基于创新型人才培养的《纤维测试技术》课程教学探索
Discussion and Research on Teaching in Measuring Techniques of Fibers for Creative Talent Training
XU Yun-hui DU Zhao-fang ZHANG Xiao-li
（College of Light-Textile Engineering and Art，Anhui Agricultural University， Hefei Anhui 230036， China）
【Abstract】According to training mode for creative talent， this article through optimizing the teaching content of measuring techniques for fibers， fully utilizing the novel teaching mode and method， as well as establishing the various teaching practice platform etc， discussed the course construct and teaching reform in consistent with the training requirement for creative talent.
【Key words】Measuring techniques for fibers； Creative talent； Teaching reform； Course construct
纺织服装工业在国民经济和人民生活中占有重要地位，为我国现代化建设、出口创汇、解决就业和提高生活质量做出了重要贡献。近年来，为了生产品质优良且符合使用要求的纺织品，研究开发新的纺织测试技术、新型传感器及测试方法，更新换代测试仪器，充分应用计算机技术，发展自动化程度高、功能齐全、数据处理快和结构精密的测试设备对拓展纺织品在国民经济各领域中的应用尤为重要。目前传统纺织行业受国际金融危机影响，发展速度缓慢，然而高科技、高附加值的装饰和产业用纺织品却发展迅猛，且发达国家的装饰及产业用纺织品在纺织行业中所占的比重已高达30%～40%。我国纺织工业正经历从传统加工业向先进制造业转型升级的重要阶段，处于由传统服用纺织品向产业用纺织品加速发展的机遇期和转型升级的关键期，对纺织测试仪器、测试方法、测试范围、测量精度及测试专业人才提出了更高的要求。
《纤维测试技术》课程是培养纺织工程专业人才的一门理论与实践性很强的专业基础课程，现代纤维和纺织品测试技术范围涵盖了纤维长度、卷曲及细度、鉴别，纱线的捻度、不匀率及混纺比，纤维纱线的力学性能，纺织品的吸湿透气性、电学性质、风格、耐光色牢度、阻燃、防紫外线和织物起球勾丝，生态纺织品中有害物质检测，纤维内部微观结构分析等众多内容。纤维测试技术具有技术含量高、专业性强、理论知识要求高、测试对象多、应用范围广等特点和优势。因此，开设“纤维测试技术”课程，以创新型人才培养模式替代传统的技能型人才培养模式[1]，为企业培养高素质的纤维及纺织品检测人员，使学生掌握现代纺织测试技术，提高学生的创新思维和能力，增强专业学习兴趣。笔者对创新型人才培养的“纤维测试技术”教学改革进行研究，探讨适合创新型人才培养模式的教学方法，开展课程体系及教学改革的实践探索具有重要意义。
1 根据学生的兴趣和爱好，挖掘教材精华，整合优化课程内容
