“功能性非織造材料”課程的產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法探討

徐玉康

摘 要：“功能性非織造材料”是一門(mén)以認(rèn)知和理解功能性非織造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能為主要目的的課程。文章依據(jù)工程學(xué)科對(duì)人才實(shí)踐和工程能力的要求，探討“功能性非織造材料”課程的產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式，結(jié)合學(xué)校非織造教學(xué)軟硬件資源，以實(shí)際產(chǎn)品為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能的分析，探討功能性非織造材料或產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)需求、產(chǎn)品問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)非織造產(chǎn)業(yè)的高素質(zhì)人才。

關(guān)鍵詞：“功能性非織造材料”;非織造材料與工程;產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642;TS176 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2020-09-24 文章編號(hào)：1674-120X（2020）30-0120-02

非織造布在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 5709-1997 紡織品非織造布術(shù)語(yǔ)》中的定義（也稱為無(wú)紡布）是定向或隨機(jī)排列的纖維通過(guò)摩擦、抱合或黏合或這些方法組合而形成的片狀物、纖網(wǎng)或絮墊（不包括紙、機(jī)織物、簇絨織物，帶有縫編紗線的縫編織物以及濕法縮絨的氈制品）。用于制備非織造材料的纖維原料可以是天然纖維或化學(xué)纖維;可以是短纖維或長(zhǎng)絲。非織造材料加工技術(shù)具有多樣性，常見(jiàn)的有紡粘成型技術(shù)、熔噴成型技術(shù)、針刺加固技術(shù)、水刺加固技術(shù)、熱風(fēng)粘合技術(shù)等。不同加工技術(shù)的原理及作用特征不同，因而非織造材料結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出多樣性，這使得非織造材料在眾多領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用，如醫(yī)用衛(wèi)生領(lǐng)域、空氣過(guò)濾領(lǐng)域、土工建材領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域等。

伴隨著非織造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，非織造行業(yè)對(duì)專業(yè)性非織造技術(shù)人才的需求急劇增加。為滿足非織造行業(yè)對(duì)非織造專業(yè)人才的需求，很多高校開(kāi)設(shè)非織造材料與工程專業(yè)?；诜强椩飚a(chǎn)業(yè)需求的大背景，蘇州大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┘徔椗c服裝工程學(xué)院2010年面向全國(guó)招收非織造材料與工程專業(yè)本科生?！肮δ苄苑强椩觳牧稀笔俏倚７强椩觳牧吓c工程專業(yè)的一門(mén)專業(yè)選修課，學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能夠?qū)ΜF(xiàn)有主要非織造材料的應(yīng)用領(lǐng)域及相應(yīng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及性能有較好的認(rèn)識(shí)和了解，能對(duì)特定非織造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)有一定的判斷。

一、課程教學(xué)的設(shè)置

（一）課程設(shè)置目的

較多的高校針對(duì)非織造材料與工程專業(yè)設(shè)置的課程主要包括公共基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生能了解高聚物加工技術(shù)、非織造材料成型技術(shù)、非織造材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，掌握非織造材料相關(guān)的基礎(chǔ)理論。然而，目前工科畢業(yè)的學(xué)生進(jìn)入企業(yè)工作后，遇到具體某一問(wèn)題時(shí)往往無(wú)法快速找到解決問(wèn)題的切入點(diǎn)，這是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)實(shí)際產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的制備工藝及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)沒(méi)有較深的認(rèn)知和理解。

為了能讓非織造材料與工程專業(yè)的畢業(yè)生快速適應(yīng)工作、有效地應(yīng)用在學(xué)校中所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，“功能性非織造材料”課程的開(kāi)設(shè)旨在讓學(xué)生能夠?qū)ΜF(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化規(guī)模較大的非織造產(chǎn)品的制備技術(shù)及結(jié)構(gòu)與性能特征有較好的認(rèn)知和理解，進(jìn)而能夠更快更好地融入非織造產(chǎn)業(yè)。

（二）課程設(shè)置思路

“功能性非織造材料”課程既要包含常規(guī)非織造加工技術(shù)，又要包含產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大的非織造商業(yè)化產(chǎn)品的制備及結(jié)構(gòu)與性能特征的分析。因此，本課程的主體框架為非織造技術(shù)介紹、產(chǎn)業(yè)化非織造商業(yè)產(chǎn)品介紹、以產(chǎn)品為出發(fā)點(diǎn)逆推其所涉及的非織造加工技術(shù)，最后讓學(xué)生基于現(xiàn)有產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀對(duì)該產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展提出自己的想法。采用產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，能加深學(xué)生對(duì)非織造材料與工程專業(yè)的認(rèn)知和理解，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的積極性。

