在授课时,积极倡导教学内容的前沿性、生动性、学术性和准确性,通过各种渠道,收集、分析编写课程补充讲义。根据纺织技术的进步和纺织科学的发展情况,适时补充与更新纺织材料测试部分内容,以体现课程的“现代”与“新”的寓意,不断用新知识、新成果、新技术充实课堂教学内容,拓宽学生的知识面,将最新科研成果引入课程教学中。通过联系当前纺织前沿研究测试技术,使教学内容既体现经典理论,又包容丰富的前沿知识进展。让学生站在较高的专业起点上来思考专业问题,增强学生的专业兴趣和创新能力的培养,促进学生形成良好的知识体系,在课程教学过程中为学生提供参考教材和有关参考资料的来源,如有关期刊和网站等,便于学生自学。
《纺织材料测试技术》 课程教学以提高学生自主学习能力和研究能力为核心,需要不断借鉴吸收新的教学方法,灵活运用启发式、讨论式、问题引入式等教学方法,在发现问题、提炼问题、引导思维、解决问题的层面上下功夫,引导学生自主学习、主动思考和表达观点。
在教学过程中,教师多以“导”和“引”为主,采用学生参与式、讨论式等多种教学方法,使学生更主动地了解和掌握使用各种现代纺织材料测试技术知识,充分发挥学生主观能动性,通过从科研论文纺织材料测试分析中提炼教学案例,将“案例分析”“研讨辩论”“翻转课堂”等教学手段应用到教学中来,课堂上穿插使用答疑、小组讨论等活动,让学生充分阐述自己的观点,通过讨论、互辩、合作等方式,充分调动学生的主动性和积极性,努力将课程教学与学生研究能力、自主学习能力、创新能力、思维能力和表达能力的培养相结合[4]。
在《纺织材料测试技术》课程教学中,需要将科研与教学有机结合,将科研成果融入教学内容,使其有效转化为教学资源,让科研反哺教学,重视将纺织材料测试技术理论联系实际[5]。将现代纺织技术中涉及到的高性能纤维及复合材料、高性能功能性材料及服装等测试分析技术引入课堂,把抽象的理论知识与纺织行业前沿技术联系起来,丰富课程教学内容,激发学习的兴趣和动力,加深学生对其所学知识的理解,提高教学效果。
教师可以根据自身科研情况,精心备课,对相关领域的研究热点与发展趋势也要有深入的把握,丰富教学内容,提高教学效率与激发学生的学习热情。注重研究方法的传授,加强教学实践环节,为学生创造丰富灵活的课程学习环境,以促进研究生创新能力的培养。
利用现代化教学手段,开发《纺织材料测试技术》课程多媒体教学课件及教学视频,充分调动学生的视觉、听觉等多种感观,丰富课堂教学内容,扩大知识面,提高学生的学习兴趣和学习效率,加深学生的理解和认识,使学生能在有限的时间内接收更多的信息。
教师可以根据需要随时对课件进行修改,收集各类视频或制作相关动画,对一些测试技术方法机理用形象的图片、动画、视频来表示,提高视觉、听觉效果,而且还可以通过动画设计使文字和图片按不同要求出现,使讲授技巧化,激发学生的学习积极性。
基于超星泛雅平台+超星学习通APP,可以建立《纺织材料测试技术》课程线上网络教学平台,为学生提供丰富的网络教学资源。将常见纺织材料测试技术以动画、视频等形式展示,有助于学生利用碎片化时间随时随地深刻学习和理解掌握知识点,在《纺织材料测试技术》课程教学中,可采用线上线下混合式教学法,将课堂教学与网络学习有机结合,通过课前预习、课堂引导、课后复习等有效实施,提高教学质量[6]。
在授课方式上,可以采用传统黑板板书与多媒体教学相结合的方式。利用板书提供整节课的脉络,教师可将重要的知识点、测试原理和测试方法一边板书,一边讲解,便于学生进行思考和记忆,也更有利于增强师生互动,提高教学效果。还可引入相关测试视频内容、先进的教学辅助软件及各种测试分析技术软件等,演示模拟纺织材料测试分析过程,使教师真正实现“有声有色”地讲授课堂内容,充分调动学生的视觉、听觉等多种感观,提高授课的生动性。针对平时存在的问题,教师通过微信、QQ 等及时指导反馈,及时了解学生对知识的理解掌握程度。
通过建设多元化的研究生培养创新实践平台,适当设置实践能力培养教学环节和实施校企联合培养等,有利于培养学生的协作能力、科研能力以及创新能力,充分发挥学生的创造性,使研究生对所学知识有更为透彻的理解和掌握。依托教学团队的学术成果和科研平台,让学生采用相关的仪器设备对某一纺织材料进行测试分析,得出相应的测试数据,并对其进行总结分析。也可以设计针对性的综合性实验,让学生结合所学知识和相关软件测试分析,加强学生对课程理论知识应用能力的训练,提高研究生的实验信息获取及对测试数据分析总结能力,为研究生阶段课题研究开展奠定一定的基础[7]。
可以通过有效实施校企合作,建立研究生联合培养基地,充分利用企业资源优势,切实提高研究生对课程理论知识的应用能力,强化学生实验操作与实际应用能力。上海工程技术大学纺织科学与工程一级学科硕士点与上海市纺织科学研究院有限公司共享“纺织工业特种纺织品科技实验基地”“纺织工业南方科技测试中心”等检测机构,建立了研究生联合培养基地,切实提高研究生的工程实践能力及解决实际问题的能力。还可以为研究生安排学术活动,举办研究生论坛及学术讲座,鼓励研究生与国内外同行及跨学科学者进行学术交流,使研究生真正把握学科前沿动态,与课程内容有效衔接,开阔研究生的眼界。
《纺织材料测试技术》 是纺织科学与工程一级学科非常重要的一门研究生基础课程,可以根据纺织科学与工程一级学科研究生培养特点,组建纺织、化学、材料交叉学科领域教师队伍,重点讲述与纺织学科关系密切的纺织材料测试技术基础知识,加入纺织前沿研究测试技术知识充实课堂教学内容,灵活运用启发式、讨论式、问题引入式等教学方法,让科研反哺教学,丰富现代化教学手段,激发学生的学习兴趣。还可以结合实例分析,建设多元化研究生培养创新实践平台,提高学生分析问题与解决问题的能力,培养学生科学工作和科学思维方法,为学生从事纺织化学、新型纺织服装材料、生态与功能纺织服装面料等方面的研究打下扎实的基础,促进现代纺织服装新材料、新技术等相关领域的人才培养。