“織物抗靜電性能測試”綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索*

劉 婧 楊 斌

(浙江理工大學(xué) 浙江 杭州 310018)

1 引言

在紡織加工過程中，織物很容易產(chǎn)生靜電，靜電的積累會(huì)影響到加工的順利進(jìn)行，也影響到成品的質(zhì)量和服用性能，因此必須對(duì)靜電現(xiàn)象引起足夠的重視[1]．但靜電產(chǎn)生的機(jī)理較復(fù)雜，學(xué)生在理論課學(xué)習(xí)過程中很難理解和掌握，即使開展了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，但大部分都是演示性實(shí)驗(yàn)或單一性實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性差[2～4]．

為了取得一定的學(xué)習(xí)效果，結(jié)合理論課知識(shí)點(diǎn)開展抗靜電性能測試綜合性實(shí)驗(yàn)顯得尤為重要．在實(shí)驗(yàn)課中，我們指導(dǎo)學(xué)生利用多種實(shí)驗(yàn)方法來表征織物的靜電性能，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中需討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系，從儀器測量原理和規(guī)范操作流程角度出發(fā)分析引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因，從而在實(shí)踐過程中，深入理解靜電產(chǎn)生的機(jī)理，不僅使學(xué)生建立知識(shí)的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，開拓學(xué)生的視野，訓(xùn)練學(xué)生綜合分析問題的能力和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且促進(jìn)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能的提高和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成．

2 實(shí)驗(yàn)室提供的儀器

實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供的儀器有LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀、YG403D織物摩擦帶電測試儀、ESTE111型數(shù)字電荷儀和YG501D型透濕試驗(yàn)箱．

3 教學(xué)內(nèi)容

由“紡織材料學(xué)”教材講述到的“織物靜電刺激評(píng)價(jià)”和“織物靜電影響因素”知識(shí)點(diǎn)，我們可知織物抗靜電性能評(píng)價(jià)指標(biāo)有：靜電半衰期、感應(yīng)靜電壓、表面比電阻、摩擦帶電電荷量和面電荷密度，表面比電阻是影響其抗靜電性能的主要影響因素[1]．該綜合性實(shí)驗(yàn)要求在一定溫濕度下，分別用LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀、YG403D織物摩擦帶電測試儀測量織物的表面比電阻、靜電半衰期和感應(yīng)靜電壓以及摩擦帶電電荷量和面電荷密度．在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，要求從表面比電阻、感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能不同的角度出發(fā)來系統(tǒng)評(píng)定織物的抗靜電性能，并分析織物比電阻與其感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能之間的相互關(guān)系．

由“紡織材料學(xué)”講述到的“織物靜電影響因素”知識(shí)點(diǎn)，我們可知除了織物本身的表面比電阻以外，織物使用環(huán)境的溫濕度也是影響其表面電荷散逸快慢的主要因素[1]．該綜合性試驗(yàn)要求學(xué)生將YG403D織物摩擦帶電測試儀摩擦過的織物放置在YG501D型透濕試驗(yàn)箱中，根據(jù)要求預(yù)先調(diào)節(jié)好試驗(yàn)箱中的溫濕度，放置一段時(shí)間后將試驗(yàn)箱中的織物取出，利用EST111型數(shù)字電荷儀迅速測量其表面電荷量，并迅速重新放置回試驗(yàn)箱中，從而在實(shí)踐中熟悉環(huán)境的溫濕度對(duì)織物表面電荷散逸速度的影響，即環(huán)境的溫濕度對(duì)織物靜電性能的影響．

上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)將“紡織材料學(xué)”教科書中的“織物靜電刺激評(píng)價(jià)”和“織物靜電影響因素”知識(shí)點(diǎn)融入到實(shí)踐教學(xué)中，當(dāng)每一位同學(xué)分析自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，需要查閱“紡織材料學(xué)”教科書中的知識(shí)點(diǎn)，這樣的學(xué)習(xí)過程使他們的目的性迅速增強(qiáng)，從而建立了知識(shí)的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，開拓學(xué)生的視野，學(xué)習(xí)效果提高，培養(yǎng)和提高了學(xué)生綜合分析問題的能力和學(xué)習(xí)興趣．

