陳 鎮(zhèn)，鄧?yán)^勇，陳建芳，張 何

(湖南工程學(xué)院 材料與化工學(xué)院，湖南 湘潭 411104)

“纖維化學(xué)與物理”是我校(湖南工程學(xué)院)輕化工程專業(yè)(紡織化學(xué)與染整工程方向)教學(xué)計(jì)劃中具有承前啟后作用的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。一方面，它是“無機(jī)化學(xué)”“有機(jī)化學(xué)”“高分子化學(xué)與物理”等先修基礎(chǔ)課程的綜合應(yīng)用；另一方面，它又是后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，與“染整工藝原理”“染料化學(xué)”“助劑化學(xué)”等課程有著密切聯(lián)系(染整加工以纖維為基礎(chǔ)、染化應(yīng)用以纖維為對(duì)象)[1]。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在了解高分子化學(xué)及物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，熟悉和掌握各類常用紡織纖維的分子結(jié)構(gòu)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、加工制造以及它們的物理-機(jī)械、化學(xué)、染色等性能，從而為后續(xù)輕化工程專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)，以及今后從事紡織行業(yè)相關(guān)科研和生產(chǎn)實(shí)踐奠定必要的理論基礎(chǔ)[2-3]。因此，對(duì)“纖維化學(xué)與物理”課程進(jìn)行教學(xué)改革的研究與探討，保障和提升教學(xué)質(zhì)量和效果具有重要意義。

一、 “纖維化學(xué)與物理”課程教學(xué)存在的問題

1. 內(nèi)容相對(duì)抽象，學(xué)生理解困難

“纖維化學(xué)與物理”課程內(nèi)容多，覆蓋范圍廣，既包括高分子物的合成、結(jié)構(gòu)與性能，也涵蓋了所有常規(guī)天然纖維和合成纖維代表性品種，理論性很強(qiáng)，內(nèi)容比較抽象，學(xué)生聽起來感到枯燥乏味，如高聚物的化學(xué)合成反應(yīng)，尤其是代表性紡織纖維的結(jié)構(gòu)、理化及染整加工性能。由于學(xué)生還沒有開始學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，學(xué)習(xí)起來難度較大，教學(xué)效果不理想。

2. 學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多，課程教學(xué)時(shí)間緊張

我?！袄w維化學(xué)與物理”課程學(xué)時(shí)總數(shù)為48(卓越工程師計(jì)劃專業(yè))，其中理論教學(xué)40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)8學(xué)時(shí)。要在40學(xué)時(shí)內(nèi)完成課程內(nèi)容講授，即使對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)選，在實(shí)際授課過程中時(shí)間還是比較緊張。如果學(xué)生不進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，完全依賴于教師的課堂講授，學(xué)習(xí)起來就會(huì)比較被動(dòng)、吃力[4]。

3. 教材陳舊，知識(shí)點(diǎn)需更新

該課程所采用的教材為蔡再生主編的“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《纖維化學(xué)與物理》，該教材于2009年3月出版，雖然這是目前市面上該課程的最新教材，但隨著科技的進(jìn)步、市場(chǎng)的發(fā)展、流行趨勢(shì)的變化，近10年來，像黏膠纖維、竹纖維、氨綸纖維等越來越受到市場(chǎng)認(rèn)可，發(fā)展迅速，產(chǎn)銷份額顯著增大，而這些內(nèi)容在10年前出版的教材中介紹得很少，因此急需更新教材內(nèi)容。

二、 “六位一體”教學(xué)方法的應(yīng)用

針對(duì)上述問題，筆者結(jié)合我校的實(shí)際情況以及輕化工程專業(yè)學(xué)生的能力和素質(zhì)水平，提出了“六位一體”教學(xué)方法并進(jìn)行了實(shí)踐探索。

1. “六位一體”教學(xué)方法

“六位一體”教學(xué)方法是根據(jù)“纖維化學(xué)與物理”課程的特點(diǎn)，將該課程的核心內(nèi)容，如棉、麻、絲、毛、滌綸、錦綸、腈綸等代表性纖維的知識(shí)要點(diǎn)拆分成六個(gè)方面，即誕生(從哪里來)、應(yīng)用(用到哪里去)、制備(合成和紡絲)、結(jié)構(gòu)(分子和微觀)、性能(物化和染整)、趨勢(shì)(未來研發(fā))來講授，就像一個(gè)正方體必須由上、下、前、后、左、右六個(gè)面才能完整構(gòu)成一樣，缺一不可。通過將知識(shí)點(diǎn)拆整為零后再化零為整，使難點(diǎn)各個(gè)擊破，重點(diǎn)內(nèi)容突出，將有限的課堂時(shí)間全部用在“刀刃”上；同時(shí)，確保了專業(yè)課程內(nèi)容與科技、行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步保持同步。

“六位一體”教學(xué)方法特別適用于平行式或獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)章節(jié)教學(xué)，如在“纖維化學(xué)與物理”課程中，教材將紡織纖維分成纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維、合成纖維三大類，每大類又細(xì)分成多個(gè)小類，每個(gè)小類就是平行或獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)，即可采用本教學(xué)方法，使學(xué)生輕松掌握。

