《纖維性能測試實驗》課程教學(xué)改革探索

魏 媛，李思雨

(河南工程學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南 鄭州 450007)

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)通過有針對性地設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，將理論知識和生產(chǎn)實踐有效連接?！独w維性能測試實驗》課是我院高分子材料與工程專業(yè)的一門實踐教學(xué)必修課，教學(xué)主要目的是使學(xué)生掌握纖維性能測試原理及方法，加深對專業(yè)知識的理解掌握，訓(xùn)練生產(chǎn)工藝質(zhì)量分析與控制的能力，培養(yǎng)提升學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識思考和分析問題的能力和素質(zhì)。開課多年來，課程內(nèi)容也隨著技術(shù)的進步和儀器的更新升級不斷調(diào)整，在專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。應(yīng)用技術(shù)類型本科院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是復(fù)合型、創(chuàng)新型應(yīng)用型人才。我們嘗試利用該課程特點，在教學(xué)實踐中探索應(yīng)用型技術(shù)技能人才的培養(yǎng)新模式，使學(xué)生在課程中不僅僅學(xué)會實驗，還能使綜合能力得到鍛煉提升。

1 創(chuàng)新課程框架結(jié)構(gòu)

1.1 原課程特點及存在的問題

我院高分子材料與工程專業(yè)是在我校的傳統(tǒng)老牌專業(yè)——化學(xué)纖維工程專業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，堅持以纖維類材料為特色，逐步覆蓋其他高分子領(lǐng)域。《纖維性能測試實驗》課是和相關(guān)理論課程同期開課的專業(yè)必修課，該課程安排14周每周4課時的實驗教學(xué)內(nèi)容，由于課時安排較為充分，學(xué)生能夠?qū)W到較多的實驗，而且實驗和理論課同步進行，應(yīng)該能有較好的效果。但是從對學(xué)生的結(jié)課測驗中我們發(fā)現(xiàn)效果并不理想，許多學(xué)生對學(xué)過的實驗掌握不夠熟練，知其然不知其所以然，對實驗缺乏獨立思考。這顯然達不到課程提高工程實踐能力、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2 重構(gòu)課程框架結(jié)構(gòu)

如何通過課程設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生進行反思，使學(xué)生認識到自身的不足，從而激發(fā)其探究精神、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識和能力，是比讓學(xué)生多學(xué)幾個實驗更為緊要的問題。在2017級培養(yǎng)方案調(diào)整時，我們嘗試將該課程拆分為兩門相關(guān)課程，先期課程是《纖維結(jié)構(gòu)和性能測試》課(以下簡稱《測試》)，縮減為32課時，后續(xù)課程是為期1周的《纖維性能綜合測試實訓(xùn)》課(以下簡稱《實訓(xùn)》)，學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下制定計劃、組織實驗、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，在協(xié)作完成任務(wù)過程中提升綜合素質(zhì)[1]，以期較好的實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)。

2 課程改革教學(xué)實踐

2.1 兩門課的教學(xué)內(nèi)容銜接

現(xiàn)代社會技術(shù)更新日新月異，沒有哪種技術(shù)學(xué)會了就可以一勞永逸。基礎(chǔ)知識和學(xué)習(xí)能力才是當(dāng)代大學(xué)生在校學(xué)習(xí)的最重要內(nèi)容[2]?？s減后的《測試》課安排8周每周4課時的實驗，而之后的《實訓(xùn)》課則安排學(xué)生在《測試》課結(jié)課時隨機抽取未知待測纖維，在課程大綱規(guī)定的12個項目中(其中8個已經(jīng)學(xué)習(xí)過)選擇6個項目，各小組間在合理范圍內(nèi)根據(jù)實驗儀器臺套數(shù)自行協(xié)調(diào)安排實驗項目和實驗順序。

2.2 教學(xué)方式的改革

先期課程《測試》沿用了之前的教學(xué)方式，選擇的都是本專業(yè)的基礎(chǔ)實驗項目，通過學(xué)生預(yù)習(xí)、教師講解示范、學(xué)生實操的傳統(tǒng)方式進行實驗教學(xué)。后續(xù)《實訓(xùn)》課則采用學(xué)生為主體，老師適時指導(dǎo)的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方式，讓學(xué)生放手實驗、試錯、反思、總結(jié)。

2.3 教學(xué)內(nèi)容的取舍

在分析了各個實驗項目的特點并在綜合往年教學(xué)效果的基礎(chǔ)上，我們認為短纖維測試項目主要考查學(xué)生對實驗的整體把握，更能夠有效創(chuàng)設(shè)反思教育外部環(huán)境。我們決定抽到未知短纖維性能測試的學(xué)生僅需在學(xué)過的項目中選擇6項進行測試即可；而在長絲測試項目中加入未學(xué)過的新項目，能夠在考察學(xué)生對已學(xué)知識掌握的同時鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

3 教改提升學(xué)生綜合能力的探索和思考

3.1 溝通交流能力和團隊精神的鍛煉提升

團隊精神是當(dāng)前社會發(fā)展的需求，也是大學(xué)生適應(yīng)未來崗位的需要。知識互補、能力互助的團隊合作已成為當(dāng)代社會經(jīng)濟發(fā)展的前提條件[3]?！秾嵱?xùn)》課分組進行，要求各組在抽到待測纖維后自行討論決定測試項目并合理安排實驗順序，各組間根據(jù)儀器臺套數(shù)討論協(xié)調(diào)實驗安排。刻意為鍛煉提升學(xué)生溝通交流能力和團隊精神創(chuàng)設(shè)有效情境，使同組同學(xué)在任務(wù)驅(qū)動下分析任務(wù)，通過充分討論制定本組實訓(xùn)工作計劃，在協(xié)作中共同應(yīng)對實訓(xùn)中出現(xiàn)的問題并嘗試解決問題，以及在和其他組協(xié)調(diào)實驗安排事宜的過程中，不斷鍛煉提升溝通能力和團隊協(xié)作精神。

