杜 磊，朱海峰，丁笑君，徐平華，劉 正，鄒奉元

(浙江理工大學(xué) a.服裝學(xué)院；b.服裝國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心;c.服裝設(shè)計(jì)國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,浙江 杭州 310018)

工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生在畢業(yè)后5年左右能在工業(yè)界、學(xué)術(shù)界、教育界等相關(guān)領(lǐng)域有所成就，這就要求學(xué)生能夠在社會(huì)大背景下理解和解決復(fù)雜工程問題[1-2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念是以學(xué)生為中心，其培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)涵是切實(shí)提高學(xué)生能力，培養(yǎng)能從事科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、項(xiàng)目管理等工作的高級(jí)復(fù)合型專業(yè)人才[3]。因此，將工程教育專業(yè)認(rèn)證理念具體落實(shí)在教學(xué)實(shí)施上，可極大地引導(dǎo)改革，并最終使學(xué)生受益[4]。目前我校(浙江理工大學(xué))服裝學(xué)院“面料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試”課程教學(xué)主要是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下“手把手”的教學(xué)方式，未能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索精神，教學(xué)效果不理想。為了使該課程更好地支撐畢業(yè)要求，促進(jìn)學(xué)生能力達(dá)成，我們嘗試以工程教育專業(yè)認(rèn)證理念為指導(dǎo)，進(jìn)行課程的改革和探索，以期提高課堂教學(xué)效果，為工程教育專業(yè)認(rèn)證工作奠定基礎(chǔ)。

一、工程教育專業(yè)認(rèn)證理念指導(dǎo)下的“四個(gè)一”教學(xué)模式

工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，建立基于產(chǎn)出導(dǎo)向的課程體系，以學(xué)生能力達(dá)成為導(dǎo)向，開展教學(xué)建設(shè)和學(xué)生指導(dǎo)[5]。對(duì)于“面料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試”課程而言，其實(shí)踐性固然重要，但僅僅是做實(shí)驗(yàn)，不能很好地培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。課程的實(shí)驗(yàn)必須要成為培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的載體。在整個(gè)教學(xué)過程中，不僅要讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，更要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)學(xué)生探索解決問題的思路和途徑。

我校服裝學(xué)院于1998年開設(shè)“面料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試”課程，是服裝設(shè)計(jì)與工程專業(yè)的必修課。該課程是“服裝材料學(xué)”之后的一門專業(yè)實(shí)踐課程，課程主要通過服裝材料的微觀、宏觀形態(tài)以及面料性能測(cè)試表征，使學(xué)生掌握服裝面料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試的基本原理、方法、儀器設(shè)備的操作步驟，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法，從而加深對(duì)“服裝材料學(xué)”課程中所學(xué)知識(shí)的理解；同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作技能和解決問題的能力，掌握面料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試分析完整的知識(shí)框架，為今后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、研究面料與服裝造型間的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。該課程將理論知識(shí)運(yùn)用于工程實(shí)踐，與工程教育的培養(yǎng)思路完全契合。本次教學(xué)改革在2017級(jí)服裝設(shè)計(jì)與工程專業(yè)開展，在工程教育專業(yè)認(rèn)證理念指導(dǎo)下，將“四個(gè)一”(一個(gè)故事、一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一篇論文、一個(gè)推送)教學(xué)模式應(yīng)用于“面料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試”課程教學(xué)中，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以學(xué)生為本，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，重視學(xué)生的能力達(dá)成。

“四個(gè)一”教學(xué)模式與工程教育之間的內(nèi)在關(guān)系如圖1所示。將“四個(gè)一”教學(xué)模式引入實(shí)踐教學(xué)，并通過各部分之間的聯(lián)系，讓知識(shí)點(diǎn)成為知識(shí)線，進(jìn)而形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶，促使學(xué)生形成利用自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理揭示本質(zhì)問題的思維慣性，提高其解決復(fù)雜工程問題的能力。

圖1 “四個(gè)一”教學(xué)模式與工程教育之間的內(nèi)在關(guān)系

二、“四個(gè)一”教學(xué)模式實(shí)踐案例

1.一個(gè)故事

談到時(shí)尚，被譽(yù)為“腿部時(shí)裝”的長(zhǎng)襪永遠(yuǎn)是不可或缺的元素之一。將長(zhǎng)襪的誕生和發(fā)展這段故事融于教學(xué)實(shí)踐，作為課堂教學(xué)的引子，能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以“在16世紀(jì)的歐洲，長(zhǎng)襪起初是男人的專屬品”這一顛覆性知識(shí)點(diǎn)抓取學(xué)生的注意力，并展開到隨著女性著裝變化，從而女性長(zhǎng)襪時(shí)代的到來；然后引出卡羅瑟斯博士發(fā)明尼龍的坎坷過程；再介紹尼龍纖維在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)由于被用作軍需品(帳篷和降落傘等)，一雙尼龍長(zhǎng)襪在黑市上的價(jià)格竟賣到3 000美元的故事。這樣通過《長(zhǎng)襪的前世今生》故事中一系列學(xué)生平時(shí)不大關(guān)注的“冷知識(shí)”激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，在構(gòu)筑故事的過程中可以培養(yǎng)工科學(xué)生的人文科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)自然科學(xué)和人文社科知識(shí)的交叉融合。人文教育是思維求異性和創(chuàng)造性的來源，是形象思維和直覺思維產(chǎn)生的保障，將人文素質(zhì)教育貫穿于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使工程人才受到全面系統(tǒng)的人文教育和科學(xué)教育，使學(xué)生能從自然和社會(huì)等多維度思考并解決問題，進(jìn)一步達(dá)到創(chuàng)新的目的[6-7]。

