“雙碳”背景下“生態紡織”專業課實踐教學的探索

王淑花，史 晟，郭 紅，高承永，張永芳，盧建軍

（太原理工大學 輕紡工程學院，山西 晉中 030600）

隨著“碳達峰、碳中和”呼聲在全球范圍內越來越高，在我國紡織強國目標基本實現的新發展階段，紡織服裝行業以綠色、低碳、循環為特征的新經濟形態加速形成。在“減碳”背景下，紡織產業綠色可持續發展需要具有跨學科交叉性、創新型特征的紡織工科人才。本研究從“減碳”理念出發，對紡織工程專業“生態紡織”專業課的實踐教學進行探索，為培養全面、復合交叉型紡織人才奠定基礎。

1 “雙碳”背景下生態紡織發展的必然性

“雙碳”目標對我國綠色低碳發展具有引領性、系統性作用，可以帶來環境質量改善和產業發展的多重效應。在此環境下，作為我國重要基礎經濟支柱，紡織工業必須具有生態性，即全面加快清潔生產、節能減排及資源綜合利用技術的研發應用，建立綠色循環經濟發展體系，朝著更清潔、更節約資源和能源的方向發展。要想實現“碳達峰、碳中和”目標，需要整個紡織產業鏈上下游緊密協作，從最初的原料到產品消費全過程實現無污染綠色發展，建立從源頭到末端產業鏈的綠色循環生態圈，推動生態紡織發展。

從十幾年前開始，生態紡織已經引起了許多學者關注，出版了相關書籍，比如《生態紡織品標準》（2003年）、《生態紡織工程》（2004年）、《生態紡織的構建與評價》（2005年）、《綠色纖維和生態紡織新技術》（2005年）、《生態紡織品技術要求》（2009年）、《生態紡織服裝綠色設計》（2017年）、《紡織產品生態安全性能檢測》（2019年）。

近年來，有關紡織綠色生態發展的各個法規相繼出臺。2021年6月11日，中國紡織工業聯合會發布了《紡織行業“十四五”發展綱要》（以下簡稱《綱要》），以進一步推進我國紡織行業“科技、時尚、綠色”的高質量發展。基于行業發展目標，《綱要》提出“十四五”時期我國紡織行業發展的8項重點任務。其中，紡織行業綠色發展重點任務是“推進社會責任建設與可持續發展”，具體包括推進節能低碳發展；加強清潔安全發展；推動再生循環發展。在此環境下，需要更多掌握綠色生態紡織相關內容的新型專業人才。

2 生態紡織體系內容

生態紡織覆蓋紡織產品生命周期的各個環節，要求產品從設計、生產、銷售到使用，直至最后處理的整個生命周期內都不會對生態環境造成危害，具體包括生態紡織原材料體系、生態紡織生產體系、生態紡織消費體系、紡織品廢棄物回收處理再利用體系。

2.1 生態紡織原材料體系

生態紡織原材料體系包括生態纖維、環保漿料、染料和助劑的研究開發，要求研發新型生態纖維；研究化纖的生產方式、工藝過程和原料選用，解決“三廢”排放和治理問題；研發環保型上漿劑與漿料助劑。

2.2 生態紡織品生產體系

生態紡織品生產體系需要改進污水處理機制，預防大氣污染。紡織品在生產加工過程中要采用綠色環保活性染料，避免紡織品上有污物殘留，消除對消費者身體健康的不利影響；研發高新技術，采用資源利用率高、污染物產生量少的工藝和設備，實現對生產過程的有效控制。

2.3 生態紡織消費體系

生態紡織消費體系主要研究紡織品在使用中對人體及其周圍環境可能產生的影響及檢測方法，為紡織品開發與生產指明方向；研究紡織品中有哪些物質對人體有害、對其含量的檢測方法，制定出科學的法規和執行標準；研究原材料、加工、消費、處理等方面的生態要求和措施，引導消費者正確選用對人體無害的紡織品。

2.4 紡織品廢棄物回收處理再利用體系

紡織品廢棄物回收處理再利用體系主要研究廢棄紡織物對環境的影響及其檢測與控制；研究使傳統工業生產活動由“資源產品—廢物”構成的單向流動生產過程轉變為生態工業由“資源—產品—再生資源—再生產品”構成的物質循環流動生產過程。

