“新工科”背景下《非織造學(xué)》課程教學(xué)改革的探討

張會(huì)青,馬洪才,楊洪芳

(德州學(xué)院 紡織服裝學(xué)院,山東 德州253023)

教育部于2017年在北京召開的新工科研究與實(shí)踐的第一次工作會(huì)議,全面啟動(dòng)了新工科建設(shè)。推動(dòng)傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級(jí),從而深化工程教育改革,推進(jìn)新工科的建設(shè)與發(fā)展[1]。新工科與工科的不同之處體現(xiàn)在“新”字上,有學(xué)者指出,“新”指的是新興、新型和新生。其中,新興指的是在高校課程中新出現(xiàn)的、前所未有的新課程,是指不同于其他工科的課程門類[2],非織造課程門類就是這樣一門新興課程。

非織造布的大量應(yīng)用刺激了行業(yè)的發(fā)展,近十年來中國非織造產(chǎn)品的產(chǎn)量增長最為迅速,企業(yè)具有極強(qiáng)的競爭意識(shí),“工業(yè)4.0”、智能制造時(shí)代在非織造行業(yè)掀起創(chuàng)新熱潮,具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才的匱乏成為我國非織造行業(yè)發(fā)展的最大瓶頸,對于行業(yè)發(fā)展來說,配備創(chuàng)新型應(yīng)用型管理人才、骨干技術(shù)力量和對員工進(jìn)行繼續(xù)培訓(xùn)成為關(guān)鍵[3]。

“大業(yè)欲成,人才為重”,高校設(shè)立非織造材料與工程專業(yè)成為必然。我國于2005年設(shè)立該專業(yè),開始非織造技術(shù)高等教育,同時(shí)也在紡織工程專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中增設(shè)了非織造技術(shù)的相關(guān)課程。

高校設(shè)立非織造材料與工程專業(yè)應(yīng)立足于新工科建設(shè)需求,適應(yīng)新形勢,強(qiáng)調(diào)信息化,培養(yǎng)出工程實(shí)踐能力強(qiáng)、較高創(chuàng)新能力的復(fù)合型創(chuàng)新型的“新工科”人才,新工科建設(shè)對人才的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方式提出了更高的要求[4],基于這樣的要求,新工科背景下非織造課程的教學(xué)革新與探索顯得尤為重要。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教育信息化手段等方面探索非織造學(xué)課程教學(xué)改革的新方案。

1 《非織造學(xué)》課程建設(shè)分析

我校于2012年獲批了山東省企校共建工科專業(yè)——非織造材料與工程專業(yè),專業(yè)作為人才培養(yǎng)的載體,必須順勢而為、主動(dòng)改革,才能滿足市場的人才需求,并且培養(yǎng)學(xué)生樹立創(chuàng)新型工程教育理念[5],提升學(xué)生工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)造能力。近幾年我校為了專業(yè)建設(shè),購置了專業(yè)所需的成網(wǎng)、熱粘合、紡黏、熔噴等非織造布加工教學(xué)設(shè)備,建設(shè)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐平臺(tái)。

《非織造學(xué)》課程是非織造材料與工程專業(yè)的專業(yè)必修課程,旨在通過《非織造學(xué)》課程的學(xué)習(xí),建立非織造材料生產(chǎn)工藝原理與設(shè)備的知識(shí)體系,這門課程屬于實(shí)踐性強(qiáng)的課程,內(nèi)容多而廣,技術(shù)更新快,教學(xué)中應(yīng)注重理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合[6]。課程建設(shè)過程中采取與企業(yè)密切合作,共建課程體系的思路。企業(yè)參與教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案的制定與實(shí)施,更新教學(xué)內(nèi)容,緊貼科技前沿,在課程內(nèi)容的選擇與組織上,既適度保持學(xué)科知識(shí)體系的系統(tǒng)化和完整性,又注重培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用型人才。借助于德州市土工材料基地的地域優(yōu)勢,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)力度,拓展實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),使課程從教學(xué)大綱到課程內(nèi)容、教學(xué)過程真實(shí)反映企業(yè)崗位實(shí)際,教學(xué)與實(shí)際契合。