二、課程教學(xué)的內(nèi)容改革

（一）以產(chǎn)業(yè)化非織造產(chǎn)品為主體

非織造技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科交叉技術(shù)，其主要涉及高聚物加工技術(shù)、纖維成型技術(shù)、材料加工技術(shù)、纖維加固技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等，是一門(mén)不同于傳統(tǒng)紡織原理的新型材料加工技術(shù)?！肮δ苄苑强椩觳牧稀闭n程是基于各種非織造加工技術(shù)及產(chǎn)品的一門(mén)課程，對(duì)任課教師的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備要求較高，其既要掌握非織造加工技術(shù)的類型及特征，又要掌握高聚物纖維材料的結(jié)構(gòu)及性能特征，更重要的是，要能對(duì)產(chǎn)業(yè)化非織造產(chǎn)品的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)有全面的了解。此外，在具體教學(xué)過(guò)程中，課程以產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品為主體，這對(duì)教材的要求比較苛刻。為了加深學(xué)生對(duì)功能性材料概念的理解，本課程選用《功能高分子材料》作為輔助性的參考教材，同時(shí)還提供一本深入學(xué)習(xí)的參考書(shū)《功能性高分子材料》。

“功能性非織造材料”課程中的產(chǎn)業(yè)化非織造產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車(chē)濾清器（空調(diào)濾清器、空氣濾清器、燃油濾清器、機(jī)油濾清器）、吸附分離非織造產(chǎn)品（吸油產(chǎn)品、一次性口罩、N95口罩、醫(yī)用立體口罩）、土工非織造產(chǎn)品（土工路基增強(qiáng)土工布、護(hù)坡土工布）、工業(yè)煙塵凈化用非織造產(chǎn)品（不同規(guī)格的除塵履帶）、汽車(chē)裝飾用非織造產(chǎn)品（汽車(chē)吸音隔音材料、汽車(chē)擋板、汽車(chē)內(nèi)飾掛架）、生物醫(yī)學(xué)非織造產(chǎn)品（一次性手術(shù)服、一次性手術(shù)墊巾、一次性手術(shù)帽、防護(hù)服、醫(yī)用敷料、醫(yī)用護(hù)創(chuàng)貼）、生活衛(wèi)生非織造產(chǎn)品（棉柔巾、一次性洗臉巾、紙尿褲、面膜、濕巾）、工業(yè)擦拭非織造產(chǎn)品（工業(yè)無(wú)塵擦拭紙）以及農(nóng)業(yè)用非織造產(chǎn)品（農(nóng)業(yè)果蔬包裝袋、農(nóng)用地膜）。在具體的教學(xué)內(nèi)容上，不同領(lǐng)域的非織造產(chǎn)品均有商業(yè)化產(chǎn)品，每個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品類型為一種或多種。在課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生能夠接觸商業(yè)化實(shí)物產(chǎn)品，同時(shí)能夠分析產(chǎn)品的具體組成結(jié)構(gòu)。

（二）以實(shí)物產(chǎn)品問(wèn)題為導(dǎo)向

非織造設(shè)備或零部件的實(shí)物教學(xué)方法已有初步探索。在非織造材料與工程專業(yè)的課程設(shè)置中，實(shí)踐相關(guān)的課程均涉及產(chǎn)品制備與分析。但這一類課程往往是獨(dú)立的且綜合性較強(qiáng)的，而學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力較弱，因此在課程具體進(jìn)行的過(guò)程中，教師一般起到主導(dǎo)性教授作用?！肮δ苄苑强椩觳牧稀闭n程的設(shè)置，以實(shí)物產(chǎn)品問(wèn)題為導(dǎo)向，以實(shí)物產(chǎn)品的性能為切入點(diǎn)，讓學(xué)生切實(shí)分析非織造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以及帶著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能要求推進(jìn)產(chǎn)品的深層次分析。

三、課程教學(xué)方式的改革

（一）常規(guī)教學(xué)方式

在非織造材料與工程專業(yè)的課程設(shè)置中，常規(guī)的教學(xué)方式仍然是以教師講授為主，重點(diǎn)內(nèi)容為非織造加工技術(shù)原理理論。學(xué)生雖能接觸到部分產(chǎn)品，但沒(méi)有充足的時(shí)間去認(rèn)真拆解產(chǎn)品，分析產(chǎn)品的具體組成部分、材料特征、加工特征及結(jié)構(gòu)特征。這使得學(xué)生在具體產(chǎn)品分析上得不到實(shí)際訓(xùn)練，將非織造理論知識(shí)應(yīng)用于具體產(chǎn)品的能力也較弱。

