楚艷艷,汪 青
(中原工學院 紡織學院,河南 鄭州 450007)
實踐教學是高校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié),它對提高學生的綜合素質,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,造就學生成為具有社會競爭力和專業(yè)競爭力的高素質人才具有特殊的作用[1-2]。近年來,隨著經(jīng)濟的發(fā)展及技術的進步,企業(yè)對高校染整專業(yè)畢業(yè)生提出了更高的要求,不僅要有扎實的染整專業(yè)理論基礎,還必須具有較強的染色、印花等實踐能力和創(chuàng)新能力。目前“染整工藝原理”課程實踐教學體系存在如下問題:(1)實踐教學環(huán)節(jié)與生產(chǎn)實際應用脫節(jié),基本上是流于形式;(2)實踐教學內容缺乏系統(tǒng)性,教學形式單一;(3)實踐教學基本上從屬于各門理論課,實踐教學體系未理順。我校(中原工學院)作為河南省地方綜合性院校,根據(jù)普通高校專業(yè)課實踐教學中普遍存在的問題,以及學?!叭菊に囋怼闭n程實踐教學現(xiàn)狀,結合我校應用型人才培養(yǎng)目標,深化實踐教學改革,構建了較為科學合理的“染整工藝原理”課程實踐教學體系,對完善和豐富專業(yè)課學習具有重要的實際意義,同時對其他專業(yè)課的實踐教學也有很好的借鑒作用。
有關染整專業(yè)課程的實踐教學體系改革,國內有許多學者在這方面做了積極探討。李曉春等[3]針對染整專業(yè)實踐教學中理論課程實驗、生產(chǎn)實習和工廠設計等方面存在的問題,提出了具體的改革方案,并對該方案的實施方法進行了分析。張利英等[4]探討了染整專業(yè)課程體系的改革,在實踐教學方面提出了主動態(tài)實驗教學法,引導學生參與教師的課題研究或技術咨詢服務工作,改進實驗設施等措施,以培養(yǎng)學生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力以及分析和解決實際問題的能力。沈志平[5]研究了染整技術專業(yè)實驗課程教學改革,提出將驗證型實驗改為設計型實驗,工藝實驗與質量檢測實驗相結合,簡單實驗與綜合實訓相結合,校內實驗與校外實驗相結合,實驗考核由校內考核與社會化職業(yè)技能鑒定相結合等改革方法。吳建華等[6]提出了由“入門性實驗→專業(yè)基礎實驗→專業(yè)實驗→綜合大型實驗”構成的四階段實驗教學體系,以及由簡單到復雜的“初步認識→綜合訓練→工程實踐”構成的實習教學體系。李志群[7]提出了增加實踐課時的比例,創(chuàng)造條件提高學生興趣,開設工藝設計,進行崗前培訓,實行“定崗實習”制度,根據(jù)就業(yè)要求進行實習等染整專業(yè)實踐教學改革措施。周青青[8]對染整專業(yè)實踐教學改革提出了解除實驗課對理論課的依附,將主干實驗課單獨設課,實驗課前后相互聯(lián)系等措施。何建新等[9]從培養(yǎng)學生綜合分析能力、動手實踐能力、綜合素養(yǎng),提高節(jié)能減排意識、獲取信息能力等方面對染整工藝課程設計內容進行了改革。黃珍芳[10]提出了“染整測試”課程“任務驅動,仿崗培養(yǎng)”的教學改革與實踐。
