輕化工程專業(yè)校內(nèi)工程實訓教學改革

——以“染色數(shù)據(jù)庫建立與仿色應用”教學模塊為例陳　英，劉保江，閔　潔，楊　卓，徐　蔚

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海 201620)

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輕化工程專業(yè)校內(nèi)工程實訓教學改革

——以“染色數(shù)據(jù)庫建立與仿色應用”教學模塊為例陳英，劉保江，閔潔，楊卓，徐蔚

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海 201620)

摘要：分析國內(nèi)外工程教育現(xiàn)狀，探討輕化工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)中工程實訓教學改革，論述工程實訓的目的和意義，介紹校內(nèi)工程實訓的內(nèi)容和對學生綜合素質(zhì)提升的效果，指出存在的問題并提出改進建議，為東華大學輕化工程專業(yè)進一步開展工程實訓教學和卓越工程師培養(yǎng)積累經(jīng)驗、打下基礎。

關鍵詞：輕化工程專業(yè)；卓越工程師；工程實訓；教學改革

我校(東華大學)輕化工程專業(yè)是教育部第一批實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的專業(yè)之一。我們在進行大量調(diào)研的基礎上，確定輕化工程卓越工程師的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)具有扎實的自然科學基礎、人文社會科學基礎、紡織品染整工程專業(yè)基礎，具有較強的染整工程實踐能力，以及自我獲取知識能力、創(chuàng)新能力，能在紡織染整企事業(yè)單位從事輕化工程專業(yè)(染整工程)相關工作，又具有現(xiàn)代管理藝術和技能的復合型高級工程技術人才。工程實踐能力是體現(xiàn)工程技術人才質(zhì)量和水平的重要方面，工程實訓則是培養(yǎng)工程實踐能力的主要教學方式。本文分析國內(nèi)外工程教育現(xiàn)狀，探討輕化工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)中工程實訓的目的和意義，介紹校內(nèi)工程實訓的內(nèi)容和對學生綜合素質(zhì)提升的效果，指出目前存在的問題并提出了改進建議。

一、 國內(nèi)外工程教育現(xiàn)狀

德國的高等工程教育一貫注重學生的工程實訓, 充分利用社會資源, 將學生的工程實訓直接與企業(yè)生產(chǎn)相結合。規(guī)定工科大學生在入學前至少要進行12個月的工業(yè)訓練，在校學習期間要用一半時間在企業(yè)中進行工業(yè)訓練。

法國高等工程學校的培養(yǎng)規(guī)格分為兩個層次:一個是以培養(yǎng)高級技術員為目標的大學技術學院和高級技術員班, 學制2年； 另一個是以培養(yǎng)文憑工程師和工程博士為目標的“工程師大學校” ,學制5年以上，學生畢業(yè)時所獲得的是工程師稱號。法國的大部分工程師、工業(yè)科研專家、管理骨干都畢業(yè)于“工程師大學校”。

日本的工科院校通過設立專門的“機械工作”這一工程訓練教學環(huán)節(jié), 按照機械工作內(nèi)容或根據(jù)產(chǎn)品制造過程, 結合生產(chǎn)順序完成“機械工作”,以培養(yǎng)學生的工業(yè)意識、紀律、情感等基本工程意識。

美國的高等工程教育在借鑒德國人才培養(yǎng)經(jīng)驗的同時，注重其自身的實踐和發(fā)展并致力于創(chuàng)新，強調(diào)跨院系、跨專業(yè)和跨學科的人才培養(yǎng)，不同專業(yè)的教師聯(lián)合進行教學和研究，學院、學校和企業(yè)之間進行廣泛的合作，并聘請企業(yè)專家擔任兼職教師，形成了研究指導型培養(yǎng)模式，建立了從領導型到工程技術人員的多層次培養(yǎng)體系,最早建立了工程教育專業(yè)論證體系。 1989年，由來自美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭6個國家的民間工程專業(yè)團體發(fā)起和簽署了《華盛頓協(xié)議》，強調(diào)工程教育中的應用性、實踐性和創(chuàng)新性，要求高校對工程類專業(yè)學生加強工程實訓,提升工程實踐能力, 參與實驗研究, 開展大工程背景下的工程教學改革, 逐步形成高等工程教育由科學向工程的“回歸”。

