陸浩杰，李曼麗，金恩琪

（紹興文理學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，浙江 紹興 312000）

實驗課程和實踐教學(xué)是理工科本科專業(yè)教學(xué)中不可或缺的組成部分，它是培養(yǎng)學(xué)生自主實踐創(chuàng)新能力和知行合一的重要途徑，也是培養(yǎng)具有高級技能人才的基礎(chǔ)條件。工程教育專業(yè)認(rèn)證OBE 教育理念的核心就是學(xué)生中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進[1]。學(xué)院的紡織工程專業(yè)全面落實OBE 教育理念，建立人才培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控與評價體系，目前已正式通過教育部工程教育專業(yè)認(rèn)證。

“織造學(xué)實驗”是紡織服裝學(xué)院紡織工程專業(yè)本科生必修的實踐課程，學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠熟練掌握織造設(shè)備相關(guān)的基本原理和操作技能。課程主要包括絡(luò)絲、網(wǎng)絡(luò)、加捻、上漿和劍桿織機五大運動的基本概念，絡(luò)絲機、并絲網(wǎng)絡(luò)機、倍捻機、上漿機和劍桿織機的基本構(gòu)造與工作原理，劍桿織機的運動規(guī)律測量和工藝計算等內(nèi)容。

本文結(jié)合本課程近3 年來的教學(xué)實踐，分析實施工程教育專業(yè)認(rèn)證前教學(xué)過程中存在的問題，就已經(jīng)開展的教改措施進行深入研討，以期能更好地達成本課程所承擔(dān)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

1 實施工程教育專業(yè)認(rèn)證前實驗教學(xué)存在的問題

1.1 實驗課程目標(biāo)沒有以畢業(yè)要求為導(dǎo)向

課程目標(biāo)是課程實現(xiàn)的具體目標(biāo)和意圖，是確定教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式的基礎(chǔ)[2]。在實施工程教育專業(yè)認(rèn)證前，“織造學(xué)實驗”的課程目標(biāo)是：通過學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具有較好分析問題、解決問題的能力，具有一定的實驗技能。課程目標(biāo)的敘述太過簡單籠統(tǒng)，沒有明確具體的目標(biāo)導(dǎo)向，目標(biāo)確立方法是圍繞教學(xué)內(nèi)容為中心，即根據(jù)實驗室實驗儀器設(shè)備和與理論課對應(yīng)配套的教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，提煉出相應(yīng)的課程目標(biāo)。這樣的課程目標(biāo)既不能滿足工程教育認(rèn)證的要求，也不能細致規(guī)劃出切實可行的教學(xué)方案，為后期的人才培養(yǎng)帶來困擾。

1.2 教學(xué)模式單一

未實施工程教育專業(yè)認(rèn)證前，“織造學(xué)實驗”課程的實驗項目見表1。鑒于實驗室條件和學(xué)時數(shù)的限制，實驗類型全部為驗證性項目，沒有綜合性和設(shè)計性實驗，學(xué)生對紡織設(shè)備的訓(xùn)練程度有限，綜合實驗?zāi)芰头治鼋鉀Q問題的能力得不到很好地增強，缺少對實驗方案的設(shè)計能力、研究實驗路線的比較和選擇能力的培養(yǎng)。

表1 原“織造學(xué)實驗”課程實驗項目

由于實驗多為驗證型項目，實驗教學(xué)模式多以“教師講授”為主，學(xué)生在老師講解演示后重復(fù)操作一遍。教學(xué)過程中，往往學(xué)生會缺乏足夠的學(xué)習(xí)興趣，“依葫蘆畫瓢”被動地進行實驗，減弱了讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，不能達到“以學(xué)生為本”的發(fā)展目的?？椩鞂W(xué)實驗涉及的設(shè)備大多為大型設(shè)備，臺套數(shù)少，實驗操作也多，教師在實驗課上花費大量時間講解和演示，無法開展討論和交流，但由于學(xué)生人數(shù)眾多，很多學(xué)生看不清或沒聽懂，教學(xué)效果不好。

1.3 課程考核形式單一，考核效果不明

未實施工程教育專業(yè)認(rèn)證前，“織造學(xué)實驗”課程的考核主要以出勤率和7 次實驗的平均成績來評定。實驗成績主要通過每次實驗報告的批改獲得，而在實驗報告批改的過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)雷同、抄襲等現(xiàn)象，不能真實反映學(xué)生的實驗參與度，更不必說了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、掌握設(shè)備操作的熟悉程度、反映學(xué)生綜合實驗的能力。因此實驗課程考核后得到的反饋是不真實的，不能為下次教學(xué)提供改進參考點。