通過不斷的探索和實踐,根據(jù)我校教學資源和學生特點,我們將“染整工藝原理”課程實踐教學體系劃分為兩個部分,即課內實踐和課外實踐。本文主要研究如何構建和實施課內實踐教學體系。課內實踐主要包括認識實習、課程實驗、課程設計和畢業(yè)設計(論文),其中,認識實習主要是吸引學生興趣,課程實驗主要是培養(yǎng)學生分析問題能力,課程設計是培養(yǎng)學生邏輯思維能力,畢業(yè)設計(論文)是培養(yǎng)學生綜合分析能力。通過課內實踐,使學生獲得染整工藝原理的系統(tǒng)知識,掌握專業(yè)技能。
染整加工的對象主要是紡織面料,對面料纖維成分、紗線結構、織造情況的了解程度是合理選擇染整加工工藝的前提。為此,我們在大一和大二分別安排了“紡織認識實習”和“紡織材料認識實習”。“紡織認識實習”主要是通過課堂講解、工廠參觀使學生對紡紗織造的工藝流程有一個基本的認識,對面料成型前的工序經(jīng)過的工藝處理能夠合理地把握。“紡織材料認識實習”主要是對染整加工的材料類別進行認識和識別。染整加工的材料復雜多樣,包括各種纖維、紗線和織物,開設“紡織材料認識實習”主要是使學生對纖維結構和類別、紗線結構和類別、織物結構和類別有一個清晰的了解,建立基本概念。
大一學生普遍不了解染整專業(yè),為了讓學生對染整過程建立一個初步的概念,我們給大一學生安排了“扎蠟染實習”,并在大一課程“染整導論”中安排了“草木染實習”。安排這些實習的目的是讓學生對染整過程有一個初步印象,激發(fā)他們的專業(yè)學習熱情。扎蠟染是中國古老的印染技術,是國家級非物質文化遺產(chǎn)。扎染工藝是使用棉線纏、繞、扎、縫、擰、夾等手段或選擇各種手工折疊方法,形成織物物理性防染區(qū)并在清水浸泡后置于染液中進行反復浸染的一種特殊染色工藝。蠟染是利用蠟冷卻后在織物上產(chǎn)生龜裂,色料滲入裂縫得到變化多樣的“冰紋”色紋。這種傳承下來的古老染整藝術是驅動學生自覺地進行專業(yè)學習的一劑良藥。在“草木染實習”中,為了讓學生深刻地體會染整的魅力和創(chuàng)造力,選擇的染料都是從天然植物或廢棄的果皮中提取出來的,學生通過染整加工工藝得到自己創(chuàng)作的一幅獨一無二的作品,那種喜悅溢于言表。學生被染整的魅力和創(chuàng)造力所深深觸動,這種觸動不僅激發(fā)了他們對專業(yè)學習的興趣,更提高了對專業(yè)的喜愛和認同,這對培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)情操具有深遠的影響。
“染整工藝原理”作為專業(yè)主干課,一般在大三開設。為了增強學生對“染整工藝原理”課程內容的理解,在課程中安排了60學時的染整工藝原理實驗。這些隨堂實驗的內容主要側重于增強學生對工藝影響因素的控制和理解。染整工藝原理中工藝參數(shù)的控制與工藝路線的設計是未來從事染整相關工作的學生所必須具備的知識。然而,課堂講解僅從原理上分析如何調節(jié)工藝參數(shù),學生對課堂知識難以理解。另外,工藝參數(shù)的控制是一個相互協(xié)調的過程,課堂上講的是一般性規(guī)律,實際應用會遇到各種問題,到底應該如何控制需要實踐來回答。這些問題經(jīng)過學生親手試過之后就會找到答案并留下深刻印象,這符合學生的學習規(guī)律。課程實驗與課堂學習同步進行,是對課堂學習的補充和增強。例如在講到“活性染料”時,不同結構的活性染料染色過程中對鹽、堿的要求不同,為了讓學生掌握這個規(guī)律,在實驗開展時僅為學生提供原料,告訴學生染料類別,讓學生自己設計染色工藝路線和設置染色工藝參數(shù)。在實驗過程中,學生會重溫上課時講過的活性染料染色原理,使學生由被動學習轉變?yōu)橹鲃訉W習,積極尋找解決問題的方法。學生為了解決實驗中的問題,會重新梳理學習過的知識,用知識指導實踐,并用實踐驗證知識。
