將“新工科”思維融入“紡織材料學(xué)”學(xué)習(xí)的途徑

羅雅煊，張 毅

（天津工業(yè)大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300387）

“紡織材料學(xué)”是紡織科學(xué)與工程類專業(yè)的公共專業(yè)基礎(chǔ)課，是一個(gè)專門(mén)化的材料學(xué)科。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要能掌握紡織材料的基本原理及相關(guān)知識(shí)，包括紡織材料結(jié)構(gòu)與其理化性能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及紡織材料性能的檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)方法，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“新工科”建設(shè)是主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略行動(dòng)，是以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)要求，也是國(guó)家一系列重大戰(zhàn)略實(shí)施的要求、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的要求以及提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)家硬實(shí)力的要求?！靶鹿た啤苯逃言谌珖?guó)高校形成共識(shí)，得到企業(yè)界的積極響應(yīng)和大力支持，引起了國(guó)際高等教育行業(yè)的廣泛關(guān)注?！靶鹿た啤辈粌H是教育改革項(xiàng)目，還是一場(chǎng)持續(xù)性的工程教育轉(zhuǎn)型改革。

因此，在“新工科”背景下，“紡織材料學(xué)”作為一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，需要思考如何將“新工科”的思維融入學(xué)習(xí)之中，以期滿足新時(shí)代對(duì)紡織專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。

1 “新工科”建設(shè)的內(nèi)涵

“新工科”這一概念是在2016年提出的，隨即教育部就組織高校進(jìn)行了深入研討，并提出了“天大行動(dòng)”與“復(fù)旦共識(shí)”?！靶鹿た啤辈粌H與人工智能、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等新興專業(yè)建設(shè)有關(guān)，強(qiáng)調(diào)的不僅是知識(shí)體系的更新，更是工程教育文化和理念的更新[1]。

“新工科”建設(shè)以立德樹(shù)人為目的，以塑造未來(lái)、應(yīng)對(duì)變化為教育理念，以交叉與融合、繼承與創(chuàng)新、協(xié)調(diào)與共享為主要培養(yǎng)途徑，培養(yǎng)未來(lái)復(fù)合型、創(chuàng)新型、多元型卓越工程人才[2]?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)主要抓5個(gè)方面的工作，即抓理念引領(lǐng)、抓結(jié)構(gòu)優(yōu)化、抓模式創(chuàng)新、抓質(zhì)量保障、抓分類發(fā)展。

紡織工業(yè)作為我國(guó)傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)和重要的民生產(chǎn)業(yè)之一，在新時(shí)代被賦予了自動(dòng)化、智能化、節(jié)能化等新要求。因此，未來(lái)紡織工業(yè)必定是以創(chuàng)新和科技為主導(dǎo)，多學(xué)科融合發(fā)展。由此可見(jiàn)，建設(shè)具有“新工科”特色的紡織工業(yè)，是中國(guó)紡織產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)走向智能化、科技化、高端化的必經(jīng)過(guò)程與要求。

2 “紡織材料學(xué)”課程現(xiàn)狀

目前，常規(guī)的紡織類高?；静捎谜n堂教學(xué)的方式來(lái)完成專業(yè)課的講授，以教師講、學(xué)生聽(tīng)的形式為主，授課的方式比較單一。

“紡織材料學(xué)”是紡織工程專業(yè)學(xué)生接觸的第一門(mén)專業(yè)類課程，課程涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，如纖維、紗線、織物的結(jié)構(gòu)與性能，紗線的分類、結(jié)構(gòu)與形態(tài)特征、力學(xué)性質(zhì)、可加工性能和品質(zhì)評(píng)定方法，各類物理、化學(xué)的測(cè)試技術(shù)和手段等[3]。在教學(xué)過(guò)程中，由于課時(shí)限制且以教師為主體，授課教師在有限的課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間內(nèi)無(wú)休止地以填鴨方式，向?qū)W生灌輸眾多知識(shí)點(diǎn)。即使如此，也不可避免有很多內(nèi)容并不能充分展開(kāi)。因此，學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容繁復(fù)、基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)過(guò)多、學(xué)習(xí)被動(dòng)，無(wú)法及時(shí)掌握課堂的知識(shí)，在學(xué)習(xí)時(shí)感到枯燥乏味。