2 織造學(xué)實驗課程建設(shè)

2.1 課程目標(biāo)的確定

工程教育認(rèn)證核心的教育理念是“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出(成果)為導(dǎo)向，以持續(xù)改進為推動力”[3～5]。此理念給我們的實驗教學(xué)帶來的啟示有：工程教育應(yīng)讓學(xué)生在實踐教學(xué)中取得怎樣的學(xué)習(xí)成果；學(xué)生通過這門實踐課程對以后就業(yè)有用嗎；任課老師用怎樣的教學(xué)方法讓學(xué)生達到課程目標(biāo)；應(yīng)用怎樣的考核方法來衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)成果等；實驗室用哪些條件來保障實踐教學(xué)達到教學(xué)目標(biāo)等。針對“織造學(xué)實驗”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，重新開展“織造學(xué)實驗”課程建設(shè)，對教學(xué)進行改革。

根據(jù)成果導(dǎo)向理念，分析確定本課程的畢業(yè)要求指標(biāo)點及教學(xué)活動的支撐關(guān)系，修訂舊的教學(xué)大綱，確定本課程的教學(xué)目標(biāo)，具體如表2 所示。

表2 “織造學(xué)實驗”課程畢業(yè)指標(biāo)點與對應(yīng)課程目標(biāo)

由該課程的畢業(yè)要求指標(biāo)點的要求，再結(jié)合本課程實際需求，設(shè)置“織造學(xué)實驗”課程目標(biāo)：

課程目標(biāo)1：熟悉織造準(zhǔn)備工藝各個工序的流程；掌握各工序所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工作原理；掌握劍桿織機的工作原理和操作流程；能夠根據(jù)織造工藝實驗方案安全地開展實驗，正確地采集相關(guān)實驗數(shù)據(jù)。

課程目標(biāo)2：熟悉常規(guī)機織面料的生產(chǎn)工藝流程，并能夠?qū)椩旃に囅嚓P(guān)實驗結(jié)果進行分析和解釋，綜合得到合理有效的結(jié)論，具備初步的織物設(shè)計開發(fā)的能力。

課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)織造學(xué)實驗需要，選擇和使用恰當(dāng)?shù)膬x器、工程工具等，對上述機織工程領(lǐng)域涉及復(fù)雜工程問題進行分析、計算與設(shè)計。

課程目標(biāo)根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求修改，以突出強調(diào)學(xué)生在紡織工程專業(yè)領(lǐng)域?qū)?fù)雜工程的解決能力。教學(xué)目標(biāo)通過分層次設(shè)定，精準(zhǔn)分解畢業(yè)要求指標(biāo)點，從而達到相應(yīng)的畢業(yè)要求。

2.2 教學(xué)方法和教學(xué)設(shè)計思路改進

原有教學(xué)方法受實驗室條件制約大，實驗項目間沒有分層聯(lián)系，無法達到工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求和本課程所支撐的指標(biāo)點要求，在本次教學(xué)改革中采用方案多支化和虛擬仿真教學(xué)法，以提高課程教學(xué)質(zhì)量。

2.2.1 實驗項目設(shè)置以課程目標(biāo)為導(dǎo)向

依照工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)指標(biāo)點和課程目標(biāo)的要求，織造學(xué)實驗項目的設(shè)置應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力。以2019 版人才培養(yǎng)方案為例，教學(xué)改革后的實驗項目見表3。

