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摘要：为了建设一流学科，培养具有国际竞争力的优秀工程师人才，我校的纺织工程专业开展了工程教育专业认证工作。面对此形势，对照认证标准要求，对专业基础核心课程《纺织应用化学》教学上存在的不足进行了分析，对构建新的符合认证理念的教学知识体系和教学方法进行了探讨和研究。
关键词：纺织应用化学；工程教育专业认证；教学改革；纺织工程
本文引用格式：孙辉，等.面向工程教育专业认证形势的《纺织应用化学》课程教学改革探讨[J].教育现代化,2020,7(49):52-55.
Teaching Reformation Discussion of Textile Applied Chemistry Course in Engineering Education Professional Certification Context
SUN Hui,YU Bin
(College of Materials and Textiles Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou Zhejiang)
Abstract:In order to build a first-class discipline and cultivate outstanding engineers with international competitiveness,the textile engineering major of our university has carried out the professional certification of engineering education.In the face of this situation,according to the requirements of certification standards,this paper analyzes the deficiencies in the teaching of the core course textile applied chemistry,and probes into and studies the construction of a new teaching knowledge system and teaching methods that conform to the concept of certification.
Key words:Textile Applied Chemistry;Engineering education certification;Teaching reform;Textile engineering
一引言
由于社会的不断进步，消费者对纺织品的使用性能要求逐步提高，传统纺织材料已经不能够满足人们对其高性能和多功能的要求。目前世界上许多国家都致力于运用现代科技手段对传统纺织材料进行加工改性，或者研发和生产高附加值的新型纺织品，以适应全球纺织工业的飞速发展，这也为纺织工程专业的高等教育和人才培养提出了新的挑战。在高等教育中，学科专业内涵和人才培养质量是工程教育改革的两个核心问题[1]。纺织工程作为传统的工科专业必须结合纺织行业发展的新需求和新趋势，加强专业内涵建设，凝练重点特色。自2016年纺织工程专业被列为我国工程教育专业目录以来，已陆续有相关高校的纺织工程专业申请、开展了工程教育专业认证。该项认证是国际通行的工程教育质量保障，也是实现国际间工程教育和工程师资格互认的重要基础[2]。工程教育专业认证的开展对于促进我国高等教育事业的发展，提升本科毕业生在国际市场的竞争力等方面具有重要意义[3]。为了建设一流学科，培养高质量的工程人才，我校也加入了纺织工程专业的工程教育专业认证的行列中。面对此形势，我们纺织工程专业的人才培养体系需要积极调整优化，构建紧密贴合认证要求目标的课程知识体系，同时，在课堂教学中也应采用符合认证理念的教学组织形式，通过推进工程教育改革与创新，提高本专业人才培养的整体水平。
化学是与纺织工业联系最紧密的学科之一[4]。纺织工业中从原料的生产、化学加工到纺织品的后整理，都离不开化学知识的支撑。因此，化学类相关课程的学习是培养具备较高化学理论素养的纺织工程师的关键。为此，我国不少高校的纺织工程专业都设置了纺织化学类相关课程。我校也开设了《纺织应用化学》课程，这是一门面向纺织工程专业大学二年级本科生的48学时的专业基础必修课程。本课程的知识，对学生后续课程的学习起到了承前启后的作用。学生积淀了深厚的纺织化学理论和加工应用方面的知识，在今后投身纺织行业建设时，才能够从容应对新产品的开发和行业不断的转型升级。
二课程教学现状分析
面对本专业开展工程教育专业认证工作的形势，对照认证标准要求，目前，《纺织应用化学》课程在教学上还存在一些不足，具体如下。
（一）课程教学体系中“化学基础知识”部分有待加强和深入