在學生掌握了染整工藝原理之后,在相應的學期末安排了3周染整工藝原理課程設計,目的是進一步拓展學生的專業(yè)知識。課程設計立足于生產(chǎn)實踐,主要培養(yǎng)學生應用專業(yè)知識解決實際問題的能力,培養(yǎng)學生將知識轉化為實踐的能力。染整企業(yè)的主要任務是來樣加工,染整工程師需要根據(jù)每一種面料來樣快速反應,確定相應的加工工藝。染整加工的對象通常是紗線或坯布,加工工藝過程有前處理、染色或印花、后整理。對于來樣加工,染整工程師要解決三個問題:工藝設計安排、工藝參數(shù)確定和質量控制。在染整工藝原理課程設計實施方面主要側重于以下幾個方面:一是課程設計內容來自于生產(chǎn)實踐;二是確保每個學生得到單獨的課程設計內容;三是注重產(chǎn)品的質量評價;四是增強學生的染整設計能力。
為了讓學生進入染整企業(yè)之后能夠盡快勝任工作,我們從解決實際問題的角度來安排染整課程設計。在“染整工藝原理(上)”課程設計中,主要安排了面料識別、前處理方案、質量檢測三個內容,在“染整工藝原理(下)”課程設計中,安排了確定拼色方案、織物仿樣、印花設計等任務。這些課程設計內容是從染整工程師的角度考慮,接到訂單后該如何安排。給定設計內容,提出工藝過程及產(chǎn)品質量的要求,要求學生查閱相關資料,對指定的產(chǎn)品擬定設計思路與理論依據(jù),進行染整工藝設計,確定生產(chǎn)加工方法、工藝流程、工藝條件等。在與指導教師討論后確定實驗方案,再通過小樣實驗制備出符合要求的樣品,最后撰寫課程設計報告。
在課程設計的安排上,除了考慮生產(chǎn)的實際情況以外,為了確保每個學生都得到鍛煉,每個學生拿到的染整加工對象比如面料都是不一樣的。因為面料的特性不一樣,每個學生都要自己解決問題,這樣的個性化安排保證了每個學生的能力都得到鍛煉。比如,在前處理過程中,有退煮漂一步法,退煮、漂或者退、煮漂二步法和退、煮、漂三步法等,對于自己的加工對象如何進行工藝選擇,學生需要分析才能夠確定恰當?shù)墓に?。在仿色部分,每個學生的仿樣顏色都不一樣,學生需要掌握染化料及紡織品的性能,自行選擇染料、助劑、浴比、染料濃度、染色工藝路線等,通過測定色差分析調整染色配方與染色工藝,學會染料的選擇,了解配比及染料濃度等工藝參數(shù)對纖維的吸附上染以及最終成品顏色和色光的影響。
染整工程師不僅要能夠根據(jù)產(chǎn)品特點、要求設計合理的工藝,而且要對染整加工后的產(chǎn)品進行質量監(jiān)控和評價,因此,如何進行產(chǎn)品的評價也是課程設計的內容之一。課程設計中安排了對半制品和成品的質量監(jiān)控要求,使學生了解產(chǎn)品的評價體系。比如,對于前處理的產(chǎn)品,要求學生掌握產(chǎn)品的白度測試;對于染色產(chǎn)品,要求學生掌握產(chǎn)品的摩擦、水洗色牢度和染色色深的評價。
在課程設計內容的安排上,除了從染色工程師培養(yǎng)的角度考慮外,還從染色設計師的角度考慮。在染整加工中,印花是最富有設計性、最能體現(xiàn)染整藝術性的工序,為了培養(yǎng)具有設計師眼光的染整工程師,在課程設計中還安排了印花設計部分,這個部分主要鍛煉學生自主開發(fā)、設計并實現(xiàn)設計的能力。通常作為工程類學生,設計能力不強,而作為設計人員,又缺乏對工藝可行性的了解,培養(yǎng)染整設計復合型人才正是此項內容安排的目的。通過這樣的任務訓練,使學生成為不僅是能將來樣按照既定方案加工成圖案豐富、色彩斑斕的印花制品的匠人,更是具有新產(chǎn)品開發(fā)能力的染整藝術家。