2.5 小結

以上體系構成了完整的生態紡織系統。近年來，國家加大了在環保技術、設備上的投入，為生態紡織的可持續發展奠定了堅實的生產基礎，但仍需教學機構培養更多的專業技術性人才來保障生態紡織系統的持續發展。

隨著國家出臺諸多相關政策，目前許多高校已經開設了有關生態紡織的專業課程，并以培養生態專業人才為目標。比如，蘇州大學設有“可持續紡織”“綠色紡織概論”“環境保護”等與生態紡織相關的課程；河北科技大學的輕化工程專業開設了“生態紡織化學品”專業方向；江南大學輕化工程專業的本科生培養目標之一就是具備本領域初步的生態紡織品研究開發和生產技術管理能力；東華大學設有生態紡織教育部重點實驗室。這些生態紡織專業人才將會是生態紡織的發展主力軍，也將保障紡織行業朝著生態紡織方向發展。

3 “生態紡織”課程實踐教學意義

“生態紡織”課程是在全世界可持續發展要求的基礎上為了培養新型創新人才設置的一門課程。課程包括紡織生產體系綠色原料、清潔生產、節能減排、綠色設計、綠色產品，涉及面很廣，包含從紡織原材料到最終的紡織產品，也包括中間的加工過程。但是，實際課堂教學課時不可能將這些內容全部講授完，學生深度理解并掌握課程知識有一定的困難。實踐是培養學生創新能力的有效途徑[1]。通過加強實踐教學，配合理論講授，可以讓學生更快、更深入、更全面地掌握生態紡織相關知識，滿足紡織行業的發展需要。另外，“生態紡織”課程內容較多，涉及不同學科，比如材料、化學、機械等，需設置的實踐教學種類多，但由于學校有投入資金、指導老師、場地等多方面的限制，并且學校實踐教學實驗設備主要用于基礎實驗，與相關學科的交叉融合不夠，在有限的課時內無法保證每一個學生都能完成所有實驗，進而導致學生對課程的理解和掌握不足，甚至無法了解到行業新產品、新技術的專業知識，最終難以滿足紡織產業綠色可持續發展的需求。因此，需要一套多學科交叉融合的可行性實踐教學方案，以適應“雙碳”背景下對紡織人才的要求。

4 構建“雙碳”背景下多模塊、有機銜接的交叉“生態紡織”實踐教學體系

為貫徹國家本科教育教學綜合改革措施，提高紡織工程專業人才的實踐操作能力，在紡織教學方面必須強化實踐動手能力、合作能力、創新能力的培養，緊跟行業發展和社會需求，及時修訂紡織工程專業本科人才培養方案，大幅度提高實踐教學比例。在理論教學時，運用實踐案例；在實踐教學時，有理論支撐。總結實踐經驗并上升為理論，在理論指導下深化實踐，構建理論教學、科研學術活動、生產社會實踐三位一體的理論與實踐教學有機融合的課程教學體系。在理論教學上，在對專業必修課程進行“濃縮改造”的基礎上，將必修課與選修課相結合，增加紡織專業知識，增強學生的理論基礎，為學生提供有關紡織行業發展的講座以及參加相關學術會議、參觀行業企業等活動的機會，為進一步開發實踐性課程、培養人才綜合應用能力奠定堅實的學術理論基礎，構建新時期“雙碳”背景下理論、科研、實踐三位一體的多學科交叉融合生態紡織實踐教學體系。

5 “生態紡織”實踐教學多模塊融合銜接

5.1 發揮紡織行業特色，緊密連接地方紡織企業與經濟發展需要，激發紡織新動力

學校老師應走進企業，聆聽企業需求，及時分析并調整人才培養方案，以“雙碳”新經濟發展需求為導向，以“科技創新、產業發展”為驅動力，進行紡織復合型人才培養的探索和實踐；進一步加強校企合作，學以致用，學校為企業科技發展助力，企業為教學實踐搭建平臺，培養學生的工程師思維，為解決工程實際問題奠定基礎。這有助于提高學生的就業創業能力，實現學校和企業的創新雙贏，并培養出創新應用型人才。