创新型人才是指具有创新精神、创新意识和创新能力并能够取得创新成果的人才。培养创新型人才，需要强调培养学生的独立思考能力、创造性和想象力、实践动手能力，注重学生的个性培养，在个人本位的前提下，追求学生最大化的社会协调性[1-2]。创新型人才的培养，首先要以先进的教育理念引导课程改革。《纤维测试技术》课程内容涵盖了纤维、纱线和织物等纺织品的各项指标测试，为了在有限的教学时间中将测试原理与方法等知识传授给学生，使学生能熟练掌握并应用，需整合优化教学内容，以优化课程内容结构为重点，多因素相互协调，树立注重培养学生创新精神的创新型教育观念，造就适宜创新认知和创新特质生成的环境，推动创新型人才的出现[3]。例如，在讲授纺织材料的力学性能测试中，应将纤维、纱线及织物的强伸力测试指标、测试仪器原理及类型、测试方法和影响测试结果的因素等异同点着重阐明，并使学生融会贯通这一测试内容，加深学生感官上的印象，提高他们的求知欲望，启蒙他们的创新意识。另一方面在课堂教学中需适量引入最新的现代纺织科学技术成果，不断更新课程内容，使学生能了解到专业学科发展的最前沿理论、成果及技术，充分调动学生的兴趣和爱好，发挥他们的各自特长和创新能力，如在介绍生态纺织品测试时，可在纺织品有害物质的检测中补充高度关注物质（SVHC）的监控，在纺织品重金属含量的测定方法中增添电化学分析测试技术。尽量将新出现的科研成果和新知识融入到课堂教学中，启发学生的学习想象力和创造力，使他们在接受课堂教学内容的同时仍在思考还有哪些新技术、新方法可用于纺织品的相关性能检测，做到学以致用、触类旁通和事半功倍的学习效果。另外，由于课堂教学学时有限，在制订教学计划时充分考虑教学内容知识量与难易度关系，注重突出关键和难点内容，把握教学节奏，丰富教学形式，简化教材内容，将课堂讲授与课外自学相结合，找到学生的兴趣和课程教学的最佳结合点，培养学生的创新精神和创新意识。 2 改变教学方式，重视学生自主学习，培养创新精神和创新能力
传统的《纤维测试技术》教学是以课堂讲授、灌输式教育为主。学生虽然经历了课程学习，但缺乏对该课程的实际运用能力和独立解决问题能力，这与创新型人才培养的教学目标相差甚远。当前的纺织检测技术已快速发展，并与化工、材料、建筑、生物等学科领域交叉，纺织测试技术应用面大大拓展。“纤维测试技术”课程介绍了国内外纤维和纺织品的测试方法、测试仪器和发展趋势，而创新型人才培养模式要求学生在有限的学时内掌握纺织测试的基本技能，并熟悉纤维检验技术的发展动向，这需要改革传统的教学方案，大力培养学生自主学习和创造性思维的能力[4]。因此，在课程自学内容设计上要精练、凸显教学重点、难点，引导学生思索、讨论，切实增强他们的自学与科学分析能力。在学生自学前，教师提出针对性问题，要学生带着问题去自学，然后分组讨论，通过同学间的相互启发，集思广益，对自学内容进行消化、吸收和应用。同时，在课堂上也可尝试让学生唱“主角”，请学生先讲解某一内容，然后学生评议，最后教师总结，改变以前教师讲课、学生被动听课的教学方式，发挥学生的学习自主性，变被动为主动，使学生自始至终成为学习的主体，积极掌握纺织测试的基础知识，分析检测中出现的专业问题，思索本学科的今后发展方向。通过《纤维测试技术》教学革新提高学生的创新能力，强化他们的自主学习积极性，为学生在日益激烈的就职择业竞争中打下牢固基础。
3 多种教学方法与手段并用，激发学生的创造性思维
学生的创新能力培养，最重要的是启发和激励，为加强学生独立思考、创新能力的培养，课程采用多媒体教学、网络教学、案例教学与PBL教学模式等多种形式引导学生的创新思想。
3.1 多媒体教学
纺织检测涉及纤维、纱线和织物的各种测试方法、测试步骤、仪器设备、测试谱图照片、数据处理等，且测试仪器及方法更新快、种类繁多，传统授课手段难以满足教学要求，而多媒体教学方法可将这些测试内容以图片、动画、音响和视频的方式真实的呈现出来，增强了教学的先进性、实时性及动态性，提高了课程教学效果和学生的学习效率[5]。多媒体授课可根据教学需要，灵活安排讲授内容，通过图文并茂、生动形象的幻灯片演示，同时穿插针对性的教学视频将课程中的重难点知识展示给学生。如将纤维的扫描电子显微镜、红外光谱和热分析等测试技术以实物图片和操作视频在多媒体课件中表达出来，并用动画将各精密仪器的结构进行分解，直观和形象地介绍仪器原理及其操作步骤，把书本上抽象难以理解的理论以形象的实践内容传授给学生，增强了学生的感性认识，提高了他们对纺织材料大型测试仪器运用的求知欲，活化了创新意识，在培养学生创新精神和提高教学质量中收到良好效果。