課程建設(shè)過程中注重教育信息化,豐富在線課程的建立,除了企校合作實(shí)踐平臺(tái)的建立,對成網(wǎng)系統(tǒng)、水刺等加固系統(tǒng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也進(jìn)行了開發(fā)。以方便主動(dòng)服務(wù)行業(yè)企業(yè),創(chuàng)新“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下教學(xué)方法和教學(xué)手段,推進(jìn)信息技術(shù)與工程教育深度融合,以提高教學(xué)效果。

2 校企合作共建《非織造學(xué)》課程

2.1 課程內(nèi)容建設(shè)注重行業(yè)企業(yè)需求

我國非織行業(yè)起步晚,但是全世界非織造材料與產(chǎn)品保持了持續(xù)高速的增長,非織造技術(shù)具有多學(xué)科交叉、工藝流程短、工藝靈活多樣、生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度高和應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點(diǎn)[7]。因而課程更加強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合,教學(xué)中學(xué)校需要將企業(yè)先進(jìn)而不斷更新的資源及時(shí)引入。

根據(jù)教學(xué)思路及專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),從教材內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目等方面和企業(yè)相關(guān)人員共同探討,教師深入到企業(yè)一線進(jìn)行資料搜集,對出現(xiàn)的新技術(shù)新工藝錄制視頻,確定教學(xué)內(nèi)容體系,共同合作開發(fā)課程與教材,補(bǔ)充教材內(nèi)容,使其更加體現(xiàn)實(shí)用性和先進(jìn)性,反映出非織生產(chǎn)工藝的實(shí)際技術(shù)水平。遇到技術(shù)問題與企業(yè)技術(shù)人員及管理人員進(jìn)行探討,從教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)思路上進(jìn)行完善和改進(jìn)。如近幾年水刺企業(yè)開始注重新型纖維產(chǎn)品的開發(fā),在教學(xué)過程中增加了針對再生蛋白纖維和再生纖維素纖維性能不同對工藝設(shè)計(jì)的影響。除了了解水刺工藝過程,也使學(xué)生對水刺產(chǎn)品的市場情況有了更好的了解。

課程內(nèi)容安排上依據(jù)非織造產(chǎn)品工藝特點(diǎn)進(jìn)行模塊化劃分,按照纖維原料、纖維成網(wǎng)、纖網(wǎng)加固分為三大模塊,每個(gè)模塊又分解成若干子模塊,如圖1所示。例如纖網(wǎng)加固模塊,不同加固工藝原理差異大,因而按照工藝原理進(jìn)一步分解為針刺、熱粘合、化學(xué)粘合等子模塊,模塊化教學(xué)使學(xué)生可以通過比較找到不同工藝、設(shè)備原理之間的聯(lián)系和區(qū)別,更容易理解不同類型的非織產(chǎn)品從原料、工藝到生產(chǎn)過程,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形成與性能間的關(guān)系,使學(xué)生對各種非織造加工的原理有充分理解,掌握非織造工藝和生產(chǎn)設(shè)備原理。

2.2 注重實(shí)踐教學(xué),實(shí)踐過程企業(yè)重度參與

響應(yīng)教育部推進(jìn)“新工科”的號(hào)召,非織造材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)更注重實(shí)踐教育、工程教育,重視學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[8]。采用企校合作的方式,可充分利用企業(yè)的設(shè)備、人力和市場資源進(jìn)行辦學(xué),我校非織造材料與工程專業(yè)建立較晚,在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)設(shè)備的建設(shè)方面還不夠健全,因而積極籌建校企實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),讓企業(yè)全程參與課程教學(xué),才能更好地實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合、課堂教學(xué)與實(shí)際操作相結(jié)合,達(dá)成人才培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)出工程實(shí)踐能力強(qiáng)、具有較高創(chuàng)新能力的復(fù)合型創(chuàng)新型“新工科”人才。