這門(mén)課程通常采用閉卷形式考核，學(xué)生需要背記大量的基礎(chǔ)知識(shí)。然而，學(xué)生只是知道這些基礎(chǔ)知識(shí)的概念和定義，不懂得實(shí)際應(yīng)用，也不知道對(duì)今后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)有何作用，所以，學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力，學(xué)習(xí)效果較差。

“紡織材料學(xué)”是一門(mén)涉及多門(mén)學(xué)科的交叉應(yīng)用型課程，數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械等多門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科都在課程中有所體現(xiàn)。同時(shí)，涉及的紡織相關(guān)實(shí)驗(yàn)較多。學(xué)生如果只是單一地理解知識(shí)點(diǎn)，不去查閱資料來(lái)消化吸收教學(xué)內(nèi)容，就必將埋下學(xué)習(xí)質(zhì)量無(wú)法保障的隱患。因此，將“新工科”思維融入“紡織材料學(xué)”的學(xué)習(xí)中，由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)來(lái)提高學(xué)習(xí)質(zhì)量十分必要。

3 將新工科思維融入“紡織材料學(xué)”的學(xué)習(xí)方法

3.1 培養(yǎng)批判性思維

批判性思維指的是思維的主動(dòng)性、獨(dú)立性與開(kāi)闊性。具有批判性思維的人，要擁有懷疑精神和好奇心，敢于提出質(zhì)疑，勇于質(zhì)問(wèn)自己，探索所學(xué)知識(shí)體系，不斷自我反思并調(diào)整，在批評(píng)中不斷進(jìn)步。

在工科教育中，批判性思維能力的培養(yǎng)是較為欠缺的。張青根等[4]研究發(fā)現(xiàn)，大學(xué)教育對(duì)批判性思維能力的增值效應(yīng)存在顯著的專業(yè)差異，從高到低依次為文、醫(yī)、理、工，與學(xué)校所在層次并無(wú)特定關(guān)系[5]。據(jù)王瑞霞等[6]對(duì)國(guó)內(nèi)近30年批判性思維現(xiàn)狀的研究發(fā)現(xiàn)，批判性思維研究主要涉及的領(lǐng)域有哲學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)與醫(yī)學(xué)，在占比相當(dāng)大的工科高等教育中，學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)未引起足夠的重視，存在一定的欠缺。

“新工科”思維要求有系統(tǒng)的思維能力。由于學(xué)生在學(xué)習(xí)“紡織材料學(xué)”時(shí)，知識(shí)點(diǎn)是分散的，很難把握前后內(nèi)容的關(guān)系。所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中，要注意內(nèi)容的啟承關(guān)聯(lián)以及學(xué)科之間的交互，培養(yǎng)自身的系統(tǒng)思維方式。例如在學(xué)習(xí)影響紗線拉伸強(qiáng)度的因素時(shí)，對(duì)于紗線結(jié)構(gòu)這一影響因素，要結(jié)合之前學(xué)習(xí)到的捻度的相關(guān)知識(shí)，更好地理解與思考這一知識(shí)點(diǎn)。

在培養(yǎng)方案中，設(shè)有“微機(jī)原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”以及“電工電子技術(shù)”等課程，可以在“紡織材料學(xué)”的學(xué)習(xí)中，融入這3門(mén)學(xué)科的知識(shí)。比如一種材料或者產(chǎn)品的檢驗(yàn)、紡織器械目前存在的問(wèn)題，都可以結(jié)合工科其他學(xué)科，用不同的方式方法進(jìn)行思考，發(fā)散思維。例如在學(xué)習(xí)織物的拉伸、撕破、頂破的概念時(shí)，如果能在理論分析層面，將力學(xué)中的相關(guān)概念落實(shí)到具體的分析中，在研究方法上將解析法、圖示法運(yùn)用到實(shí)際的操作中，則能使這一概念更加立體、系統(tǒng)，有助于深入理解，并將“物理學(xué)”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“工程力學(xué)”等多門(mén)課程所學(xué)的知識(shí)有效聯(lián)系起來(lái)。許多課程和知識(shí)都是相通的，尋找相互之間的聯(lián)系，有助于形成開(kāi)闊的視角、系統(tǒng)的思維。

3.2 重視實(shí)踐體驗(yàn)