表3 2019 版人才培養(yǎng)方案織造學(xué)實驗項目

雖然實驗項目數(shù)量與之前相比仍為7 個，但每個實驗的學(xué)時數(shù)增長到4 個以上，實驗類型也由100%的驗證型改進到綜合型設(shè)計型實驗項目占比85%。以實驗一“絡(luò)絲工序及質(zhì)量檢驗”為例，原先的實驗內(nèi)容是將滌綸絲在絡(luò)絲機上絡(luò)絲10 分鐘，然后測量一些絡(luò)好絲的紗筒參數(shù)。再進行重新設(shè)計，實驗分成三個階段。第一階段先掌握絡(luò)絲機的結(jié)構(gòu)及主要部件的作用，了解絡(luò)絲機的工作原理和工藝流程；第二階段掌握絡(luò)絲機的操作步驟，對不同規(guī)格的滌綸原料進行絡(luò)絲；第三階段將絡(luò)好絲的紗筒帶到檢測實驗室，檢測紗筒的重量、體積，分析絡(luò)絲的長度、卷繞密度和絡(luò)絲效率，檢測滌綸絲的斷裂強力、斷裂伸長率、耐磨性等物理性能，測得的實驗數(shù)據(jù)還要進行小組間的橫向比較，分析絡(luò)絲工藝的不同對絡(luò)絲成品紗質(zhì)量的影響。絡(luò)好絲的紗筒還要保存好，為第二個實驗“并絲網(wǎng)絡(luò)工序及質(zhì)量檢驗”提供實驗原料。

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，課程改革后實驗項目能以實際的工程問題為對象，以課程目標(biāo)為項目設(shè)計的準(zhǔn)繩，有利于培養(yǎng)學(xué)生處理復(fù)雜環(huán)境問題的能力。

2.2.2 實驗教學(xué)方法多樣化

2.2.2.1 加入虛擬仿真教學(xué)作為輔助的教學(xué)手法

由于織造實驗室設(shè)備和場地的限制，工廠車間的生產(chǎn)情況與實驗室有很大差距。為了模擬真實的織造生產(chǎn)車間場景，讓學(xué)生選擇和使用恰當(dāng)?shù)膶I(yè)模擬軟件。在虛擬仿真實驗中，學(xué)生在車間環(huán)境內(nèi)完成各個織造設(shè)備的認(rèn)識，了解織造工序流程，解決一些織造工藝參數(shù)的計算。

2.2.2.2 采用方案多支化教學(xué)

對于綜合性實驗和有測試性的實驗，實施分組化、方案多支化的方式教學(xué)。以實驗一“絡(luò)絲工序及質(zhì)量檢驗”為例，將一個批次的學(xué)生分成4 個小組，每組4 人，各組的絡(luò)絲原料不同，分為50D、100D、150D 和200D 滌綸DTY 低彈絲，然后在同一絡(luò)絲機上統(tǒng)一絡(luò)絲。4 組方案絡(luò)絲后得到的紗筒分別測量其紗筒體積、卷繞密度等物理參數(shù)，然后在紗線強力儀上測量每組紗筒的斷裂強力、斷裂伸長率，在紗線耐磨儀上測量每組紗筒的耐磨次數(shù)，這樣就有了4 組方案得到的紗筒物理性能。最后將實驗數(shù)據(jù)共享，讓每組學(xué)生橫向比較一下因?qū)嶒炘系牟煌瑢?dǎo)致絡(luò)絲后紗筒物理參數(shù)、性能的變化，再深入分析產(chǎn)生這種變化趨勢的機理。通過這樣的方式，加深了學(xué)生對絡(luò)絲工藝的理解與掌握，同時還培養(yǎng)了學(xué)生對復(fù)雜工程問題進行分析、計算的能力。

2.3 教學(xué)評價和課程考核改進

以往教學(xué)評價只是根據(jù)學(xué)生的實驗操作和實驗報告進行評價，不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更不能促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，因此，在工程教育專業(yè)認(rèn)證實施過程中，我們以O(shè)BE 理念對“織造學(xué)實驗”課程教學(xué)評價進行改進，更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，并使教學(xué)成果可量化。

在教學(xué)評價中，設(shè)置了各教學(xué)評價環(huán)節(jié)權(quán)重及其在每個課程目標(biāo)中所占比例，如表4 所示。表4 中實驗成績、平時成績都由各個課程目標(biāo)權(quán)重相加而成，而每個課程目標(biāo)的權(quán)重是由表3 培養(yǎng)方案中各實驗項目對應(yīng)的課程目標(biāo)分配確定的。