《纺织应用化学》课程主要讲授常用纺织纤维的合成、化学加工及后处理，常用纺织助剂的组成结构、化学性质和应用等方面的知识。由于涉及的对象大多数都属于有机高分子材料，因此，高分子化学内容是本课程的开端和基础，而高分子化学知识的学习又需要小分子有机化学知识做铺垫。然而，笔者在之前主讲本课程时发现，纺织工程专业的本科生化学基础普遍薄弱，即便有些学生先修了一些有机化学知识，对这部分知识的掌握程度也不是很理想。在课堂上，很多时候学生们无法将之前接触的有机化学知识运用到本课程的相关知识点中。基础有机化学知识不扎实，给高分子化学部分及课程后续内容的学习造成了障碍。
另一方面，原有的课程知识体系中，对高分子化学部分的内容阐述也存在一些不足。对基础的高分子化学概念介绍得不够全面，有些很重要的、并且在后面的学习中会应用到的化学反应机理，有时泛泛而谈，没有深入。在中国工程教育专业认证协会发布的《工程教育认证标准》（2015版）（以下简称《认证标准》）中，对工程类本科生的“毕业要求”是，通过学习，学生“能够基于科学原理并采用科学方法对复杂的工程问题进行研究，并得到合理有效的结论”。化学类课程的核心内容就是由物质的组成决定的化学性质和与之对应的化学反应机理。对课程的核心内容蜻蜓点水式地学习，学生根本无法透彻地理解所学内容，更不能做到应用自如、融会贯通，这也无法达到工程认证中对人才培养的要求。
（二）课程教学内容滞后于纺织产业发展新动态
《纺织应用化学》课程原有知识体系，主要是以传统的五大纶（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶和氨纶），麻和羊毛、蚕丝纤维，三大纺织用浆料（淀粉、聚乙烯醇和丙烯酸类浆料），以及常用表面活性剂和粘合剂等为介绍对象。然而，现在新型纺织材料层出不穷，其中一些新材料的生产和使用甚至已经可以在某些场合对传统纺织材料起到替代作用，在纺织工业中占据了不可忽视的地位。原有的教学内容却缺乏对这些材料的化学加工及应用等方面的阐述。另外，纺织行业也由以前的只追求产能份额的提高转变为现在注重经济效益与环境保护的双赢发展，但这一发展理念上的转变在原来的教学内容中并未体现。不接触行业发展的新动态、新理念，学生的知识面会很狭窄，思维也不开阔；不训练学生养成关注行业发展新趋势的习惯，在就业以后就不能很好地适应行业日新月异的变化。
（三）传统的教学方法不能满足工程教育专业认证中对人才培养的要求和理念
《纺织应用化学》课程的教学内容专业性强，对于刚接触课程的学生而言，会感觉到课程知识体系繁杂、内容理解困难，很容易厌学。如何采用合理的教学组织形式调动学生的学习积极性和主动性，是教学改革中关注的焦点。由于《纺织应用化学》是理论课程，在教学方法上，很容易出现单向灌输的模式，学生在学习时一直处于被动输入状态，师生之间的互动较少。这不但与工程认证中强调的“以学生为中心”的理念相悖，而且会导致学生缺乏信心，学习兴趣难以被激发。
《纺织应用化学》课程应该以此次工程教育专业认证为契机，针对原有课程教学知识体系和教学方法上的不足之处进行改革，使之更加符合认证标准的要求。
三《纺织应用化学》课程教学改革探讨
（一）加强化学基础训练，深化课程教学内容，构建符合工程教育专业认证预期目标的课程知识体系
《纺织应用化学》课程知识体系的构成是以有机化学知识为前课、高分子化学知识为基础，以纺织材料的化学制备、加工和应用为核心，三部分知识体系层层递进，逐步深入，具体关系见图1。课程所讲授的纺织材料绝大部分属于有机高分子材料，其化学性质往往与构成这些材料的小分子有机单体的性质直接相关。也就是说，这些纺织材料的合成、化学加工和处理方法等，往往是基于构成它们的小分子单体的化学性质。所以，在构建符合工程教育专业认证预期目标的课程体系时，要把握住“以化学为基础、以其在纺织中的应用为主线”。考虑到学生从中学开始接触的就是小分子化学知识，惯性思维使他们更容易接受和理解这方面的知识。因此，在讲授课程内容时，首先应该对一些必要的、学生之前没有掌握的小分子基本化学性质和反应原理详细讲解，为学生打牢基础，然后，再将其联系到纺织高分子材料的化学制备、加工和处理等上，这样做既可以消除学生对高分子化学知识的陌生感，也会让他们更容易理解所学习的新知识。
其次，由于面向的对象是非化学专业的学生，本课程原有的教材内容中，对于某些重要知识点的阐述过于简略，造成学生学习时不知其然，也就不明白其所以然。在构建新的课程知识体系时，对于重要的知识点一定要补充完整，并且深入讲解，让学生全面地学习。例如，第一章高分子化学基础部分的第三节，是关于高分子化合物的合成反应。在讲述十分重要的“自由基聚合反应”时，对反应机理的叙述很简单，只是指出此反应分为“引发、增长和终止”三步，没有明确提出“自由基聚合”具有四步基元反应，也没有详细讲解链终止反应的两种方式，更没有提及链转移反应的内容。纺织化学纤维的“六大纶”中有四种都是由“自由基聚合”得到，后续章节中关于合成纤维的耐候性、纤维素和蛋白质纤维的防皱、防缩改性等，很多都要应用到这个聚合反应的机理。因此，在讲解这部分内容时，首先需要将这一反应的四个基元反应补充完整，然后向学生深入讲解每一个基元反应的反应条件、过程和特点。弄清楚这个反应的机理，后面具体应用到此反应时，从基础到应用的衔接就会十分顺畅，水到渠成。
（二）与时俱进，适当更新和拓展教学内容，提高学生对动态发展的行业需求的适应能力