畢業(yè)設計(論文)是培養(yǎng)學生獨立思考、解決實際問題的重要途徑,也是培養(yǎng)學生綜合思考能力的重要方法?!叭菊に囋怼弊鳛檩p化工程專業(yè)的核心課程,其畢業(yè)設計(論文)也是圍繞染整工藝而開展的。畢業(yè)設計(論文)選題的來源主要有:一是生產(chǎn)實踐;二是教師科研項目;三是課本知識的延伸和拓展;四是自選課題。
學生學習了染整工藝原理專業(yè)知識后,在步入社會之前還停留在理論上,沒有融入到生產(chǎn)實踐中。為了使學生進一步了解染整企業(yè)的實際問題,我們走訪了多家企業(yè),通過對工廠的深入了解和與技術人員的交流,獲得生產(chǎn)一線存在的問題,并將這些問題作為畢業(yè)設計(論文)選題,這引起了學生很高的興趣。例如,由課題組教師承擔的某公司的人發(fā)漂白工藝研究項目,圍繞該項目,教師帶領學生分別研究了離子液體、微波、超聲波、低溫漂白活化劑等對頭發(fā)漂白的影響。又如課題組教師承擔的新型勻染劑的合成及應用研究、利用廢硫氫化鈉合成四氫噻吩的工藝研究等部分研究成果,這些與工廠實踐聯(lián)系緊密的課題激起了學生學習的濃厚興趣。將這些工廠實際問題作為學生的畢業(yè)設計(論文)選題,對提高學生主動探索知識、將理論轉化為實踐能力有明顯的作用。
為了豐富和發(fā)展“染整工藝原理”課程的相關技術,使學生了解染整技術的前沿信息,在畢業(yè)設計(論文)的選題方面,常圍繞染整工藝中的難點和熱點問題而展開。如拼色問題,課題組教師帶領學生開展了絲棉纖維的同色性研究、毛錦纖維酸性染料染色的同色性研究、多種再生纖維素的同色性研究,其中毛錦纖維酸性染料染色的配伍性研究的成果在國內期刊上發(fā)表。再比如,帶領學生在漿料和印花糊料方面進行了一些探索,如毛紗上漿及漿料研究、玻璃纖維拉絲上漿用變性淀粉的研制、羧甲基決明子粉在印花中的應用研究、改善醚化淀粉糊料活性染料印花脫糊性的研究等課題。
參與教師的科研項目有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。通過參加教師的科研項目,學生可以接觸到最新的研究動態(tài),了解某方面的最新知識。另外,因研究課題具有新穎性,某些內容沒有可參考的資料,這就促進學生進行創(chuàng)新性思考。如剪切增稠劑對芳綸織物的防彈性研究、芳綸織物氧化鋅納米線的生長及對防彈性能的影響研究,以及泡沫染色、超疏水整理等,可使學生了解染整新技術。
自選課題一種是學生在學習過程中發(fā)現(xiàn)了某個問題,并對該問題產(chǎn)生了興趣,在與導師進行討論之后確定的課題,這些課題的研究可起到解惑、答疑的效果,如有學生研究二氧化硫脲和保險粉脫色的性能對比。另外一些課題是教師根據(jù)自己的研究興趣提出的,學生參與,如核桃皮色素的提取及其染色性能研究、扎染藝術在面料設計中的應用研究等。
學生實踐能力的提高不是一朝一夕就能完成的,它需要持久的、連續(xù)的、貫穿四年的實踐教學,因此需要設置系統(tǒng)的、環(huán)環(huán)相扣的實踐教學課程。通過上述課內實踐教學體系的實施,學生對“染整工藝原理”課程的認識和了解不再僅僅停留在課本上,還得到了拓寬和延伸。這些實踐教學的安排對該課程的學習起到了良好的支撐和補充,使學生畢業(yè)后能盡快勝任企業(yè)工作。
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