3.2 网络教学
随着信息与互联网技术的迅速发展，网络化教学获得广泛应用。建设“纤维测试技术”网络课程，将教学设计、多媒体课件、案例库、习题库、教学录像、专家授课视频、纤维检测视频等教学资源发布在校园网络中，实现多种形式的教学资源共享。网络教学可根据学生个体之间的差异性，促进学生按照自身的学习基础、学习进程、学习方法、学习目标及难易程度进行自主学习，节俭教学时间，增大教学信息量，极大提高了教学效率。与此同时，利用丰富的网络信息和资源，在网络课程上开辟“交流论坛”、“在线答疑”等专栏和“纺织服装风云录”等QQ群，且网络课程向毕业生免费开放，为其专业知识的更新提供服务，调动学生积极参与专业交流，了解纺织检测技术的现状和未来趋势，增进学生学习专业知识的信心。通过网络平台与已就业学生的交流，加深在校学生对理论联系实践和培养创新意识及创新精神重要性的认识。
3.3 案例教学
在《纤维测试技术》教学中，组织和引导学生分析典型案例，让学生在具体的问题情境中，积极思考，主动探索解决问题的方法，培养学生的创新能力[6]。例如，通过对燃烧法鉴别纺织纤维，从纤维样品靠近火焰的熔融、收缩情况到纤维在火焰中的燃烧情况以及燃烧时的气味和残留物的形态，循序渐进地讲解如何在每一燃烧阶段观察纤维燃烧的细节状态，向学生演示燃烧法区分纤维种类的方法与技巧，帮助学生深入理解和认识燃烧法鉴别纤维的基本原理和试验程序，最后要求学生任选一种纤维进行燃烧鉴别试验。通过学生对纤维检测案例的思索与分析，提升学生纺织材料检测技能与创新能力，使课堂气氛活跃，学生积极参与讨论，把案例教学与纺织测试理论授课有机结合，让两者互为补充，相得益彰。
3.4 PBL教学模式
PBL（Problem learning） 是一种不同于传统教育的新教学模式，以其独特的课程、教学组织形式、教学方法和教学过程引导学生摆脱思维定势和成见的束缚，多方位地去联想、创新[7]。在“纤维测试技术”课程中应用PBL教学方法时，将学生进行分组，每组给定一个问题目标，如利用化学方法如何定量分析涤纶、羊毛和棉三组分混纺产品，又如根据Oko-Tex Standard 200标准设计生态纺织品的检测项目。让学生带着问题学习，小组各成员分工协作，检索资料，分析问题，撰写报告，最后在课堂上交流，教师进行适时点评。通过“提出问题→建立假设→收集资料→论证假设→归纳总结”的五阶段教学过程，学生掌握学习的主动权，教师主要是组织、调控和评价学生的学习效果。这种教学模式不仅增强了学生的团队协作精神，调动了学生的主动性和创造性，而且使学生学会如何学习，极大提高了学生的解决问题能力和创新思维层次。
4 构建多层次教学实践平台，培养学生的创新能力
课程实践、实验是培养学生应用能力和创造性思维的必要环节，学生在实践中领悟和体验，发展理论联系实际的能力，是理论教学所不能替代的。在有限的课程学时内，学生参加教学实习、课程实验、各种级别的大学生科技创新项目、教师的科研项目等多形式的实践活动，锻炼学生发现问题、解决问题的能力，激发科研创新的思维方式，是培养学生创新能力的“实战”平台。 4.1 开展多形式的教学实习