教材内容是构成课程知识体系的基础。根据本专业人才培养方案的要求，笔者经过调研后，为《纺织应用化学》课程选择了由中国纺织工业出版社出版，魏玉娟主编的《纺织应用化学》为教材。这本教材从纺织用基础化学内容出发，较为全面地涵盖了现代纺织工业中常用的化学加工应用方面的知识，符合本专业对本课程的教学内容要求。然而，因为教材内容不能及时更新换代，照本宣科是无法让学生感受到本行业发展的新动态和新理念的。我们知道，在现今可持续发展的大背景下，纺织工业也要顺应时代发展的要求，从选料、生产到加工后处理等一系列过程都要符合环境保护的标准。而本课程中涉及的化学加工和处理往往正是纺织行业中高污染、高能耗的产出来源。但是原有教材内容中未能与时俱进，未提及“绿色纺织”的理念。未来的纺织工程师在生产和研发的过程中不具有环境保护意识，会很快被行业淘汰。因此，在授课过程中需要为学生输入“生态纺织、绿色生产”等理念，让他们意识到在生产过程中，要注意废液、废气的处理和合理排放、废液中化学药品的提纯再利用；在新产品研发过程中需要考虑减少污染、节能降耗。面对工程教育专业认证的新形势，培养学生具有符合时代发展的新理念，学生在今后的工作中，不但会表现出较高的工程素养，也会在国际工程师人才竞争中立于不败之地。
此外，了解行业发展趋势是创新的前提。仅着眼于传统的纺织化学知识的学习，学生无法放开眼界，培养“能够走出国门，走入国际市场”的工程师也就无从谈起。因此，在授课时，本着“持续改进”的认证要求[5]，适时更新拓展教学内容十分必要。如在讲述合成纤维易燃特性时，可以向学生介绍其阻燃改性，以及改性后增加了其在交通运输工具内饰等应用方面的安全性；在介绍常规的羊毛、蚕丝等蛋白质纤维时，也可以引入牛奶、玉米、大豆等新型的蛋白质纤维的内容。大学生乐于接受新鲜事物，笔者发现，在课堂教学中引入传统纺织材料的功能化改性、新型纺织材料及其应用等方面的知识，更容易激发起他们的学习兴趣和行业自豪感。在《纺织应用化学》课程原有知识体系上，持续拓展纺织学科发展的前沿内容，学生今后走向工作岗位，面对一些新的工程问题便不会手足无措，能够从容地着手分析和解决。
（三）改变传统的“注入式”教学组织形式，贯彻工程教育专业认证理念，形成“以学生为中心”的教学方法
工程教育专业认证的认证要素主要包括七个方面，即学生、培养目标、毕业要求、持续改性、课程体系、师资队伍和支持条件，这七个方面共同形成一个完善的人才培养体系[6]。其中，“学生”居于所有要素之首，这也体现了学生是专业建设与发展的首要服务对象，认证工作是遵循“以学生为中心”的教育理念。显然，原有的《纺织应用化学》课程的“注入式”教学组织形式与认证理念不相适应。只有贯彻以学生为本的理念，才能保障人才培养的各个环节顺利进行。因此，主讲教师要转变组织教学方式的思维，调整教学方法，让学生成为课堂的主角。
笔者在以往该课程的教学过程中，曾尝试将任务式和启发式两种方法相互结合组织教学。在课堂上，当讲授某些知识难点时，先抛出问题给出任务，在适当启发引导后，让学生自己开动脑筋，分组展开讨论，最后每组交流结论，教师从旁指导并进行评价。结果发现课堂气氛活跃，学生对讨论过的知识点掌握得也比较牢固。当代大学生乐于表现自己，善于表达自己。以这样的方式开展教学活动，学生们愿意主动参与进来，学生的学习专注度和效率都有所提高，师生关系也变得更加紧密和谐。在《认证标准》中，对学生的工程实践能力主要从专业能力和社会能力两方面进行评价。利用改进的教学方法，让学生成为课堂教学的中心，既锻炼了他们分析和解决问题的专业能力，又可以提升他们自身的语言表达和团队协作的社会能力，最终达到了综合训练的目的。
四 结语
基于我校纺织工程专业工程教育专业认证工作的开展，《纺织应用化学》作为专业基础核心课程之一，坚持以“产出导向”为基本原则，以基础化学储备为前提，以其在纺织工业中的应用为目的，理论联系实际，化学结合工程，构建了符合工程教育专业认证要求的课程教学体系；同时，在教学过程中突出学生的主体地位，注重师生互动。通过认证工作，指导和促进了本课程的持续改进，为培养拥有纺织化学理论基础与工程素养，能适应未来纺织产业发展，兼具国际视野的新型纺织工程人才奠定了基础。
参考文献
[1]刘呈坤,孙润军,谢光银,等.纺织工程专业工程教育认证和新工科协同建设的思考[J].纺织科技进展,2018,10:62-64.
[2]乔艳辉,滕俊江,安哲,等．工程教育认证背景下应用化学专业实验教学改革探索[J]．广东化工,2019,46(1):201-202.
[3]林礼区,周晨,姜锐,等．工程教育认证背景下机械类专业实践教学体系改革[J]．实验技术与管理,2017,34(9):204-207．
[4]卢神州.《纺织化学》教学改革的一点体会[J].广州化工,2013,41(17):214-215.
[5]刘超,何斌,汪泽幸.工程教育专业认证背景下《非织造学》课程教学改革探究[J].纺织教育,2017,6:129-130.
[6]王清清,魏取福,徐阳,等.面向工程认证的纺织工程卓越工程师培养目标落实的保障体系的建立[J].教育现代化,2019,6(60):1-3.
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