基于輕化專業的纖維化學與物理課程教學新模式

黎 謙

(武漢紡織大學 化學與化工學院，湖北 武漢 430073)

基于輕化專業的纖維化學與物理課程教學新模式

黎 謙

(武漢紡織大學 化學與化工學院，湖北 武漢 430073)

纖維化學與物理課程是輕化工程專業(染整方向)的一門重要專業基礎課，主要介紹高分子化學與高分子物理及紡織纖維的相關知識。伴隨教材及課程內容調整，通過采用傳遞、自學、探究和翻轉課堂等教學新模式，同時輔以實驗、課外作業等手段獲得了較好的教學效果。

輕化工程；纖維化學與物理；教學模式；教學效果

纖維化學與物理課程是輕化工程專業(染整方向)的專業基礎課之一，其任務是運用相關基礎課的基本理論知識，通過本課程的學習使學生獲得必要的高分子化學及物理基礎知識；熟悉和掌握各類常用紡織纖維的分子結構、形態結構、聚集態結構，以及各類常用纖維的力學、化學、染色性質和相關性能等。從而為本專業后續的前處理、染色、印花、整理等工藝學習，和以后從事相關生產加工、科學研究等奠定必要的理論基礎。為此，本項目就該課程的教學內容和教學模式進行了探索與實踐，取得了較好的教學效果。

1 教材及課程內容調整

教材是課程學習的指導資料，由王菊生主編的《染整工藝原理》第一冊作為纖維化學與物理課程的教材已有多年。近30年來隨著改革開放和經濟社會的發展，人們對紡織品的要求不斷變化，化學工業日新月異，新型紡織纖維不斷涌現，新型功能纖維及綠色生產技術已成為研究重點。因此把《染整工藝原理》第一冊繼續作為教材有部分知識點已顯陳舊。從2005年起本校開始選用了東華大學蔡再生教授主編并由中國紡織出版社出版的《纖維化學與物理》，同時根據教材的變化相應調整了課程內容及其授課的學時。

2 教學模式改進實踐

2.1 傳遞-接受式

在教學中最常用的方法就是“講、聽、記、練”的傳授模式，即以傳授系統知識、培養基本技能為目標，主要由任課教師講述相關專業知識，學生接受知識，充分挖掘人的記憶力、推理能力與間接經驗在掌握知識方面的作用，使學生能比較快速、有效地掌握更多的信息量。這種教學模式強調了灌輸方式卻容易忽視學生在學習中的主體性，在不同程度上會壓抑和阻礙學生的個性發展。但對于基礎理論知識則可以采用該傳統教學模式來增加學生的重視程度[1-2]。因此在纖維化學與物理課程的教學中，關于高分子化合物的基本合成反應及實施方法，高分子的層次結構等相關內容仍然采用了這種傳統的教學模式。這不僅可以使學生在相對短的時間內接受大量信息，也能夠培養學生的紀律性及抽象思維能力。對其存在的缺點如授課時內容顯得生硬，學生對接受的信息很難真正理解等，采用了多媒體手段來將文字、圖像、視頻、動畫集為一體，擴大任課教師傳送的信息量，使學生在學習時眼、耳、手并用，通過視覺、聽覺的協同應用來加深對課堂知識的印象，促進學生對課堂知識的理解與消化[3]。

本校纖維化學與物理課程專任教師已制作了多媒體課件，如高分子的層次結構，高分子的力學狀態包括鏈段運動、整鏈運動和整個大分子運動都用動畫的形式表現；高分子的結晶形態用實物圖片演示，不僅圖文并茂，生動直觀，對難以口述教學及學生難以理解的教學內容還可充分體現出其優勢。在課程教授過程中通過教師與學生的交流互動，根據學生學習情況專任教師可結合教學內容、聯合網絡資源不斷修改多媒體課件，使教學內容更充實、生動，從而優化教與學的效果。另外，在教學方式上還可采用拋錨式、現象分析及范例教學模式，如空氣干燥時合成纖維紡織品易產生靜電，拋出靜電問題，再進一步講解纖維高分子結構上親水性基團及疏水性基團的影響，進而給學生介紹抗靜電整理的原理，這樣就可將纖維化學與物理同其他后續專業課程聯系起來。又如，從羽絨服夾持空氣而保暖性好的現象分析各類纖維的導熱性能，導熱系數等相關問題；對合成纖維的介紹，首先從滌綸的分子式、二次結構三次結構與滌綸的性能間的相互關系開始，以其為范例延伸至其他合成纖維，這有助于學生建立起各類纖維結構與性能間有密切關系的概念。