（二）產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)方式

“功能性非織造材料”課程采用產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，具體實(shí)施過(guò)程：①教師先針對(duì)某一應(yīng)用領(lǐng)域介紹目標(biāo)材料的要求，再對(duì)該領(lǐng)域已有的非織造產(chǎn)品類型作簡(jiǎn)要分析。例如，在工業(yè)煙塵凈化領(lǐng)域，教師需介紹不同工業(yè)煙塵來(lái)源（主要來(lái)源于燃煤電廠、垃圾焚燒電廠、鋼鐵行業(yè)、水泥行業(yè)）、煙塵特點(diǎn)（溫度特征、氧化性特征、腐蝕性特征等）以及不同工業(yè)煙塵對(duì)除塵濾袋的要求。②實(shí)物產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能分析，將商業(yè)化產(chǎn)品分發(fā)給學(xué)生并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能分析。例如，將上述的除塵濾袋分發(fā)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生從材料的原料特性、可能的加工技術(shù)、組成結(jié)構(gòu)及不同組分功能出發(fā)，詳細(xì)分析除塵濾袋并思考濾袋設(shè)計(jì)的功能性特點(diǎn)。③互動(dòng)交流。學(xué)生對(duì)商業(yè)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)已有初步了解，此時(shí)學(xué)生需要與他人進(jìn)行互動(dòng)交流以加深對(duì)該產(chǎn)品的認(rèn)知和理解。例如，對(duì)上述的除塵濾袋，學(xué)生經(jīng)過(guò)拆解后分析發(fā)現(xiàn)，濾袋的主體部分為覆膜針刺非織造氈。該氈呈現(xiàn)出“纖維網(wǎng)—基布—纖維網(wǎng)”的“三明治”結(jié)構(gòu)。此時(shí)教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考每層材料的特點(diǎn)是什么、功能是什么、這些材料是否可以采用其他材料代替或者采用其他非織造加工技術(shù)代替、該材料結(jié)構(gòu)是否存在缺陷、哪些方法可以消除這些缺陷、該材料的發(fā)展將具備哪些其他功能等問(wèn)題。這一系列問(wèn)題的互動(dòng)交流在很大程度上能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)該材料的進(jìn)一步思考，也能夠促使學(xué)生更深入地理解該材料。④開(kāi)放式解答。通過(guò)互動(dòng)交流，學(xué)生更期望對(duì)該領(lǐng)域材料有初步的直觀認(rèn)識(shí)和理解，此時(shí)教師針對(duì)學(xué)生的共性問(wèn)題給出開(kāi)放式解答。例如，上述的除塵濾袋，基布兩面的纖維網(wǎng)一般通過(guò)針刺加固技術(shù)制成非織造氈，表面層為功能性微孔膜，微孔膜的作用是攔截工業(yè)煙塵中微尺度顆粒，非織造氈的作用是捕捉和儲(chǔ)存煙塵中的亞微尺度顆粒，其中基布起到的作用是增加非織造氈的強(qiáng)力、提高非織造氈的尺寸穩(wěn)定性。

四、課程教學(xué)的考核方式

“功能性非織造材料”課程是一門(mén)專業(yè)選修課，其考核方式為平時(shí)成績(jī)與期末總評(píng)成績(jī)相結(jié)合，平時(shí)成績(jī)占20%、期末總評(píng)成績(jī)占80%，平時(shí)成績(jī)主要包括學(xué)生課堂出勤、課外文獻(xiàn)檢索、PPT制作及匯報(bào)，期末總評(píng)是以主題論文報(bào)告+PPT制作及匯報(bào)的形式。采用該考核方式的出發(fā)點(diǎn)是讓學(xué)生加深對(duì)非織造材料應(yīng)用領(lǐng)域的認(rèn)知及對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的理解。在講授非織造材料在某一領(lǐng)域應(yīng)用之前，教師先讓學(xué)生自行通過(guò)文獻(xiàn)庫(kù)檢索來(lái)了解該領(lǐng)域現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)化非織造產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合、類型及特點(diǎn)，讓學(xué)生對(duì)將學(xué)習(xí)的內(nèi)容有初步的了解;教師再根據(jù)學(xué)生的PPT制作及簡(jiǎn)要匯報(bào)，了解學(xué)生的把握程度。期末總評(píng)是以主題論文報(bào)告為主要考核內(nèi)容，同時(shí)包括學(xué)生的PPT制作及主題產(chǎn)品匯報(bào)。教師先提供非織造材料應(yīng)用的10個(gè)不同領(lǐng)域作為學(xué)生選擇產(chǎn)品的參考方向，在學(xué)生確定應(yīng)用領(lǐng)域后另行選取該領(lǐng)域內(nèi)未講授過(guò)的商業(yè)化非織造產(chǎn)品進(jìn)行工藝、結(jié)構(gòu)與性能的分析，以產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式方法推進(jìn)，再進(jìn)行總評(píng)匯報(bào)，這能讓學(xué)生更加深入理解非織造產(chǎn)品的特點(diǎn)。

五、課程教學(xué)的改革效果

教師在“功能性非織造材料”課程中采用產(chǎn)品問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，通過(guò)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等的教學(xué)改革，讓學(xué)生對(duì)非織造行業(yè)及產(chǎn)業(yè)化非織造產(chǎn)品有更深入的了解，激發(fā)他們學(xué)習(xí)非織造專業(yè)課程的積極性，讓學(xué)生在課堂上積極參與互動(dòng)式討論。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生更積極主動(dòng)地去接觸和分析非織造相關(guān)產(chǎn)品，融入非織造行業(yè)的能力得到增強(qiáng)，綜合素質(zhì)也得以顯著提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]靳向煜，殷保璞，吳海波，等.非織造材料與工程專業(yè)建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].紡織教育，2009，24（3）：13-15.

[2]張 瑜，李素英，張 偉，等.傳承張謇教育理念協(xié)同創(chuàng)新培養(yǎng)非織造本科人才[J].紡織服裝教育，2017， 28（2）： 103-105，142.