5.2 以“雙碳”經濟為背景，理論教學多模塊交叉融合銜接，促進紡織新型復合人才的培養

結合“雙碳”經濟背景下紡織產業復合實踐型人才的需要，以“生態紡織”為主體，深化教學內容和課程體系，將生態紡織涉及的材料、化工、機械燈學科有機融合，通過設置包括不同學科的教學團隊、課程專題，增加跨學科選修課程，滿足學生的知識需求。

5.3 與理論教學相對應，實現實踐環節的融合銜接，提升學生的實踐應用能力，適應“雙碳”紡織經濟對人才的需求

5.3.1 實踐內容小模塊化銜接構成“生態紡織”實踐大模塊

“生態紡織”包括綠色原料、清潔生產、節能減排、綠色設計、綠色產品等多維度，在綜合實踐和實習環節，在有限的實踐時間內很難讓每個學生都完成每一項內容。首先，將課程內實驗、課程設計、畢業設計等必要的基礎實踐小模塊統籌銜接，保證學生具備一定的基礎實踐能力。其次，在實習等綜合實踐模塊，依據整體化原則，可以工序分段、學生分組為小模塊，定時匯報交流，融合實習內容。當涉及復雜的工程問題時，學生共同探討解決，培養分析問題、合作溝通、解決問題的能力。

5.3.2 教研實驗平臺共享，學生走進科研實驗室，實踐常態化

科研實驗室的研究內容比較接近行業發展前沿，有更先進的實驗設備。通過合理統籌規劃，秉著科研教學共贏的理念，鼓勵二者實驗儀器設備和相關資源的開放共享，構建“研教融合、教研共贏”的實驗教學平臺。將科研實驗室統籌作為教學實驗的重要補充，特別是對于“生態紡織”實踐內容，紡織基本實驗很難涉及材料化工較深層次的知識，通過參與科研實驗可以幫助學生加深這方面知識的理解，彌補紡織基礎實驗的不足。目前，學科開設的含有紡織實驗的課程有“紡織化學”“紡織染整工藝學”，包含的實驗有化學基礎操作、簡單有機物乙酸乙酯的合成以及染色基本實驗。對于紡織原材料、紡織清潔生產和廢舊紡織品回收再利用等“生態紡織”中重要的過程沒有涉及，學生只能通過書本知識有限理解。學院有許多紡織原材料的開發、紡織廢棄污染物處理、回收再利用等相關科研平臺，教師在開課期間，免費、隨時向學生開放，學生通過預約可以去實驗室直接參觀甚至參與相關實驗，更直觀地理解課堂上的知識，加深對課程的理解。課堂與實驗的結合激發了學生對科研的興趣，教學科研相互融合，促使學生盡早進入科研實驗室，了解更多的行業發展前沿，建立科研思維，鍛煉實踐動手能力，這是培養新型復合紡織人才的重要一環。

5.3.3 充分發揮現代科技的功能，“虛實結合”，使教學實踐更加豐富完善

“雙碳”經濟發展要求紡織產業減少碳排放，推動經濟結構綠色轉型，加快形成綠色生產方式，這是對紡織產業鏈的宏觀要求。實踐教學條件的限制無法完成這部分教學任務，學生很難理解其中的深刻含義。虛擬仿真實驗已成為現代高效實驗教學的重要手段[2-3]，因此，可以充分利用虛擬仿真實驗和多媒體課件等信息化手段，對整個紡織產業綠色生產的優勢、科技對紡織技術的提升促使紡織行業滿足“雙碳”要求等內容進行演示，讓學生多角度、多形式地學習和熟悉各種知識和技能，拓寬學生的知識面，提升學生的綜合素質，增強學生對紡織專業的熱愛和自信心。

6 結語

“碳達峰、碳中和”目標的提出對社會經濟發展、生產經營方式與生活消費理念都產生了深遠影響。在我國紡織強國目標基本實現的新發展階段，紡織行業以綠色、低碳、循環為特征的生態紡織新經濟形態加速形成。紡織行業“雙碳”目標的主力企業亟需以制度創新、技術創新、產品創新展開生態環保布局，推動產業綠色循環的高質量發展。在此背景下，企業亟需掌握交叉融合新知識、新技術的應用復合型人才，因此，必須加強生態紡織專業實踐教學，進行整體性、多學科交叉融合改革，以滿足企業對實踐型復合人才的新需求。