2.2 自學-輔導式

自學-輔導式的教學模式是在教師指導下，由學生獨立進行學習的一種教學模式。該模式能夠培養學生的獨立思考能力，在教學實踐中有很多教師在運用。自學輔導式的教學程序是：自學→討論→啟發→總結→練習鞏固,自學內容要難度適宜[1-2]。例如，在纖維化學與物理課中可選擇第三章紡織纖維導論中的紡織纖維的熱學性質、燃燒性能、電學性質和光學性能部分作為學生自學的內容。自學這些內容可配合染整工藝實驗的相關內容如纖維的鑒別及常見的生活現象，由學生根據自己進行的實驗操作及生活中觀察到的實際現象聯系相關理論進行總結。引導學生將這些現象與纖維結構相結合，以探討纖維性能與纖維大分子結構的關系，為教材后三章內容的學習打下基礎。另外，第六章在系統介紹了滌綸、錦綸、腈綸三大民用合成纖維后，可將丙綸、氯綸等內容作為自學內容，引導學生延續前面幾類纖維的探討思路來討論其結構與性能的關系，并結合這些纖維的實際應用進一步加深其印象[4]。

2.3 探究式

探究式教學以問題解決為中心，注重學生的獨立活動，著眼于學生的思維能力培養。這種方式可以培養學生的創新能力和思維能力，學生的合作精神及自主學習的能力[1-2]。在纖維化學與物理課的教學中采用這種方式對學生諄諄善誘，進行啟迪式教學。比如，利用物理化學中所學的化學熱力學相關知識推出化學勢的概念，進一步提出凝固點降低及沸點上升公式，引導學生探究這些公式在大分子化合物相關知識點上的應用；又如對滌綸分子結構的特殊性，提出滌綸染色困難的問題，由學生查閱資料討論解決這個問題的方法；再如對氧化劑損傷纖維素纖維的潛在問題，聯系棉織物染整加工過程的雙氧水漂白工藝，引導學生探究染整加工工藝應注意的事項等。探究式教學方法可以使學生將前面所學的基礎化學及后面將要學習的輕化工程專業課程聯系起來，取得融會貫通的效果。

2.4 翻轉課堂

翻轉課程譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，是指由任課教師指定相關學習主題，學生在課后通過看視頻講座、電子書、聽播等方式完成自主學習，從而重新調整課堂內外時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下學生能夠更主動地專注于某項目內容的學習，教師不再占用課堂時間來講授信息，從而有機會拿出更多時間與每個學生交流。該教學模式與自學-輔導式及探究式教學在含義上有重疊，但可利用互聯網等新媒體工具讓學生的參與度更高，使學生的學習更主動、靈活[5]。在纖維化學與物理課程的教學過程中也嘗試用了該模式，如指定“纖維素溶解”內容，提供參考視頻及知識點網站，由學生總結歸納撰寫綜述，課上任課教師和學生共同探討匯總纖維素溶解溶劑的選擇，溶解效率，溶解原理等。由于學生常年慣性被動學習，教師還需盡力引導學生敢于表達，爭取更多的提問和討論。此外，這種教學模式不僅需要任課教師掌握計算機視頻制作技能，還考驗了任課教師的知識面及對新技術、專業前沿知識的了解和掌握，從而對任課教師提出了更高要求。

3 專業知識拓展

隨著時代的發展新技術、新材料層出不窮，在教學中也應有相關內容的介紹，以拓展學生的知識面。如對再生纖維素纖維的介紹，可從原料來源，溶解機理，溶劑選擇，凝固浴篩選，再生技術等方面進行，對比黏膠纖維、莫代爾纖維、天絲纖維及甲殼素纖維的生產、性能及應用等。再生蛋白質纖維可對比大豆蛋白纖維及牛奶纖維，進一步還可根據授課學時的多少，展開對聚乳酸纖維的介紹。新型合成纖維近年來也得到了廣泛應用，如陽離子可染聚酯纖維、PBT、PPT、芳綸等，在課上均可加以介紹，以擴大學生的知識面。

4 輔助授課手段

為加強授課效果，可輔以實驗、課后答疑及作業來進行補充。如對棉纖維黏均分子量的測定，加深學生對黏均分子量的了解，并掌握黏度計的應用；PMMA的合成可加深學生對自由基性鏈式聚合實施方法中本體聚合方式的了解，PMMA黏均分子量的測定又說明了高聚物的溶解過程，以及與低分子化合物溶解的差異。又如，將純棉及滌綸織物的染色工藝過程與這兩類纖維的結構差異相聯系起來，加深學生對結構與性能關系的了解。此外，課后答疑及作業也是必需的，在課程講授期間學生如有問題做到有問必答，對于共性的問題一定要提示學生引起足夠重視。在每章課程結束后選擇具有典型性和代表性的題目作為學生課后的練習，如第二章不同高聚物玻璃化轉變溫度的比較可使學生對所學知識進行匯總及應用。又如，第六章聚酰胺纖維熔點高低的比較都非常具有代表性，可提高學生的綜合分析能力。當然作業的批改和講解也很重要，通過作業的講解可幫助學生理清思路，歸納相關知識點，提高思維能力[6-7]。