我國的高等工程教育近20年也在積極探索改革的思路和方向，并進行了一系列改革創(chuàng)新，但與上述工程教育比較成功的國家相比還有很大差距。原因主要有三方面：一是工程教育的理念不夠清晰，教育教學研究欠缺；二是校企合作的工程教育平臺不夠完善，企業(yè)擔心接受學生工程實踐會影響正常的生產(chǎn)，高校又缺乏適合各專業(yè)實習實訓的場地和設備，難以達到預期的工程教育效果；三是教師隊伍中缺少有行業(yè)背景的人員，高校過分強調(diào)教師的高學歷，使具有豐富工程實踐經(jīng)驗的人員難以加入教師隊伍。因此，國內(nèi)的高等工程教育普遍存在去工程化現(xiàn)象, 按單一學科思想進行教學，造成實踐教學內(nèi)容的連貫性和綜合性差, 以仿真和模擬為主的“學術化”實踐教育造成學生習慣于“紙上談兵”, 從而導致實踐能力的培養(yǎng)效果與實際工作需要之間巨大的差距。“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的提出，就是針對高校工程教育中存在的問題，汲取發(fā)達國家工程技術人才培養(yǎng)的成功經(jīng)驗，促進我國工程教育從“學科型”向“應用型”的轉變，著力培養(yǎng)大批適應我國現(xiàn)代工程技術發(fā)展所需要的工程師的重要舉措。

二、 輕化工程專業(yè)校內(nèi)工程實訓教學的實施

創(chuàng)新型人才必須具備創(chuàng)新型思維，而工程技術人員的創(chuàng)新思維不可能憑空產(chǎn)生，有賴于工程實踐的鍛煉、工程實踐能力的培養(yǎng)。我校輕化工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃中安排了累計1年的實踐教學環(huán)節(jié)，包括校內(nèi)綜合實驗、校內(nèi)外工程實訓和畢業(yè)設計(論文)。工程實訓是輕化工程專業(yè)學生在學習了專業(yè)課程的理論知識，掌握了專業(yè)實驗及相關儀器設備的基本操作，經(jīng)過專業(yè)綜合實驗訓練，具備了綜合運用專業(yè)理論知識的基本能力后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。通過工程實訓進一步鞏固和加深對專業(yè)基本理論和技術方法的理解和掌握，并使之更加系統(tǒng)化和完整化。

工程實訓通常安排學生到實習基地企業(yè)進行，通過幾周的參觀實習，使學生了解企業(yè)的整體生產(chǎn)情況，學習印染產(chǎn)品從坯布到面料成品的生產(chǎn)加工過程，了解產(chǎn)品加工中半制品和成品的質(zhì)量檢驗方法，掌握實驗室小樣試驗和批量生產(chǎn)之間的關系。但是，由于目前企業(yè)生產(chǎn)管理和產(chǎn)品質(zhì)量控制要求越來越嚴格，在實訓過程中學生只能看，不能動手操作，對工程實訓的效果產(chǎn)生很大影響。因此，如何充分利用校內(nèi)國家染整工程中心、生態(tài)紡織重點實驗室和染整實驗室等資源，為學生創(chuàng)造條件開展校內(nèi)工程實訓，成為工程實訓教學改革的主要內(nèi)容。

1. 校內(nèi)工程實訓的目的

校內(nèi)工程實訓是對校外實習的一個重要補充，可以彌補在企業(yè)實習時學生不能動手操作的不足。輕化工程專業(yè)通過挖掘現(xiàn)有校內(nèi)各種資源，充分利用已有的中樣試驗設備和相關的儀器設備，為學生提供參與工藝流程設計、工藝參數(shù)制訂和實施的實踐機會，學習印染產(chǎn)品從坯布到面料成品的生產(chǎn)加工過程，掌握主要加工環(huán)節(jié)的工藝設計和實施的關鍵問題，進一步鞏固和加深對專業(yè)基本理論和技術方法的理解；同時培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決問題的能力，強化學生的洞察力、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和工作能力的培養(yǎng)。

2. 校內(nèi)工程實訓的內(nèi)容

根據(jù)校內(nèi)的現(xiàn)有條件，以“染色數(shù)據(jù)庫建立與仿色應用”為首個工程實訓教學模塊開展教學改革探索，今后將逐步拓展到紡織品前處理短流程工藝、紡織品多種印花和特種功能整理等不同模塊的工程實訓教學中。

