織物組織結(jié)構(gòu)信息化教學(xué)改革的研究與實(shí)踐

李治江，許 多，陳春暉，吉 強(qiáng)，朱 葉

(塔里木大學(xué)，新疆 阿拉爾 843300)

隨著信息化教學(xué)的發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，在線學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)逐漸被高等院校應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)[1，2]?？椢锝M織結(jié)構(gòu)作為工科院校的一門專業(yè)課程，與機(jī)織學(xué)、紡織設(shè)備工作原理聯(lián)系緊密，在試織以及畢業(yè)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。如何將信息化教學(xué)很好地融合在織物組織結(jié)構(gòu)課程教學(xué)，體現(xiàn)紡織工程專業(yè)特色的同時(shí)，提高教師授課質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)性，是一線教師長(zhǎng)期探索的問題[3]。信息化教學(xué)在教學(xué)理念和教學(xué)手段方面具有一定優(yōu)勢(shì)，能進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力[4]，并且能充分利用網(wǎng)絡(luò)素材把學(xué)生的興趣調(diào)動(dòng)起來，線上線下雙管齊下。在織物組織結(jié)構(gòu)教學(xué)中，以教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)為落腳點(diǎn)，將信息化教學(xué)目標(biāo)與能力目標(biāo)的培養(yǎng)相結(jié)合，對(duì)提升任課教師專業(yè)知識(shí)水平、信息化教學(xué)能力和激發(fā)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的積極性具有重要意義[5]。

1 教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

目前，織物組織結(jié)構(gòu)課程教學(xué)以PPT和板書為主，教師以教學(xué)大綱為任務(wù)，知識(shí)點(diǎn)深入不夠，教學(xué)過程枯燥，學(xué)生不能緊跟教師教學(xué)思路，無法有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，難以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才的培養(yǎng)模式。

1.1 課程教學(xué)模式單一

織物組織結(jié)構(gòu)課程教學(xué)主要采用講練結(jié)合的方法教授，以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)聽講的灌輸式教學(xué)形式開展，教學(xué)模式單一，學(xué)生積極性不高、自覺性差、運(yùn)用知識(shí)的能力低，缺乏積極探索的精神和創(chuàng)新意識(shí)。

1.2 課程教學(xué)不夠深入

由于課程學(xué)時(shí)少，織物組織結(jié)構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容十分局限，教學(xué)深度不夠，未能充分與前沿技術(shù)、行業(yè)發(fā)展、企業(yè)需求及創(chuàng)新性思維的建立相結(jié)合，存在學(xué)生僅對(duì)課程硬性記憶，缺乏舉一反三的能力，對(duì)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)不夠透徹等問題。

1.3 課程理解難

織物組織結(jié)構(gòu)課程以二維繪圖為主，尤其在復(fù)雜組織教授中學(xué)生存在理解困難，很難想象出空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致出現(xiàn)理解偏差以及不能緊跟教師思路的問題。

2 教學(xué)組織實(shí)施過程

織物組織結(jié)構(gòu)課程不能停留在掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)流程，應(yīng)該更加注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和科學(xué)方法的實(shí)踐。針對(duì)教學(xué)中存在的問題，特別是變化組織、聯(lián)合組織及復(fù)雜組織比較難理解的知識(shí)點(diǎn)，需進(jìn)行信息化教學(xué)嘗試。以緯二重組織的講解為例，在教學(xué)準(zhǔn)備中采用釘釘教學(xué)平臺(tái)。為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，在開課前二周下達(dá)任務(wù)，學(xué)生登錄教學(xué)平臺(tái)可對(duì)緯二重組織進(jìn)行預(yù)習(xí)，觀看緯二重織物上機(jī)織造視頻，并分析緯二重組織的特點(diǎn)，在課堂中討論分析其空間結(jié)構(gòu)及構(gòu)成系統(tǒng)。課中，通過3D動(dòng)畫演示、C4D仿真等多種方法和手段化解難點(diǎn)，并用4D-box模擬緯二重制備過程，進(jìn)一步強(qiáng)化重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維、創(chuàng)新能力及使用機(jī)織物建模綜合分析解決問題的能力。

2.1 緯二重織物建模

以緯二重三維模型為切入點(diǎn)(如圖1所示)，可知緯二重織物由一個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)紗和兩個(gè)系統(tǒng)的緯紗構(gòu)成，經(jīng)紗上浮與表緯構(gòu)成表組織，經(jīng)紗下沉與里緯構(gòu)成里組織。為進(jìn)一步觀察到緯二重的三維結(jié)構(gòu)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生觀察織物的橫截面模型(如圖2所示)，從橫截面可以觀察到經(jīng)紗和表緯以及和里緯的交織情況，易理解緯二重上機(jī)圖的畫法，以此培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，為以后工程應(yīng)用及創(chuàng)新設(shè)計(jì)夯實(shí)基礎(chǔ)。

