吳軍玲,張 維,魏玉娟
(河北科技大學 紡織服裝學院,河北 石家莊 050018)
充分認識加強案例教學和基地建設的重要意義,強化專業學位研究生實踐能力培養,推進教學改革,促進教學與實踐的有機融合,是推動專業學位研究生培養模式改革的重要手段[1]。因此,加強和推廣案例教學是專業學位研究生培養改革的一個重點方向。案例教學法是教學方法改革的重要內容之一,而案例庫建設則是專業研究生課程建設的一項重要內容。2017年,自教育部啟動“新工科”發展工作以來,為了適應“新工科”的發展需要,各高校開展了研究生教育教學改革,也促進了案例庫的建設與發展[2-3]。
專業學位碩士的培養目標是具有扎實理論基礎并適應特定行業或職業實際工作需要的應用型高層次專門人才[4]。材料與化工(紡織工程方向)碩士專業學位研究生以培養具有良好職業素養的高層次應用型專門人才為原則,側重培養研究生的實踐能力、創新和創業能力。專業學位研究生教育的特點之一就是強調對學生工程實踐能力的培養,這與案例教學法的教學目標一致。由于案例教學的順利實施離不開與本專業學位研究生教學目標相適應的優質教學案例[5-6],本研究擬對“紡織品功能整理”的教學案例庫開發進行探討,為培養面向材料與化工專業領域的高素質、創新型和應用型人才奠定堅實的基礎。
“紡織品功能整理”是材料與化工專業(紡織工程方向)研究生的必修課程,共36學時。目前,關于“紡織品功能整理”課程的教學案例以及案例庫建設較少。隨著廣大教師及教育部門對案例教學法的認識和重視程度不斷加深,該課程的案例庫建設顯得愈發重要和迫切。因此,建立本課程的教學案例庫,發揮案例式教學在本課程教學中的作用成為當務之急。
隨著科學技術的不斷發展和人們生活水平的提高,紡織品的作用已經從最初的蔽體和保暖,向著更好的舒適性和特殊功能性發展,如拒水拒油、阻燃、防輻射、防紫外線、抗菌防臭、吸濕排汗等。通過功能整理,不僅能滿足人們對美觀和舒適的要求,還能滿足人們在不同場合或者特殊工作環境下的穿著要求。作為紡織品加工的一個重要工序,功能整理在提高產品附加值、提高產品競爭力、賦予紡織品特殊功能、滿足消費者多種需求方面發揮著重要作用,也是提升產品檔次和規格的關鍵工藝過程,對紡織品應用范圍的拓展有積極意義。眾所周知,我國的紡織品產量世界第一,但是高技術含量、高層次的產品所占比例仍然較低,通過功能整理提高紡織品的市場競爭力是一個重要的發展方向。在此背景下,紡織品的功能整理越來越受業界的關注和重視,這門課程的重要性也十分明顯。建設好這門課程,使學生掌握好理論知識和實踐能力,對學生今后的發展和提升十分必要。
為了適應我國專業學位教育發展的客觀需求,加強課程的案例式教學改革,提升課程的實踐教學效果,提高學生的學習興趣和動力,培養學生的創新創業能力,教學團隊通過引入功能整理領域的新發現、新技術、新工藝以及經典案例,構建并豐富了“紡織品功能整理”課程教學案例庫,在實踐教學中取得了一定的效果,能有效激發學生的學習興趣與探究欲望,開闊學生的思維視野,促進理論與實踐的結合與轉化,提高學生分析和解決實踐問題的能力,培養學生的應用型創新能力和科研素養。本研究旨在為專業學位研究生的教學改革和探索提供一些思路和啟示,為培養面向材料與化工領域的高素質、創新型和應用型人才奠定堅實的基礎。
“紡織品功能整理”案例庫具有實踐性強、覆蓋范圍廣、涉及知識面較寬等特點,需要案例編寫人員具有扎實的專業理論功底,尤其要具備豐富的實踐經驗。“紡織品功能整理”案例庫的編寫人員應具有紡織染整相關專業的教育背景和豐富的教學經驗,在理論基礎和行業認知方面具有較大的優勢,能對行業的研究前沿和熱點問題產生很好的理解和把控,能將先進的理念和技術滲透到案例編寫過程中。本案例庫項目主持人具有10年工廠技術人員的生產實踐經驗,對紡織品染整加工,尤其是功能整理的實際加工應用有深刻的認識和了解。其他老師也有“紡織品功能整理”教學經驗,有相關課題研究和論文,至少有3個月工廠生產實踐經歷和與企業合作完成課題研究的經驗。理論知識基礎、工廠實踐經驗、與企業合作的課題研究,對案例庫的編寫十分重要和必要,對高質量完成“紡織品功能整理”案例庫建設具有積極意義。
在案例編寫過程中,除了團隊成員之間的溝通和交流,課題組還與一些企業的技術專家聯系,登門拜訪,虛心請教,請他們指導案例庫的建設,對案例選題、編寫等提出意見和建議,以提高案例的編寫質量和水平。