4 教學(xué)方法

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課開始前一周完成預(yù)習(xí)報(bào)告，內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)步驟．同時(shí)回答下列問題：

(1)從測量原理角度出發(fā)分析LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀和YG403D織物摩擦帶電測試儀的測量誤差；

(2)織物靜電現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理；

(3)影響織物抗靜電性能的因素；

(4)織物電荷散逸的途徑．預(yù)習(xí)報(bào)告由實(shí)驗(yàn)教師認(rèn)真批閱，合格后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師演示測試儀器的規(guī)范操作流程，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)．學(xué)生2人為1組，認(rèn)真記錄原始數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)教師不離崗，每組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)其實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，以保證實(shí)驗(yàn)任務(wù)高質(zhì)量的完成，如果實(shí)驗(yàn)未達(dá)到要求，根據(jù)完成情況延長時(shí)間或另安排時(shí)間補(bǔ)做．

課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、合作者、?shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果與討論、思考題．實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求書寫清晰、字跡端正、文理通順、內(nèi)容簡明扼要，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象解釋合理．

成績考核中注重學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析及綜合處理能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫能力、建立平時(shí)成績和期末考試成績相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)成績考核方法，其中平時(shí)成績占40%，期末考試成績占60%．平時(shí)成績由多元要素組成，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂考查、階段考核、原始記錄和綜合素質(zhì)等方面．實(shí)驗(yàn)報(bào)告強(qiáng)調(diào)規(guī)范性、以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的體會(huì)．

利用上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法可讓學(xué)生意識(shí)到動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)分析和誤差分析的重要性，促進(jìn)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能的提高和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成．

5 教學(xué)效果

織物抗靜電性能測試實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐課上要求學(xué)生利用LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀、YG403D織物摩擦帶電測試儀、EST111型數(shù)字電荷儀綜合表征一種織物的抗靜電性能，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，要求學(xué)生從表面比電阻、感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能不同的角度出發(fā)來系統(tǒng)評(píng)定織物的抗靜電性能，并分析織物比電阻與其感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能之間的相互關(guān)系以及環(huán)境的溫濕度對(duì)織物靜電性能的影響．結(jié)合規(guī)范的成績考核標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生為了取得優(yōu)秀的成績，必須去認(rèn)真操作儀器和結(jié)合理論知識(shí)點(diǎn)分析數(shù)據(jù)．

通過采用該實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)在課堂上學(xué)生為了取得正確的數(shù)據(jù)更加認(rèn)真地操作儀器和記錄數(shù)據(jù)，課堂氣氛優(yōu)良，為了合理解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果學(xué)生去大量查找課本和文獻(xiàn)，請(qǐng)教教師的同學(xué)數(shù)量大大增加，實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量較高，知識(shí)點(diǎn)理解深刻，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，同時(shí)在此過程中學(xué)生能夠意識(shí)到動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)分析和誤差分析的重要性，促進(jìn)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能的提高和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成．這是單一性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的教學(xué)效果．

6 結(jié)論

“織物抗靜電性能測試”實(shí)驗(yàn)通過抗靜電性能理論知識(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方法的全面結(jié)合，不僅使學(xué)生建立知識(shí)的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，開拓學(xué)生的視野，訓(xùn)練學(xué)生綜合分析問題的能力和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且促進(jìn)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能的提高和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成．學(xué)生對(duì)教科書中涉及到的抗靜電性能知識(shí)點(diǎn)理解深刻，并將它們牢牢刻在記憶中，當(dāng)他們?cè)诋厴I(yè)后工作中遇到靜電問題時(shí)，可以迅速找出產(chǎn)生靜電的原因，從而解決問題，達(dá)到大學(xué)教育培養(yǎng)高級(jí)專業(yè)人才的初衷．

參考文獻(xiàn)

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