“雙一流”建設(shè)背景下“染整工藝學(xué)(二)”教學(xué)改革初探

李曉燕,魏玉娟,吳軍玲,張 維

(河北科技大學(xué) 紡織服裝學(xué)院,河北 石家莊 050018)

當(dāng)前國(guó)家提出“雙一流”學(xué)科建設(shè),首先是要基于人才培養(yǎng)建設(shè)“雙一流”教學(xué)課程[1]。輕化工程學(xué)科實(shí)踐性較強(qiáng),染整工藝學(xué)(二)是輕化工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)位課程,是在學(xué)生學(xué)習(xí)纖維化學(xué)與物理、染整工藝學(xué)(一)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)各種染料的染色機(jī)理、染色工藝控制機(jī)制及印花過(guò)程、印花工序調(diào)控機(jī)制。該課程需要結(jié)合傳統(tǒng)理論,對(duì)當(dāng)代染色及印花新型工藝進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)及過(guò)程控制,在輕化工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置中占有舉足重輕的位置[2-3]。隨著當(dāng)前“雙一流”課程改革的要求,染整工藝學(xué)(二)課程經(jīng)歷了長(zhǎng)期課程教學(xué)實(shí)踐與改革,以適應(yīng)當(dāng)代染整行業(yè)的新需求。以該課程教學(xué)改革為例,基于該課程出現(xiàn)的一些問(wèn)題和學(xué)情分析,優(yōu)化課程內(nèi)容和教學(xué)方法,并且突出教學(xué)實(shí)踐,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,完善教學(xué)知識(shí)體系,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

1 染整工藝學(xué)(二)課程學(xué)情分析

染整工藝學(xué)(二)是大四上學(xué)期學(xué)生必修課程,課程內(nèi)容較為完整。其基本內(nèi)容是將染料的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、染色基本理論與染色工藝及印花工藝相融合,重點(diǎn)闡述各類(lèi)纖維紡織品染色和印花的工藝原理、工序設(shè)計(jì)及過(guò)程控制。大四學(xué)生在修這門(mén)課之前已經(jīng)具備相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ),包括各種纖維的物理與化學(xué)性質(zhì)、紗線(xiàn)及織物的前處理(退漿、煮煉、漂白等)、織物后整理相關(guān)內(nèi)容。該課程建設(shè)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握各種染料的染色機(jī)理及染色工藝控制機(jī)制。但先前的教案及上課重點(diǎn)集中在各種染料的現(xiàn)成染色工藝,包括使用的染色助劑、溫度、浴比及染色曲線(xiàn)控制,傳授知識(shí)趨于表面化,無(wú)法體現(xiàn)教學(xué)的先進(jìn)性和科學(xué)性。隨著印染行業(yè)對(duì)于低鹽、低助劑、少水工藝的要求越來(lái)越苛刻,對(duì)于小批量、多品種、多功能、高智能綠色紡織品的需求越來(lái)越高,且印染企業(yè)所使用的染整設(shè)備和助劑日新月異,紡織品(纖維、紗線(xiàn)或織物)對(duì)應(yīng)的染整工藝早已發(fā)生變化,因此對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐能力及變通創(chuàng)新能力要求越來(lái)越高。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),學(xué)生畢業(yè)走向大致可以分為兩種:一是參加工作成為應(yīng)用型人才,此時(shí)學(xué)生的需求是要基于課本染料工藝及理論,結(jié)合自身實(shí)踐,提高動(dòng)手能力;二是考研需求,此時(shí)學(xué)生需要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ),結(jié)合創(chuàng)新思維,提高科研能力。因此,課程建設(shè)目標(biāo)需要著重強(qiáng)調(diào)三點(diǎn):(1)扎實(shí)的染色理論基礎(chǔ);(2)較活躍的創(chuàng)新思維;(3)較強(qiáng)的實(shí)踐能力。