5 結語

纖維化學與物理課程是輕化工程專業較難學習的專業基礎課之一，這門課程的教學需要引起足夠的重視。在教學課程中不僅要采用各種方法將相關理論講解透徹，同時也要將理論與應用相結合來引導學生產生學習興趣，并知曉課程的學習目的和意義，從而提高其科學素養、綜合素質和能力。

[1] 何克抗.教學結構理論與教學深化改革(上)[J].電化教育研究, 2007，(7):5-10.

[2] 何克抗.教學結構理論與教學深化改革(下)[J].電化教育研究, 2007，(8):22-27.

[3] 陳美云.纖維化學與物理的課程教學改革實踐[J].紡織科技進展，2010，(2)：96-98.

[4] 徐秀雯.對于《纖維化學和物理》課程教學改革的思考[J].蘇州大學學報(工科版)，2002，22(5)：147-148.

[5] 彭 迪，陳曉玲，夏 添，等.服裝結構設計課程翻轉課堂教學模式研究[J].紡織科技進展，2016，(6)：60-62.

[6] 劉新華. 提高《纖維化學與物理》教學效果的探索[J].紡織教育，2009，24(3)：44-45.

[7] 賈維妮，陳美云，張瑞萍.“纖維化學與物理”課程的教學改革與實踐[J].紡織教育，2015，30(2):163-164,172.

2016年中國紡企海外布局加速中

2016年，紡織企業“走出去”布局海外步伐加快，布局范圍也從前幾年大熱的越南、印度等東南亞國家擴展至非洲國家。

特別是埃塞俄比亞，從宏觀政策和經濟形勢的穩定程度，自由貿易協定的覆蓋面，到人口紅利的恢復和可持續的時間，能源成本以及基礎設施等方面綜合考慮，埃塞綜合優勢突出，引起了業界的極大關注。

中國紡織工業聯合會黨委書記高勇曾表示，在國家層面，2015年，中國從資本輸入國向資本輸出國轉變。

特別是隨著“一帶一路”倡議和國際產能合作戰略的堅定推進，給紡織產業的資本順利出海進行全球布局創造了前所未有的宏觀政策環境。

在行業層面，經過幾十年的發展，中國紡織業已經進入了跨國布局的新階段，隨著既有的供應鏈國際優勢受到中國成本剛性上漲的挑戰，產業迫切需要產能的全球布局和優質資源的跨國合作來創造國際競爭的新優勢，而非洲作為繼東南亞之后的產業轉移的潛力之地，順理成章進入中國紡織業的視野。

2016年末美國舉行總統大選，特朗普的當選令TPP協議擱淺，越南政府隨后宣布正式停推TPP，這也為2016年在越南投資的中國紡織企業的未來發展蒙上了一層不確定因素。即便沒有TPP協議，東南亞、非洲國家也會憑借低成本優勢，成為全球產業轉移目的地。

此外，除了直接在海外建廠投資，2016年，紡織企業也通過直接收購來彌補自身在產業鏈上的短板。

2016年4月，山東如意科技集團有限公司從全球私募巨頭KKR&CO.LP手中收購法國輕奢服飾品牌SANDRO和MAJE的母公司SMCP SAS的控股股權。

布局海外已經成為中國紡織企業在當前全球產業格局重構背景下構建價值新優勢的重要路徑。未來，這股浪潮仍將繼續。

The New Teaching Mode of Fiber Chemistry & Physics Course for Dyeing & Finishing Engineering

LI Qian

(College of Chemistry & Chemical Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan 430073, China)

The course of fiber chemistry & physics was an important professional basic course of dyeing & finishing engineering. It introduced the information about chemistry & physics of polymer and the related knowledge of textile fiber. The teaching effects could be improved using new teaching mode of introduction, self-learning, discussing and flipped classroom, and developing experiments and homework.

dyeing & finishing engineering; fiber chemistry & physics; teaching mode; teaching effect

2016-10-24

武漢紡織大學教研項目(2015JY015)

黎 謙(1976-)，女，湖北武漢人，講師，碩士，研究方向：紡織纖維的物理及化學性質，E-mail：whclare@wtu.edu.cn。

G642.0

B

1673-0356(2017)02-0057-03