圖1 緯二重織物三維模型

圖2 緯二重織物橫截面模型

2.2 基于織物模型構(gòu)建上機(jī)圖

2.2.1 理論分析

在建模后的理論分析中，要始終貫穿空間思維，帶領(lǐng)學(xué)生一起觀察三維模型和橫截面，在抽象上機(jī)圖時(shí)采用Excel演示，以便學(xué)生理解從表組織和里組織變化成緯二重織物組織的過程，較直接講解理論知識(shí)更形象具體。理論分析能夠讓學(xué)生更容易理解緯二重組織的形成原理及織造原理，幫助學(xué)生進(jìn)行形象化分析，化解難題。

2.2.2 緯二重織物上機(jī)圖的繪制

應(yīng)用理論分析對(duì)三維模型進(jìn)行上機(jī)圖的繪制，如圖3所示。通過繪制，學(xué)生能直觀感受經(jīng)緯紗的交織情況及經(jīng)緯組織的形成過程，進(jìn)一步可以畫出縱、橫截面，這樣從模型到理論再到組織圖及上機(jī)圖的繪制，可激發(fā)學(xué)生的熱情和興趣，也可以讓學(xué)生掌握三維建模的方法，同時(shí)驗(yàn)證理論分析結(jié)果，通過此方法可以讓學(xué)生掌握難點(diǎn)和重點(diǎn)。

圖3 緯二重織物上機(jī)圖

2.3 使用4D-box制備緯二重織物

應(yīng)用4D-box制備緯二重織物，學(xué)生能直觀感受織物的上機(jī)制備過程，了解織物實(shí)物情況，將織物組織結(jié)構(gòu)與實(shí)際織造緊密聯(lián)系起來。對(duì)表組織、里組織以及反面組織和緯二重織物組織進(jìn)行理論強(qiáng)化學(xué)習(xí)，更深刻地理解所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

2.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

通過課上三維模型及理論分析，課下學(xué)生組建創(chuàng)新設(shè)計(jì)小組，利用CAD實(shí)驗(yàn)室和機(jī)織實(shí)驗(yàn)室對(duì)組織進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程的深入理解。如圖4所示，創(chuàng)新設(shè)計(jì)小組通過4D-box設(shè)計(jì)了織物圖片，4D-box的引入調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性并深化了學(xué)生對(duì)織物的認(rèn)知，可以作為學(xué)生面料設(shè)計(jì)大賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)的工具。

圖4 學(xué)生設(shè)計(jì)面料圖片

3 教學(xué)效果

課后，學(xué)生組成創(chuàng)新設(shè)計(jì)小組，在教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)并展開交流研討，并通過紡織CAD教師對(duì)織物仿真的實(shí)操體驗(yàn)，拓展知識(shí)面，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。學(xué)生還可以通過互動(dòng)平臺(tái)隨時(shí)與教師溝通和交流。設(shè)計(jì)問卷調(diào)查學(xué)生織物組織結(jié)構(gòu)課程信息化教學(xué)效果，通過對(duì)調(diào)查結(jié)果的分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)信息化教學(xué)在織物組織結(jié)構(gòu)課程中的實(shí)踐取得了一定的成效。

首先，引入信息化教學(xué)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。采用開放、互動(dòng)的教學(xué)，傳遞知識(shí)的同時(shí)，還給學(xué)生留有探索、思考和創(chuàng)造的空間，有效增強(qiáng)了自主學(xué)習(xí)意識(shí)和主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了自我激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、自我組織規(guī)劃、自我監(jiān)控、協(xié)作學(xué)習(xí)等能力。

其次，信息化教學(xué)有效提高了學(xué)生的工程意識(shí)和三維建模能力，為學(xué)生后續(xù)的工廠實(shí)習(xí)和就業(yè)夯實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，4D-box的使用可以為大學(xué)生面料設(shè)計(jì)大賽做準(zhǔn)備。

最后，信息化教學(xué)增加了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。學(xué)生以創(chuàng)新設(shè)計(jì)小組進(jìn)行面料設(shè)計(jì)，要求小組成員既要獨(dú)立思考，又要重視成員之間的溝通和配合。通過現(xiàn)場(chǎng)面料設(shè)計(jì)，教師能了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，同時(shí)使學(xué)生對(duì)課程的思考廣度和深度得到強(qiáng)化。

4 結(jié)語

信息化教學(xué)手段的使用、優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的引入，有助于掌握織物組織結(jié)構(gòu)中的重點(diǎn)難點(diǎn)和軟件的使用。信息化教學(xué)符合當(dāng)前教學(xué)趨勢(shì)，適用于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和相對(duì)獨(dú)立地分析、解決問題的能力，可充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于培養(yǎng)新工科形勢(shì)下的技能型、綜合型、創(chuàng)新型紡織工程類專業(yè)人才。