圖1 教學(xué)內(nèi)容模塊分解

目前,我校非織造材料與工程專業(yè)已與德潤新材料科技有限公司、宏祥新材料股份有限公司等當(dāng)?shù)胤强椩炱髽I(yè)及多家山東省非織造生產(chǎn)企業(yè)建立了校外實(shí)習(xí)基地,滿足了本專業(yè)學(xué)生校外實(shí)習(xí)的需要。特別是與當(dāng)?shù)胤强椩炱髽I(yè)組建了課程建設(shè)小組,聘請了兼職指導(dǎo)老師,實(shí)踐性強(qiáng)的部分如水刺加固工藝原理及設(shè)備、紡粘設(shè)備原理等內(nèi)容通過實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)輔助完成,教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化,學(xué)生直接參與教學(xué)項(xiàng)目全過程,使教與學(xué)更接近生產(chǎn)實(shí)際。比如,通過針刺鞋材項(xiàng)目,分析客戶對產(chǎn)品要求,對原料、針刺道數(shù),針刺密度等主要工藝參數(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)、討論,并對最終產(chǎn)品進(jìn)行檢測,充分理解針刺工藝原理、產(chǎn)品質(zhì)量與工藝設(shè)計(jì)間的關(guān)系,把晦澀的理論知識(shí)直觀化,加深理解。專職教師在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行授課時(shí),企業(yè)兼職教師全程參與對學(xué)生的教學(xué)與管理,保證了課程教學(xué)的質(zhì)量。同時(shí)把企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的生產(chǎn)和技術(shù)問題帶回學(xué)校進(jìn)行研討,鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐平臺(tái)開展課外科技活動(dòng),提高了學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力,解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。

2.3 教學(xué)手段信息化,實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與工程教育深度融合,企校共贏

信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,逐漸改變著世界的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與增長方式,改變著人們的生活習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下,專業(yè)技術(shù)的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論知識(shí)體系的形成與研究速度,課程教學(xué)的組織與形式也應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行變革。

目前的高校具備了一定的信息化教學(xué)的環(huán)境。在學(xué)校政策引導(dǎo)下,企業(yè)團(tuán)隊(duì)的幫助下,課程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了在線課程、虛擬仿真項(xiàng)目的建設(shè),借助于信息化平臺(tái),開發(fā)多媒體課件、錄制生產(chǎn)工藝及設(shè)備視頻材料、進(jìn)行上傳,適當(dāng)引入非織造前沿技術(shù)、新設(shè)備、新工藝及新的科研成果,使課程的數(shù)字化教學(xué)資源得到完善,學(xué)生可通過智能手機(jī)、平板、電腦應(yīng)用終端隨時(shí)觀看。同時(shí),將信息技術(shù)手段融入到Power Point和微信,在課外預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)間建立溝通橋梁,教師將課件、視頻、習(xí)題、語音的課前預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機(jī),并增加師生溝通渠道,課堂上也能實(shí)時(shí)答題、彈幕互動(dòng),組織課堂討論,引導(dǎo)學(xué)生思考分析。教學(xué)手段的新穎化信息化,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

同時(shí),通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),非織造企業(yè)以目前的職員知識(shí)結(jié)構(gòu)來應(yīng)對日益更新的生產(chǎn)技術(shù)和自動(dòng)化程度越來越高的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程還是有很大限制的,而更新生產(chǎn)管理理念、掌握新的生產(chǎn)技術(shù)、學(xué)習(xí)國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),掌握新技術(shù)、新材料、新工藝的運(yùn)用是給企業(yè)員工提出的新的職業(yè)要求,但這些包含新知識(shí)、新技能、新素質(zhì)的職業(yè)再培訓(xùn)任務(wù)企業(yè)已無力自我實(shí)現(xiàn)。在線課程的共享性也滿足了非織企業(yè)對現(xiàn)有職員進(jìn)行再培訓(xùn)、繼續(xù)教育的需求。

3 教學(xué)改革效果

校企合作的方式給了教學(xué)更好的實(shí)踐平臺(tái),非織行業(yè)前沿技術(shù)及新設(shè)備信息能更好地通過信息技術(shù)平臺(tái)得以傳播,理論與實(shí)踐相結(jié)合效果更好。學(xué)生自發(fā)組成小組利用實(shí)訓(xùn)中心的小樣機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),參加大學(xué)生文化競賽；部分同學(xué)加入教師的科研團(tuán)隊(duì),通過實(shí)驗(yàn)過程加深了對專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解,研究結(jié)果在整理后發(fā)表了論文,申報(bào)的多項(xiàng)國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目得以審批。

企業(yè)反饋,開放的在線課程給了職工更好的學(xué)習(xí)平臺(tái),給了員工們完善專業(yè)知識(shí)體系的機(jī)會(huì)。