3.2 助力反思意識和反思能力的培養(yǎng)

反思以批判性思維為基礎(chǔ)，是創(chuàng)新能力的核心[4]。反思意識和反思能力的培養(yǎng)是使學(xué)生養(yǎng)成對自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)進行審視的意識和習(xí)慣，通過批判性思維進行自我剖析，學(xué)會總結(jié)經(jīng)驗，逐步找到調(diào)整學(xué)習(xí)的策略和方法[5]。任務(wù)驅(qū)動《實訓(xùn)》課以任務(wù)為主線，通過創(chuàng)設(shè)情境，為反思意識和反思能力的培養(yǎng)提供環(huán)境支持。

當(dāng)實訓(xùn)第一天各小組提交各自的實訓(xùn)方案時，意料中的反思教學(xué)情境出現(xiàn)了。引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題是反思教學(xué)第一步，教師在檢查完各組計劃后，不是直接指出方案中的問題，而是要求各組同學(xué)再次確認本組實訓(xùn)計劃的合理性和可行性。老師也在對各組的觀察和指導(dǎo)中對前期課程教學(xué)效果進行反思和總結(jié)。

實驗方案出錯的某組學(xué)生再次討論發(fā)現(xiàn)安排在前面做的纖維的卷曲性能測試是要有待測纖維纖度數(shù)據(jù)才能進行的，對本組方案的失誤進行了反思檢討。首先是對任務(wù)的輕視造成小組同學(xué)沒有提前認真制定方案，之前認為自己學(xué)會了的實驗其實并沒有真正的掌握。學(xué)生主動用批判性的眼光剖析錯誤背后的深層次原因，對學(xué)習(xí)態(tài)度及前期實驗學(xué)習(xí)效果進行反思，這樣的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)能夠促進學(xué)生樹立對自我學(xué)習(xí)狀態(tài)進行審視的意識，在情境教學(xué)中養(yǎng)成勤于反思的習(xí)慣，并強化對知識的鞏固和應(yīng)用。

3.3 培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)分析解決問題的能力

對沒有認識到自己的方案有問題的學(xué)生則放手讓他們試錯。某組學(xué)生測試到纖維熱收縮率時發(fā)現(xiàn)之前沒有安排纖維纖度測定，纖度數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致不能無法確定預(yù)加張力值，沒有預(yù)先鑒別纖維品種又導(dǎo)致無法確定熱收縮烘箱設(shè)定溫度，實驗無法繼續(xù)進行，意識到設(shè)計的實訓(xùn)方案存在錯誤。小組成員再次分析梳理實訓(xùn)方案，才發(fā)現(xiàn)實訓(xùn)設(shè)計存在多處缺陷，認識到原來自己認為已經(jīng)學(xué)會了的實驗僅僅是學(xué)會了按操作說明“做”實驗。這種學(xué)習(xí)過程中強烈的挫敗感促使學(xué)生不僅對學(xué)

習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果進行反思，而且從對問題的發(fā)現(xiàn)中逐步養(yǎng)成問題意識和主動思考的習(xí)慣，從對錯誤的分析中找到學(xué)習(xí)中的短板和問題解決的途徑，從對錯誤糾正的嘗試中鍛煉提高解決問題的能力。

3.4 鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性

長絲實訓(xùn)任務(wù)中增加一個未學(xué)習(xí)過的新項目，需要學(xué)生把新實驗合理安排到實訓(xùn)計劃中，在實訓(xùn)前自己查找資料學(xué)習(xí)，并自己組織實施。某組學(xué)生計劃做新實驗長絲沸水熱收縮率的測定，在自學(xué)了化學(xué)纖維長絲熱收縮率試驗方法國標(biāo)后，確定把這個項目放在纖維纖度的測定之后，原因之一是熱收縮率的測定中需要纖維的纖度數(shù)據(jù)來確定預(yù)加張力值，另一個考慮因素是在測纖度之后直接用縷紗測長儀做熱收縮絲絞取樣操作誤差相對較小，而且該組同學(xué)還能夠把測纖度用過的纖維循環(huán)利用于后面的纖維含油率測定，通過這樣的安排，可以看出學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下處于較為積極主動的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對實訓(xùn)任務(wù)表現(xiàn)出濃厚興趣，而且能夠嘗試從多角度分析處理問題。通過設(shè)置目標(biāo)明確的實訓(xùn)環(huán)境，幫助學(xué)生養(yǎng)成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣，培養(yǎng)提升自主學(xué)習(xí)的意識和能力。

4 結(jié)語

學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)提升應(yīng)貫穿于整個教育過程中。通過對《纖維性能測試實驗》課程改革，不僅使大學(xué)生實現(xiàn)對知識的有效學(xué)習(xí)和吸納鞏固，而且有助于他們提升溝通能力和團隊精神、反思意識和反思能力的培養(yǎng)，鍛煉分析解決問題的能力和自主學(xué)習(xí)能力，較好的實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)。