理論、實踐與創(chuàng)新
——以《染整工藝與檢測實驗》教學(xué)方法為例

張陳成,魏發(fā)云,毛慶輝,繆勤華

(1.南通大學(xué)杏林學(xué)院,江蘇 南通226019；2.南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院,江蘇 南通226019)

在紡織印染工業(yè)中,染色過程的效率很大程度上取決于技術(shù)人員的生產(chǎn)技能。隨著國內(nèi)染整技術(shù)的飛速發(fā)展,紡織印染企業(yè)對人才的需求有了更高的要求,除了具有扎實的染整理論基礎(chǔ),還要保證實際動手操作能力具有一定的水準(zhǔn)。

工程實踐是理論知識和科學(xué)在產(chǎn)品或技術(shù)開發(fā)中的應(yīng)用。目前,隨著我國大學(xué)生數(shù)量的增加,在應(yīng)試教育背景下,學(xué)生實踐機(jī)會較少,工程應(yīng)用能力較差,缺乏合作和協(xié)調(diào)意識[1]。因此,實踐型課程模式和教學(xué)方法是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點問題。

1 設(shè)計思路與理念

輕化工程專業(yè)實踐性強(qiáng),而染整工藝實踐教學(xué)在整個專業(yè)教學(xué)體系中,占有極其重要的地位。與其他專業(yè)理論課程不同,開設(shè)《染整工藝與檢測實驗》課程的主要目的是加深學(xué)生專業(yè)理論課程的消化、吸收,鞏固已學(xué)到的內(nèi)容,并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實驗的動手能力,為培養(yǎng)染整工程技術(shù)人才提供良好的實踐環(huán)境。

為此,我們采用專題研習(xí)的方法(PBL,Project Based Learning)作為《染整工藝與檢測實驗》的教學(xué)思路[2]。該教學(xué)模式是以學(xué)習(xí)染整工藝技術(shù)為基礎(chǔ),以纖維化學(xué)與物理、染料化學(xué)、染整助劑化學(xué)、染整工藝原理和染整設(shè)備等理論知識為中心,針對工藝中某一項目(即課程中某一實驗)結(jié)合實際工廠操作流程,通過多種資源開展實驗教學(xué)活動。該方法通過特定項目的學(xué)習(xí)活動,改變了傳統(tǒng)的以知識傳授為中心的互動教學(xué)法,使得學(xué)生掌握了總體任務(wù),分解實施步驟,從而具有較強(qiáng)的工程實踐能力。如圖1所示。

圖1 PBL教學(xué)內(nèi)容體系

2 教學(xué)方法實施過程

2.1 基礎(chǔ)實驗室建設(shè)

為了結(jié)合生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展以及輕化工程專業(yè)人才的需求特點,以《染整工藝與檢測實驗》課程內(nèi)容為主要研究對象,模擬實際的企業(yè)流程系統(tǒng),將教學(xué)實驗室布局盡可能貼近實際生產(chǎn)。同時根據(jù)“方便適用,安全環(huán)?！边@一理念,通過合理布局,使得實驗室功能明確分工[3]。結(jié)合染整基礎(chǔ)實驗室的特點,所選實驗項目的要求和工業(yè)設(shè)計規(guī)范,確保學(xué)生在使用實驗室時的安全。實驗室分三大區(qū)域:基礎(chǔ)實驗室、工藝與檢測實驗室以及仿真實驗室,其布局如圖2所示。