2. 教學(xué)案例

以課程中第六章“合成纖維”第三節(jié)“聚酰胺纖維”為例，其中“誕生”和“應(yīng)用”部分布置學(xué)生課前去查閱資料，分別做成5～10分鐘的PPT，上課時(shí)請(qǐng)兩組學(xué)生上臺(tái)講解聚酰胺纖維的“誕生”和“應(yīng)用”。通過查閱文獻(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生知道了原來生活中常用的尼龍就是聚酰胺纖維(錦綸)的音譯，它是第一種被合成制備并工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的合成纖維，1939年成為紐約萬國(guó)博覽會(huì)上最受歡迎的展品，1945年做成尼龍襪后，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)幾小時(shí)內(nèi)銷售400萬雙的紀(jì)錄，在二次大戰(zhàn)中，尼龍成為重要的軍工材料，用于制備降落傘。而在今天，尼龍除了常用于帶繩、泳衣及運(yùn)動(dòng)服外，還成為了引領(lǐng)第三次工業(yè)革命的3D打印技術(shù)的原材料等。這相當(dāng)于讓學(xué)生完成了課前預(yù)習(xí)。而在“制備”“結(jié)構(gòu)”“性能”“趨勢(shì)”方面，以教師為主導(dǎo)，結(jié)合啟發(fā)式、探討式、互動(dòng)式等教學(xué)方法，從高聚物的化學(xué)合成到纖維的紡絲制備，具體介紹聚酰胺纖維的分子結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)，然后引出聚酰胺纖維的物理、化學(xué)及染整加工性能，并由其性能優(yōu)缺點(diǎn)及市場(chǎng)需求、流行趨勢(shì)，進(jìn)一步提出聚酰胺纖維的發(fā)展趨向。

3. 教學(xué)效果

將“六位一體”教學(xué)方法運(yùn)用到“纖維化學(xué)與物理”課程教學(xué)中，該課程的教學(xué)效果發(fā)生了顯著的變化。

(1) 課程知識(shí)點(diǎn)更加清晰、全面、立體。通過對(duì)核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行六個(gè)方面的解析，讓學(xué)生知道該纖維的“誕生(從哪里來)、應(yīng)用(用到哪里去)、制備(合成和紡絲)、結(jié)構(gòu)(分子和微觀)、性能(物化和染整)、趨勢(shì)(未來研發(fā))”，使核心知識(shí)點(diǎn)在學(xué)習(xí)過程中更加清晰、全面、立體、豐富、飽滿、有趣。

(2) 教學(xué)內(nèi)容不斷優(yōu)化和更新。將核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行六個(gè)方面的解析后，使知識(shí)點(diǎn)更加細(xì)分，這樣更方便對(duì)核心知識(shí)重難點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分，有助于把控教學(xué)進(jìn)程，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。尤其是在科技日新月異的今天，纖維性能不斷發(fā)展，纖維新品種不斷涌現(xiàn)，這樣更有助于課程知識(shí)點(diǎn)的更新，并與生產(chǎn)實(shí)際緊密銜接。

(3) 知識(shí)結(jié)構(gòu)更加緊湊，重難點(diǎn)突出。將核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行六個(gè)方面的解析后，使課程結(jié)構(gòu)、知識(shí)脈絡(luò)、重難點(diǎn)更加明了，從而便于教師在教學(xué)過程中從容地進(jìn)行課程內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)的優(yōu)化、精選和重組，使整個(gè)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)更加直觀明了，課程結(jié)構(gòu)更加緊湊，重難點(diǎn)更加突出。

(4) 提高了課堂教學(xué)的趣味性。在講授各種纖維的物理、化學(xué)及染整加工性能時(shí)，直接讓學(xué)生以自己身上所穿著的或者自己擁有的一些衣服面料的穿著感受來描述一些感性認(rèn)識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，如什么樣的衣服適合貼身穿著，什么樣的衣服適合戶外運(yùn)動(dòng)穿著，平時(shí)如何去服裝店挑選衣服等，這樣課堂教學(xué)的趣味性提高了，氣氛也活躍了。

(5) 提高了師生的參與和互動(dòng)程度。通過“六位一體”教學(xué)，提升了學(xué)生的課堂參與度。學(xué)生不僅需要自己制作PPT，像產(chǎn)品經(jīng)理那樣對(duì)自家的商品進(jìn)行介紹和講解；同時(shí)，由于學(xué)習(xí)不再被動(dòng)，課堂教學(xué)過程中采用啟發(fā)式、探討式、互動(dòng)式等多種教學(xué)方法，大大提升了學(xué)生的參與度、抬頭率。

(6) 學(xué)生學(xué)習(xí)更加主動(dòng)。采用“六位一體”教學(xué)方法，由于學(xué)生已經(jīng)在課前進(jìn)行一些預(yù)習(xí)，如查閱第二天上課內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的“前世今生”、發(fā)展歷程等，在課堂上就不再被動(dòng)，同時(shí)也使學(xué)生對(duì)課程、專業(yè)、行業(yè)有了更深層次的認(rèn)識(shí)、理解及認(rèn)同[5]。

三、 結(jié)語(yǔ)

“六位一體”教學(xué)方法是一種創(chuàng)新和嘗試，充分發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，可有效改變傳統(tǒng)理工科專業(yè)課堂相對(duì)沉悶、枯燥的現(xiàn)象，使知識(shí)點(diǎn)變得生動(dòng)、立體，使課堂內(nèi)容教學(xué)變得輕松、活躍，使課程內(nèi)容變得緊湊、簡(jiǎn)潔，大大提升了教學(xué)效果。更重要的是，通過“纖維化學(xué)與物理”課程的學(xué)習(xí)和“六位一體”教學(xué)方法的運(yùn)用，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、科學(xué)學(xué)習(xí)的方法和思維，提高了他們的綜合素質(zhì)和能力。