在編寫過程中,團隊還與研究生聯系,就相關問題進行交流,傾聽他們的意見。在教學過程中,也注意觀察他們的表現和反饋,不斷改進和完善。
在案例的選題上,根據專業學位研究生“紡織品功能整理”的教學目標,并圍繞本專業工程實踐及研究熱點,確定案例主題。在主題的篩選上,注重時效性,重點篩選具有代表性、先進性、能與當前社會熱點相結合的主題。2019年開始的一場新型冠狀病毒肺炎疫情席卷全球,使人們抗菌抗病毒的意識大大增強,消毒水、免洗洗手液、口罩等成為每個家庭的必備生活品。在這種人人自危的大環境下,對素稱人體“第二皮膚”的服裝產品提出了新的要求,無毒無害、有殺毒抑菌作用的產品成為老百姓關注的新熱點[7]。因此,案例庫中有了“全球防疫形勢下抗病毒織物的生產”這一選題。對于這樣的選題,老師和學生都有濃厚的興趣,通過該案例的討論學習,使學生對抗病毒整理的現實意義、整理方法等形成了深入理解和認識。
英國曼徹斯特大學的Andre Geim課題組在2004年首次制備出單層石墨烯,并在2010年獲得諾貝爾物理學獎。此后,在全世界掀起了石墨烯研究的高潮。在紡織領域,應用石墨烯和氧化石墨烯能使纖維性質發生改變,使其具備優良的抗菌、抗紫外線等特性。由于石墨烯納米材料無毒無害,符合我國可持續健康發展的要求,眾多相關行業研究者開始研究石墨烯及其氧化物,開發功能性紡織品,推動了紡織服裝行業的發展。因此,案例庫中有了“紡織品石墨烯整理”的選題。此選題能使學生對石墨烯抗菌整理的原理、整理方法、應用效果等有一定的認識。
隨著人們關注健康、保護地球意識的不斷加強,各國對環境保護都十分重視。我國對污染行業的環保要求也越來越嚴格,企業對生產過程和產品的生態環保性也越來越重視。目前,節水節能、生態環保、高速高效已經成為紡織品染整加工的方向。在選擇和討論案例的過程中,加工生產生態環保的功能整理紡織品是課題組堅持的一個信念。在此過程中,在引導學生追求產品質量和性能的同時,還要注意培養學生環境保護意識和生態紡織品理念。
例如滌綸染色與阻燃整理同浴,將其加工工藝流程縮短,染色與整理兩個工序合二為一,不但有利于節約時間和減少能源消耗,還有利于環境保護,培養學生的技術創新與環保意識。在紡織品防紫外整理的案例中,由紡織品防紫外整理引出防紫外整理原理、防紫外整理劑以及防曬霜在部分地區的禁用問題,使學生在案例學習中能對防曬整理劑的種類及其可能引發的其他問題有正確的認識,對生態環保有更深層次的理解。通過“紡織品功能整理”的學習,使學生對我國紡織行業的發展形成客觀認識,對專業發展以及個人發展充滿信心,引導學生關注綠色環保整理助劑及整理方法、節水節能工藝及高效短流程加工方法等,增強學生助力生態文明建設的責任感、使命感,同時使學生具有家國情懷和創新精神。
由于專業與課程的特殊性,紡織品在生活中處處存在,與每個人都息息相關。因此,本課程與人們的日常生活聯系緊密。在編寫課程案例時,為了增強案例的吸引力,要注意材料的趣味性,拉近與生活的距離,激發學生的學習興趣,吸引學生參與學習。例如在紡織品超疏水功能整理的案例中,以生活中能見到的現象作為切入點,比如當雨水落在荷葉上時,由于荷葉表面具有極強的超疏水性,雨滴、水珠滾落,能保持自清潔;再比如蝴蝶翅膀表面具有防水功能。對這些現象進行分析,找到超疏水的原因(荷葉表面的特征,見圖1)[8],引出超疏水的概念及紡織品的超疏水整理(水滴在超疏水整理織物上的狀態,見圖2)。在案例中加入視頻、圖片,使案例變得生動有趣。生活中經常會有火災發生,將由紡織品著火引發的火災造成的后果引入紡織品阻燃整理的案例中,說明阻燃整理的必要性和重要性,對學生的觸動較大,從而產生學習和探究的興趣。這些對提高課程的學習效果和學習滿意度有很大幫助。

圖1 荷葉表面微觀結構SEM圖

圖2 水滴在整理織物上的平衡狀態
案例化教學是培養專業學位碩士研究生實踐能力的重要途徑,是一項推進研究生教學改革的新舉措。本研究對“紡織品功能整理”案例庫的建設進行了探討。案例編寫人員的理論水平和實踐經驗對案例庫的成功有重要影響,高質量的團隊是成功的根本。在建設案例庫時,要強調行業背景,結合國內外現狀以及研究熱點,突出先進性和創新性。同時,注重將生態環保的理念融入案例中。通過本課程的學習,增強學生的專業能力,使學生成為具有專業自信、創新創業精神、生態環保意識的優秀國家建設人才。