圖2 輕化工程專業(yè)綜合實驗室布局圖

2.2 工程實驗教學(xué)體系

從教學(xué)資源的角度,結(jié)合學(xué)校、學(xué)院已有的教學(xué)資源,對實施的實驗教學(xué)進(jìn)行跨專業(yè)、跨學(xué)院,甚至跨校際整合,并將科研方法引入實驗教學(xué)中,形成“課內(nèi)問題引導(dǎo)式教學(xué),課外專題大作業(yè)實踐、實驗室開放課題研究、以及面向社會實際生產(chǎn)研討”等系統(tǒng)教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。采用“基礎(chǔ)型實驗-實際應(yīng)用型實驗”階梯式實驗安排任務(wù)(表1),充分發(fā)揮“新工科”工程實驗教育的特點和優(yōu)勢,提升學(xué)生基礎(chǔ)理論、方法技能、實踐應(yīng)用以及設(shè)計創(chuàng)新能力,讓學(xué)生實驗操作更好地貼近工業(yè)實際生產(chǎn)。

在具體實施過程中,要求學(xué)生課前認(rèn)真預(yù)習(xí),提前摸清本次實驗課需要做的內(nèi)容,怎么做。課堂上,在做實驗之前,實驗指導(dǎo)老師對學(xué)生講解本次實驗的目的、內(nèi)容重點以及實驗需要注意的事項,確保安全第一,并對實驗內(nèi)容有全面的了解,保證染整實驗順利進(jìn)行。在做實驗期間,要求每個學(xué)生都能動手操作,理論結(jié)合實際,真正獲得該實驗結(jié)果。課后,做完實驗,要求學(xué)生寫實驗報告,除了必要的實驗步驟,最后需要對本次實驗進(jìn)行討論總結(jié),提出自己的觀點,才能對本次實驗內(nèi)容有真正的消化、吸收。

表1 開設(shè)實驗項目一覽表

2.3 創(chuàng)新實驗教學(xué)模式

PBL教學(xué)方法中,教學(xué)任務(wù)長期單一化,學(xué)生容易感到單調(diào)乏味,較難激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性思維[4]。因此,我們在PBL教學(xué)基礎(chǔ)上,采用團(tuán)隊競賽的模式,以注重學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)為導(dǎo)向,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,并突出競爭與合作,旨在培養(yǎng)學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度。該模式有以下特點:

(1)團(tuán)隊小組之間的競爭,提高了學(xué)生承受失敗的能力,幫助他們發(fā)現(xiàn)不足,不斷完善自己,培養(yǎng)創(chuàng)新能力；

(2)在一個團(tuán)隊完成一項工藝任務(wù)的過程中,存在著分工與合作,共同的目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生們強(qiáng)烈的合作精神；

(3)在討論工藝方案時,學(xué)生在團(tuán)隊小組中積極表達(dá)自己的觀點,同時,也學(xué)會理解和尊重他人,聽取不同的意見,從而培養(yǎng)學(xué)生積極、包容和健康的性格。

2.4 運(yùn)行效果

經(jīng)過5年10個學(xué)期的教學(xué)實踐以及階梯式改革,及時更新相應(yīng)實驗教學(xué)設(shè)備,創(chuàng)新型PBL教學(xué)方法已運(yùn)用在本科20個班級,共計500多位學(xué)生,并為30多位碩士研究生以及10余位企業(yè)人員提供了科研開發(fā)服務(wù),提高了不同層次學(xué)生以及社會人員的實際操作能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新開發(fā)思維和初步的科學(xué)研究能力,為其后續(xù)畢業(yè)論文奠定了較為堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

近幾年來,運(yùn)用國內(nèi)外專題研習(xí)教育理論,即PBL教學(xué)方法,與企業(yè)生產(chǎn)交流學(xué)習(xí),逐步調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容,既注重理論教學(xué),同時抓住實際生產(chǎn)操作,制定好實驗教學(xué)計劃,提升實驗教學(xué)在本科教學(xué)過程中的“地位”,促進(jìn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合[5]。在《染整工藝與檢測實驗》這門課的具體實施過程中,將團(tuán)隊競賽模式引入實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中,建立了基礎(chǔ)型、綜合性、創(chuàng)新型的三位一體的實驗體系,真正實現(xiàn)了輕化工程人才培養(yǎng)與未來職業(yè)崗位的無縫對接。