實(shí)踐體驗(yàn)就是要強(qiáng)化學(xué)生對(duì)教學(xué)的參與程度和對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的把握程度，有利于知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化。光有理論知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，“新工科”思維要求有動(dòng)手實(shí)踐能力。雖然已設(shè)有“紡織材料學(xué)”實(shí)驗(yàn)課，但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。有機(jī)會(huì)的話可以試著早點(diǎn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，接觸到紡織材料和紡織機(jī)械，這樣學(xué)生對(duì)老師上課的講解會(huì)理解得更加深刻，自己動(dòng)手并思考后的記憶才是最牢固的。例如在學(xué)習(xí)幾種纖維的形態(tài)時(shí)，當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的顯微鏡下看到了各種纖維的形態(tài)時(shí)，會(huì)大大加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的印象。

“新工科”思維的特點(diǎn)就是要有應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力，用自己現(xiàn)有的知識(shí)解決從未遇過(guò)的問(wèn)題。在實(shí)際操作的過(guò)程中，可能會(huì)碰到很多書(shū)上沒(méi)有講到的問(wèn)題，在思考如何解決問(wèn)題，并動(dòng)手將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)時(shí)，一方面可以更好地掌握知識(shí)點(diǎn)，另一方面可以很好地提升自己解決問(wèn)題的能力。

3.3 主動(dòng)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)師生互動(dòng)

在信息化時(shí)代，各領(lǐng)域發(fā)展極其迅速，要主動(dòng)將知識(shí)融會(huì)貫通，自主地完成“紡織材料學(xué)”的學(xué)習(xí)任務(wù)。常言道：真正善于學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，可能在于課堂之外。既然是主動(dòng)學(xué)習(xí)，就不應(yīng)該是模式化的，網(wǎng)絡(luò)、仿真系統(tǒng)、未來(lái)的智能系統(tǒng)都是主動(dòng)學(xué)習(xí)的極好途徑，而且很多碎片知識(shí)也可作為正式學(xué)習(xí)的很好補(bǔ)充。

老師對(duì)“紡織材料學(xué)”的知識(shí)理解較為深刻，課上和課下要多與老師進(jìn)行互動(dòng)。在此過(guò)程中，學(xué)生必將開(kāi)拓視野，對(duì)知識(shí)點(diǎn)有更深刻的印象以及更多的理解。主動(dòng)學(xué)習(xí)以及與老師積極溝通互動(dòng)，會(huì)使學(xué)生的思維變得更加獨(dú)立、更加開(kāi)闊。敢于提出質(zhì)疑，探究所學(xué)知識(shí)體系，學(xué)生的批判思維能力也將得到進(jìn)一步提高，也符合“新工科”對(duì)人才培養(yǎng)的要求。

3.4 想象學(xué)習(xí)

想象學(xué)習(xí)，一方面是指通過(guò)想象，加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解；另一方面則是指通過(guò)想象進(jìn)行創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)。例如在“紡織材料學(xué)”的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以通過(guò)想象纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)、紗線的加捻方式和纖維的成形過(guò)程等，加深對(duì)紡織材料內(nèi)容的理解。同時(shí)，想象也能擴(kuò)大自己的思考面，培養(yǎng)自己的創(chuàng)造性思維。此外，如能將實(shí)踐與想象學(xué)習(xí)相結(jié)合，多次加深對(duì)知識(shí)的印象，可極大地加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的把握。

（1）樹(shù)立批判性思維、注重實(shí)踐體驗(yàn)，通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)，并運(yùn)用想象學(xué)習(xí)，可改善目前普遍以教師講、學(xué)生聽(tīng)為主的單一授課方式。（2）可有效減弱學(xué)生對(duì)“紡織材料學(xué)”課程感到內(nèi)容繁復(fù)、基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)過(guò)多、學(xué)習(xí)枯燥的感受。（3）可改變學(xué)生對(duì)“紡織材料學(xué)”結(jié)構(gòu)性的觀察、測(cè)試的原理性和思考不深入，缺少實(shí)踐應(yīng)用的現(xiàn)狀。（4）可提高學(xué)生的創(chuàng)造性，加深對(duì)知識(shí)的理解程度，提高學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，提高“紡織材料學(xué)”這門(mén)課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量，滿足“新工科”對(duì)紡織專業(yè)的人才培養(yǎng)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將“新工科”思維與“紡織材料學(xué)”的學(xué)習(xí)相結(jié)合，改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式，發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，可提高學(xué)習(xí)的效率，提升課程的教學(xué)效果與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，可將學(xué)生培養(yǎng)成多變化、多元化、創(chuàng)新型的卓越工程人才。