2 染整工藝學(xué)(二)課程改革探索

2.1 設(shè)計(jì)課程內(nèi)容,完善課程知識(shí)體系

結(jié)合染整工藝學(xué)(二)課程建設(shè)目標(biāo),基于培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的染色理論基礎(chǔ),增加了染色基礎(chǔ)理論部分的學(xué)時(shí);基于培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的實(shí)踐能力,同步配套了相應(yīng)的染整工藝學(xué)(二)實(shí)驗(yàn)課程;基于培養(yǎng)學(xué)生較活躍的創(chuàng)新思維,將最新科研成果融入課堂教學(xué),并在課后設(shè)置開(kāi)放性作業(yè),讓學(xué)生查閱文獻(xiàn),進(jìn)行創(chuàng)新探索。將“授之以魚(yú),不如授之以漁”的教學(xué)理念付諸實(shí)施,經(jīng)過(guò)改革后該課程共72學(xué)時(shí),其中包括染整概況緒論(2學(xué)時(shí)),染色過(guò)程及在溶液中的性質(zhì)(6學(xué)時(shí)),染色熱力學(xué)基礎(chǔ)(8學(xué)時(shí)),染色動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)(4學(xué)時(shí)),直接染料染色性能、上染纖維素纖維基礎(chǔ)理論及染色、固色工藝(4學(xué)時(shí)),活性染料結(jié)構(gòu)、染色性能、基礎(chǔ)理論及固色分析(6學(xué)時(shí)),還原染料及硫化染料染色過(guò)程和染色原理及工藝分析(6學(xué)時(shí)),酸性染料染色種類(lèi)、上染蛋白質(zhì)纖維原理及染色工藝(4學(xué)時(shí)),分散染料溶液特性、染色原理及染色方法(4學(xué)時(shí)),滌棉混紡織物的染色(2學(xué)時(shí)),陽(yáng)離子染料上染腈綸纖維基本理論及染色工藝(4學(xué)時(shí)),印花總論(4學(xué)時(shí)),印花原糊性能及各論(4學(xué)時(shí)),涂料印花組成、機(jī)理及工藝(4學(xué)時(shí)),活性染料直接印花(2學(xué)時(shí)),滌綸及滌棉混紡織物的印花方法(4學(xué)時(shí)),綜合印花總論(2學(xué)時(shí))。相對(duì)應(yīng)的染整工藝學(xué)(二)實(shí)驗(yàn)課程同步進(jìn)行配套,例如學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)完直接染料的相關(guān)內(nèi)容,就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行直接染料實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐,并結(jié)合課堂理論知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各因素的影響,最后基于當(dāng)前低鹽少水的工藝要求,對(duì)現(xiàn)有的工藝進(jìn)行創(chuàng)新性改進(jìn)探索。其實(shí)驗(yàn)課程包括直接染料染色(4學(xué)時(shí))、活性染料染色(4學(xué)時(shí))、還原染料染色(6學(xué)時(shí))、分散染料染色(4學(xué)時(shí))、陽(yáng)離子染料染色(4學(xué)時(shí))、酸性染料染色(4學(xué)時(shí))、棉織物活性染料直接印花(4學(xué)時(shí))、滌/棉織物分散/活性染料同漿直接印花(4學(xué)時(shí))、扎染(6學(xué)時(shí))。其主要目的是輔助學(xué)生掌握各類(lèi)染料染色的方法,以及電解質(zhì)、p H值、染色溫度對(duì)各類(lèi)染料上染的影響機(jī)制;掌握活性染料和分散染料的直接印花方法、混紡織物同漿印花實(shí)驗(yàn)理論和效果控制機(jī)制。此種內(nèi)容改革在一定程度上提高了學(xué)生的理論水平和實(shí)踐動(dòng)手能力。

2.2 改革教學(xué)方法和教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

為提高學(xué)生的興趣點(diǎn)和參與度,需要在教學(xué)方法多樣化上下功夫。首先要保障高質(zhì)量和高直觀(guān)性的課件,另外在課堂教學(xué)中,采用案例式、啟發(fā)式、探索式、討論式等教學(xué)方法活躍課堂氣氛,在每一個(gè)章節(jié)結(jié)束,設(shè)置涉及學(xué)術(shù)前沿的開(kāi)放主題,分組進(jìn)行討論或分組進(jìn)行PPT介紹。一方面通過(guò)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神,激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)能動(dòng)性,另一方面促使學(xué)生利用知網(wǎng)、百度等資源拓展知識(shí)面,從更深更寬的層面掌握課本內(nèi)容,以有利于延伸到將來(lái)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中。在課堂授課前,教師需認(rèn)真梳理課堂教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)和難點(diǎn),精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),推薦選用BOPPPS模式,即導(dǎo)入課堂主題——學(xué)習(xí)目標(biāo)——前測(cè)——參與式學(xué)習(xí)——后測(cè)(結(jié)合超星學(xué)習(xí)通預(yù)先設(shè)置好的章節(jié)測(cè)驗(yàn))——課堂小結(jié)。另外,該課程利用超星學(xué)習(xí)通實(shí)現(xiàn)線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué),在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)上預(yù)先上傳課堂資料和教學(xué)資源,以及工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)的視頻資源,使學(xué)生更直觀(guān)掌握各種染料的實(shí)際染色工藝流程,具體課程設(shè)置如圖1所示。在課堂教學(xué)中利用在線(xiàn)簽到、搖一搖選人、分組討論及課堂隨測(cè),并自動(dòng)記錄學(xué)生的綜合平時(shí)成績(jī),提高教學(xué)效率。