培养创新型人才，就要教会学生如何解决实际问题，“真枪实弹”的课程实践环节是关键。“纤维测试技术”课程通过具体的实践设计环节，突出学生的实际应用能力，真题真做，强化教学理论与具体实践的紧密联系。目前，已分别在安徽源牌实业（集团）有限责任公司、安徽京九丝绸股份公司和安徽亮亮纺织有限责任公司建立了教学实习基地，并加强与安徽省纤维检验局及科研单位的联系合作，定期聘请企业的专家、技术人员，科研单位负责人或专家来校进行专题讲座或兼职授课，开阔学生的视野，使学生了解企业和科研院所中采用的最新检测技术，教会学生将理论知识与企业的生产、工艺相结合，使学生获取厚积薄发的潜力和持续发展的能力，使他们成长为具有多学科知识背景和多视界思维模式的创新人才[7-8]。
4.2 加强课程实验教学
纺织专业学习流行一句话：“听不如看，看不如做”。要使学生把课堂上所学的知识熟练运用，必须通过课程实验设计让学生身临其境去感受各种纺织材料的检测方法及过程。在“纤维测试技术”课程建设中设置了教学实验，可进行“纤维长度、卷曲实验”、“纤维细度、热收缩实验”、“纤维和织物拉伸断裂实验”、“织物耐磨性实验”等8个基础验证性实验，“织物风格实验”、“纺织品阻燃实验”、“纺织材料吸湿性实验”等5个设计性实验和“生态纺织品有害物质检测实验”、“纺织材料鉴别实验”等3个综合性实验。另外，纺织材料实验室还建成了“热分析测试”、“红外光谱测试”、“纤维材料取向度测试”等具有一定前瞻性的观摩演示实验。教学实验和观摩实验是锻炼学生掌握及应用基础理论知识的重要实践手段，同时使学生对纺织检测技术有了全新的认识。在实验教学中，学生动手欲望强、独立思考、气氛活跃，为培养学生的创新性思维和学习后续纺织专业课奠定了良好基础。在综合性实验设计中培训学生对问题的分析和解决能力以及处理数据和撰写实验报告的能力，激发学生主动参与科技创新项目和科研项目。
4.3 构建形式多样的大学生科技创新平台
学生的创新精神和创新能力的培养主要通过参加科学研究项目来进行[8-9]。指导学生参加校级、省级和国家大学生创新创业训练计划项目，通过科学研究实验的设计，工艺流程的制定，实验样品的理化性能测试，样品的分子结构表征，实验数据的计算分析，图形表格的绘制，科研论文的撰写、修改及发表，让学生体会科研活动的具体过程，培养学生将“纤维测试技术”课程中的各种检测方法及理论与具体科学实验相结合，强化学生自己动手实验的能力，培育学生独立思考能力以及实验中分工协调能力，磨练学生的科研毅力和挫折感，切实增强学生的创新意识和能力。通过指导对纺织材料检测感兴趣的学生申请大学生科技创新项目，已连续获得校级、省级和国家大学生创新创业训练计划项目的立项。其中2011年为车用聚酯非织造阻燃材料方向的大学生创新实验项目，2013年大学生科技创新项目主要方向为生态抗菌竹浆纤维纺织材料，结合学生专业特点，将纺织测试技术充分运用在创新实验过程中，取得良好的科研成果，这两项大学生科技创新项目的研究成果分别荣获第四届“挑战杯”安徽省大学生课外学术科技作品竞赛三等奖和第五届“挑战杯”安徽省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。学生通过科技创新项目的锻炼，科研主动性增强，综合素质得到提升，团队协作精神和失败承受力得到加强，且学生在创新实验中事无巨细均要亲自处理，实践能力得到锻炼，遇到实验挫折时，能够坚持，分析和找出失败的原因，不断改进科研方法，最终顺利结题，使学生心里充满求知欲、奋进感和成就感，使学生的创新力得到极大提升。同时，让学有余力的学生融入教师的科研项目和团队中，给学生营造一个实践机会，增强学生的信心，把所学的专业知识运用在科研实验的每个过程中，让学生明白在科技创新实验中提高创新能力的重要性。
5 结语
我国纺织业正处在从传统制造业向先进制造业转型升级的机遇期，对纤维和纺织品测试专业人才提出了更高要求。针对学生的兴趣爱好，依靠教学大纲，组织优化《纤维测试技术》教学改革，引入新的教育理念，充分利用先进的教学手段，重视多形式的教学实践，从而达到激发学生创新思想、挖掘学生创新潜能、提高学生实践能力和综合素养，培养出适应新时期需要的创新型纺织材料检测人才。