表4 課程目標(biāo)達成考核與評價

由表4 可以看出教學(xué)環(huán)節(jié)的平時成績只對應(yīng)課程目標(biāo)1 體現(xiàn)，占總成績40%。平時成績分?jǐn)?shù)的確定由學(xué)生線上學(xué)習(xí)微課的情況統(tǒng)計、課堂交流成績源自課堂問答及討論情況、上課簽到組成。實驗成績對應(yīng)四個課程目標(biāo)，但所占比例不一樣，課程目標(biāo)1 占8.5%，課程目標(biāo)2 占25.5%，課程目標(biāo)3 占13%，課程目標(biāo)4 占13%，累加后占總成績的60%。實驗成績分?jǐn)?shù)的確定是由三部分組成，分別是：安全開展實驗，采集相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的正確性等成績（實驗成績之一）；實驗結(jié)果分析和解釋，綜合得到結(jié)論的合理有效性（實驗成績之二）；團隊協(xié)作（實驗成績之三）。實驗老師在學(xué)生完成一個實驗項目后，給出三個分項實驗成績，相加之后就是該學(xué)生的實驗成績，然后根據(jù)表5 的課程目標(biāo)達成度評價計算公式計算出每個課程目標(biāo)分值。

表5 課程目標(biāo)達成度評價計算公式

通過對教學(xué)評價手段改進，教師更加關(guān)注學(xué)生的實驗過程，量化學(xué)生在每個實驗項目中不同方面的考核情況，使教學(xué)成果可視化，同時促使學(xué)生參與實驗學(xué)習(xí)的每個環(huán)節(jié)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.4 課程目標(biāo)達成度分析及教學(xué)活動的持續(xù)改進

課程目標(biāo)達成度是畢業(yè)要求達成度評價中重要的一環(huán)。本課程設(shè)計的課程目標(biāo)達成度評價計算公式如表5 所示。根據(jù)表中所示方法計算每個分目標(biāo)的達成度，課程目標(biāo)是否達成則根據(jù)課程分目標(biāo)達成度來綜合評判。

式中：D 為表4 中的平時成績得分(40%)，E為實驗成績之一的得分(34%)，F(xiàn) 為實驗成績之二的得分(13%)，G 為實驗成績之三的得分(13%)。

總評成績=D×40%+（E+F+G）×60%

表6 為2019 級紡織工程某班根據(jù)表5 計算的課程目標(biāo)達成度部分結(jié)果，由表6 可以看出該班課程目標(biāo)1 達成度為0.916，課程目標(biāo)2 達成度為0.854，課程目標(biāo)3 達成度為0.930，課程目標(biāo)4達成度為0.861。

表6 課程目標(biāo)達成考核與評價

通過對該班的課程目標(biāo)達成度分析發(fā)現(xiàn)，課程目標(biāo)3 達成度最高，說明學(xué)生能夠進行團隊合作協(xié)作，在實驗中能夠與其他團隊成員有效溝通，合作共事。下一屆的教學(xué)仍可以在這種考核模式下，訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識。課程目標(biāo)2 達成度最低，為0.854，說明一些同學(xué)在織造設(shè)備的操作上熟練度不足，對機織工程問題的觀察、測試及特性分析，并能理解其適用范圍與局限性的能力還不夠，利用織造設(shè)備進行織物設(shè)計開發(fā)的能力也不足。因此在后續(xù)教學(xué)中，課程老師將增加學(xué)生的設(shè)備操作時間，并通過虛擬仿真實驗室、設(shè)備操作視頻等手段來補充學(xué)生實操能力訓(xùn)練的不足。

根據(jù)表6 的課程目標(biāo)達成度評估結(jié)果，結(jié)合對學(xué)生的調(diào)查問卷，提出后續(xù)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、評價手段等方而的改進方案，從而完成一個教學(xué)周期的課程建設(shè)。

3 結(jié)論

本文在工程教育認(rèn)證的背景下，分析了“織造學(xué)實驗”課程之前教學(xué)存在的問題，對課程進行了教學(xué)改革，探討了以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為目的的實驗教學(xué)設(shè)計思路，以期培養(yǎng)具有分析、解決復(fù)雜工程問題能力的合格工科畢業(yè)生。

在紡織工程專業(yè)工程教育認(rèn)證過程中，課程以O(shè)BE 教育理念為準(zhǔn)繩，重新設(shè)立課程目標(biāo)，以課程目標(biāo)為導(dǎo)向設(shè)置實驗項目，引入虛擬仿真實驗室、方案多支化等實驗教學(xué)方法，采用關(guān)注學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)過程，并使教學(xué)成果可量化的考核模式。從而有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生在紡織工程領(lǐng)域中綜合運用專業(yè)知識和技能解決紡織領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和團隊合作的意識，培養(yǎng)具有職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力的高級工程技術(shù)人才，在社會競爭中能夠脫穎而出。