以“染色數(shù)據(jù)庫建立與仿色應用”為例，工程實訓教學內(nèi)容包括活性染料、分散染料、酸性染料的染色數(shù)據(jù)庫建立。首先選擇合理的染色織物和染色工藝，以小樣試驗的形式建立數(shù)據(jù)庫，然后對數(shù)據(jù)庫進行驗證試驗，最后應用于仿色打樣，在小樣試驗達到色差要求的基礎上進行放大樣(5 kg)試驗。要求學生分析比較仿色小樣試驗和大樣試驗過程和結果的異同點，并通過各項色牢度測定全面評價最終樣品的染色效果。

為了開設“染色數(shù)據(jù)庫建立與仿色應用”的工程實訓課程，實驗室教師預先對噴射染色機(10kg)、Datacolor測色配色系統(tǒng)和自動滴液系統(tǒng)進行調(diào)試和準備。學生進入實驗室后，首先進行分組，每組學生分工合作完成一類染料的染色數(shù)據(jù)庫建立與仿色應用。每名學生要學習完整的實訓內(nèi)容，動手完成其中一部分試驗內(nèi)容。要求學生在實訓中學會各種儀器設備的操作或使用，每組學生撰寫完整的工程實訓報告，并對各環(huán)節(jié)的實驗結果進行分析討論(參加完成的實驗重點分析討論)。工程實訓報告是成績評定的重要依據(jù)。

三、 校內(nèi)工程實訓的效果

通過“染色數(shù)據(jù)庫建立與仿色應用”的工程實訓，學生掌握了建立染色數(shù)據(jù)庫的方法和準確仿色打樣的技巧，在邏輯思維和創(chuàng)造性思維方面也得到了鍛煉，同時還獲得了以下幾方面的成效。

1． 培養(yǎng)了學生的團隊合作精神

在實訓過程中，以系列化模式按項目分組，同組學生分工合作、自我管理，教師在技術上給予指導，遇到問題一起討論解決，最終按組考核，提高了學生的團隊合作意識，培養(yǎng)了團隊合作精神。

2． 激發(fā)了學生學習的積極性和主動性

實訓中，每名學生要參加Datacolor測色配色系統(tǒng)、自動滴液系統(tǒng)或噴射染色機(10kg)等儀器設備的操作。指導教師把主動權交給學生，學生成為學習的主體，實踐中發(fā)現(xiàn)學生完全有能力學習和掌握設備的使用方法和工作原理，在操作使用中遇到問題會主動查詢相關資料，探索解決問題的方法，學習的積極性和主動性得到顯著提高。

3． 強化了學生的工程意識和工程化思維

在實訓過程中，系統(tǒng)化的分組管理和全流程的訓練模式提高了學生的工程意識。實訓中所用儀器與目前企業(yè)使用的相一致，所用設備與目前企業(yè)使用的類同，制訂的工藝流程和工藝條件與實際生產(chǎn)相一致，有利于提高學生的工程化思維。

四、 存在的問題和改進建議

1． 教學資源短缺

輕化工程專業(yè)的校內(nèi)工程實訓包含紡織品加工前處理、紡織品染色、紡織品印花和后整理各個環(huán)節(jié)，但由于目前校內(nèi)實訓基地的場地和設備條件有限，只能開展部分工程實訓教學模塊的內(nèi)容。因此，在現(xiàn)有的基礎上還需要增加更多的中樣加工設備，擴大實訓場地，以滿足工程實訓的教學需求。

2． 師資力量有待加強

現(xiàn)有的指導教師缺乏生產(chǎn)一線的實踐經(jīng)驗，如果能派送教師到企業(yè)短期學習，或聘請工程經(jīng)驗豐富的企業(yè)技術專家和產(chǎn)品設計專家作為學生工程實訓的指導教師，將有效提高校內(nèi)工程實訓的教學效果。

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中圖分類號：G642.0

文獻標志碼：A

文章編號：2095-3860(2016)01-0060-03

作者簡介：陳英(1964—)，女，浙江寧波人，教授，博士，研究方向為紡織材料改性及清潔染整新技術。E-mail:yingchen0209@dhu.edu.cn

基金項目：上海市教育委員會2015年度精品課程建設項目;東華大學2014年度教學改革及教學基本建設項目