圖1 課程章節(jié)設(shè)置及活動(dòng)

2.3 突出教學(xué)實(shí)踐,提高學(xué)生的實(shí)踐能力

染整工藝學(xué)(二)實(shí)踐性較強(qiáng),在講授理論知識(shí)的同時(shí)需要結(jié)合實(shí)踐,直觀(guān)理解教學(xué)內(nèi)容。我們基于以下三個(gè)方面提高學(xué)生的實(shí)踐能力:第一,在課程設(shè)置中同時(shí)配套染整工藝學(xué)(二)實(shí)驗(yàn)課程,學(xué)生可以自己動(dòng)手感受染料的染色過(guò)程及工藝參數(shù)的影響。第二,在課堂教學(xué)中將最新的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源,提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)。如在講授分散染料上染滌綸纖維的染色方法時(shí),提到滌綸纖維剛性較強(qiáng),玻璃化溫度較高,分散染料一般需要在高溫高壓條件下染色,無(wú)疑增加了染色成本和環(huán)境承載能力。因此,最新研究將滌綸纖維改性,通過(guò)在其聚合階段引入酸性基團(tuán)和柔性鏈段,在一定程度上可以提高纖維的柔性和吸濕性,降低其玻璃化溫度,使其可實(shí)現(xiàn)陽(yáng)離子低溫染色,提高了其穿著舒適性的同時(shí),降低了染色助劑使用量和染色成本。這樣的科研實(shí)例,可以讓學(xué)生更深刻掌握纖維和染料之間的結(jié)合機(jī)制,并通過(guò)染料改性或纖維改性創(chuàng)新性改變其染色方法和染色工藝,提高其工程實(shí)踐效果。第三,通過(guò)在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)上傳本學(xué)院實(shí)踐教學(xué)視頻及實(shí)踐基地圖片,為學(xué)生下一步的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐打下基礎(chǔ),提高其后續(xù)實(shí)踐能力。

2.4 考核評(píng)價(jià)方法多樣化改革

基于教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革,學(xué)生課程考核評(píng)價(jià)方法也對(duì)應(yīng)進(jìn)行改革。舍棄之前“重結(jié)果輕過(guò)程”的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模式,將平時(shí)成績(jī)的比重增加到40%,并且平時(shí)成績(jī)主要包括課程視頻(10%)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)(25%)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)(10%)、討論(5%)、作業(yè)(25%)及簽到(15%),通過(guò)超星學(xué)習(xí)通實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)上直接評(píng)價(jià)平時(shí)成績(jī),具體如圖2所示。結(jié)合最終的期末成績(jī)(60%)綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的課程成績(jī)。其中平時(shí)成績(jī)中的課程視頻包括課堂導(dǎo)入視頻、實(shí)踐基地視頻及課件視頻資源,其目的是為了在預(yù)習(xí)階段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程增加學(xué)生的直觀(guān)效果;章節(jié)測(cè)驗(yàn)所占比重較大,可以有效評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果,為提高章節(jié)測(cè)驗(yàn)成績(jī),學(xué)生需要做好預(yù)習(xí),并參與到課堂教學(xué)過(guò)程;章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)和作業(yè)是為了促使學(xué)生在課下能夠進(jìn)行有效復(fù)習(xí);討論環(huán)節(jié)是為增加學(xué)生的課堂參與度;視頻簽到基本在上課5 min內(nèi)打卡完成。超星學(xué)習(xí)通可以直接在這幾項(xiàng)設(shè)置中綜合給出平時(shí)成績(jī),并且平時(shí)成績(jī)?cè)O(shè)置透明化,學(xué)生可查看其他學(xué)生的平時(shí)成績(jī),了解差距,進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。這種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)完善的平時(shí)評(píng)估教學(xué)機(jī)制,可以大大激發(fā)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)熱情。對(duì)比改革前后課程的測(cè)試成績(jī),學(xué)生的綜合成績(jī)有了顯著的提高,通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該課程改革的滿(mǎn)意度也大大增加。

圖2 學(xué)生平時(shí)成績(jī)各項(xiàng)比重

3 結(jié)語(yǔ)

在國(guó)家建設(shè)“雙一流”學(xué)科的背景下,基于染整工藝學(xué)(二)課程學(xué)情分析,對(duì)該課程進(jìn)行改革探索,包括對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì),改革教學(xué)方法與教學(xué)模式,突出教學(xué)實(shí)踐,完善課程知識(shí)體系,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。但本課程在國(guó)際化建設(shè)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面仍有一些不足[4],需以學(xué)生為中心不斷摸索前進(jìn),立足實(shí)際,促進(jìn)該課程雙一流建設(shè)。