2.一個(gè)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論知識(shí)的實(shí)踐和檢驗(yàn)。在本案例中，引出的實(shí)驗(yàn)為“織物的耐磨性和起毛起球”。實(shí)驗(yàn)操作的內(nèi)容按照傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和教材指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，掌握評(píng)定織物起毛起球和耐磨性的方法。此外，還借助現(xiàn)代軟件工具，更高效地分析、解決問題。在起毛起球?qū)嶒?yàn)中，引入圖像處理技術(shù)，利用MATLAB軟件對(duì)織物的耐磨性進(jìn)行分析(包括起毛起球分析和外觀變化)。對(duì)織物五個(gè)等級(jí)起毛起球標(biāo)準(zhǔn)樣照?qǐng)D像進(jìn)行分析，提取特征值，并建立其與起毛起球等級(jí)之間的關(guān)系，對(duì)實(shí)際織物的起球等級(jí)進(jìn)行評(píng)定[9]。在此過程中，讓學(xué)生更加深刻地認(rèn)識(shí)到要針對(duì)具體對(duì)象，選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具模擬和預(yù)測(cè)專業(yè)問題，同時(shí)也要了解其局限性。

3.一篇論文

在工程教育畢業(yè)要求中，有一條是“學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效的結(jié)論”。將論文引入到教學(xué)中，就是為了培養(yǎng)學(xué)生能夠通過文獻(xiàn)尋求相關(guān)基本原理，進(jìn)而解決問題的能力。在此案例中，以尼龍最突出的優(yōu)點(diǎn)耐磨性為話題，以文獻(xiàn)“Wear properties of high speed spun multi-component PA6 nanocomposite fabrics；abrasion resistance mechanism of nanocomposites”為例，揭示各種納米粒子摻雜在尼龍纖維中對(duì)其耐磨性的影響及其機(jī)理[8]。在此過程中可以充分培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析影響因素并獲得有效的結(jié)論。

工程教育畢業(yè)要求中還指出，要使學(xué)生能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)問題進(jìn)行研究，也就是要求學(xué)生能夠面向復(fù)雜工程問題，按照“調(diào)研、設(shè)計(jì)、實(shí)施、歸納”的思路開展研究。通過對(duì)論文中研究思路的學(xué)習(xí)，可以引導(dǎo)學(xué)生有根據(jù)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并能夠根據(jù)所構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開展實(shí)驗(yàn)，正確采集有效數(shù)據(jù)，然后對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，最后嘗試通過信息綜合得到結(jié)論。

4.一個(gè)推送

在課下利用多媒體工具為學(xué)生推送興趣閱讀資料，使學(xué)生在閱讀中拓展知識(shí)面，串聯(lián)相關(guān)課程理論及所授知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生終身學(xué)習(xí)。以尼龍長(zhǎng)襪的發(fā)展為例，氨綸的出現(xiàn)改變了以往吊帶襪的歷史，從而擴(kuò)展到氨綸的一些知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，尼龍長(zhǎng)襪的厚薄取決于尼龍長(zhǎng)絲的粗細(xì)，由此擴(kuò)展到長(zhǎng)絲纖度的表示單位丹尼爾(Deniel)。部分推送如圖2所示，這些課外推送對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了有效的梳理，使學(xué)生能“常用常新”。

圖2 課下公眾號(hào)推送

三、結(jié)語

近年來，我校服裝學(xué)院以工程教育專業(yè)認(rèn)證理念和工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)(2018版)為指導(dǎo)，對(duì)“面料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試”課程教學(xué)模式進(jìn)行了改革，通過將學(xué)生能力達(dá)成和課程目標(biāo)達(dá)成對(duì)標(biāo)，將“四個(gè)一”(一個(gè)故事、一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一篇論文、一個(gè)推送)教學(xué)模式引入實(shí)踐教學(xué)，并加強(qiáng)與“服裝材料學(xué)”等相關(guān)課程的聯(lián)系，夯實(shí)實(shí)踐教學(xué)，促使學(xué)生形成利用自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理揭示本質(zhì)問題的思維慣性，提高其解決復(fù)雜工程問題的綜合能力，同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)具有扎實(shí)服裝理論基礎(chǔ)和良好專業(yè)素養(yǎng)的專業(yè)人才。