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面向“新工科”的轻化工程(染整)专业实践教学改革探索

2020-02-25鹏,陈磊,肖

纺织服装教育 2020年2期
关键词:染整新工科工科

王 鹏,陈 磊,肖 航

(西南大学 纺织服装学院,重庆 400715)

一、 “新工科”背景下轻化工程(染整)专业实践教学改革的意义

近年来,我国出台并实施的“创新驱动发展”“中国制造 2025”“互联网+”“人工智能2.0”等重大战略,极大地促进了新一代工业革命的到来[1]。为主动应对新一轮的科技革命与产业变革,基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势及立德树人新要求,教育部积极推进“新工科”建设,先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”,标志着我国高等工程教育改革进入新的阶段[2]。“新工科”的内涵为以立德树人为引领,以需求为导向,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越科技人才[3]。“新工科”的建设和发展,不仅需要树立创新性、综合化、全周期的工程教育新理念,而且需要构建新兴工科与传统工科相结合的学科专业新结构,使其体现工程教育的新要求[4]。“新工科”建设给高等院校人才培养提出了新的挑战,对学生的工程实践能力和创新意识等综合素质提出了更高的要求[5]。

纺织工业作为我国的传统支柱产业和重要民生产业,新时代又被赋予了“创造国际化新优势、科技和时尚融合、衣着消费与产业用并举”的新特征[6]。在当前的新科技革命、新产业革命和新经济背景下,纺织工业面临着产业升级和结构调整的巨大挑战,亟需具有较强实践能力和创新能力的高素质人才。为促进纺织工业转型升级,创造竞争新优势,《纺织工业发展规划(2016—2020年)》要求完善以纺织服装高等院校为主,实用技能型、创新型、复合型等多层次人才培养的纺织人才培育体系,依托行业重大科研及工程项目,重点培养战略型人才和创新创业型领军人才[7]。轻化工程(染整)专业是推动纺织工业创新发展和转型升级的主干专业,旨在培养面向现代纺织染整产业、从事纺织品印染相关领域的工艺创新、产品研发、技术管理、质量检测与控制和产品贸易等工作的复合型高级人才。在我国的高等工程教育中,实践教学是培养学生实践能力、工程能力和创新意识等综合素质的重要环节。因此,深化轻化工程(染整)专业实践教学改革,以适应“新工科”建设的要求,对培养具有较强工程实践能力和创新意识的“新工科”纺织人才具有重要意义。

二、 我校轻化工程(染整)专业实践教学现状

我校(西南大学)轻化工程(染整)专业是根据国家、地区经济建设的需要,在保持纺织服装学院行业特点和传统优势的基础上,依托纺织工程和服装设计与工程学科体系,于2010年开始招生的新设专业[8]。作为西南地区唯一从事轻化工程 (染整) 专业教学和科研的单位,目前学校已培养了大批高素质轻化工程专业人才,推动了轻化行业知识创新、科技创新成果的产业化。轻化工程(染整)专业属于操作性、实践性和创造性很强的应用型专业,因此以培养学生实践和创新能力为目的的实践教学成为该专业教学工作的重要组成部分。经过近几年的探索与实践,目前我校轻化工程(染整)专业人才培养体系已日趋成熟,但在实践教学过程中仍然存在一些不足。

1. 实践教学内容安排缺乏工程背景

我校轻化工程(染整)专业开设较晚,由于受传统观念影响,实践教学内容的安排大多为理论教学服务,存在重视理论教学、弱化实践教学的问题。实践教学内容以专业课程实验为主,缺乏综合性、设计性和创新性的内容。专业课程实验主要涉及纺织品前处理(如漂白)、染色(如活性染料染色)、印花(如颜料印花)和后整理(如阻燃整理)等各种工艺实验。这些实验多为内容、方法和结果已知的验证性实验,以培养学生的基本技能为主,并不能有效培养学生的实践能力和创新意识,以满足“新工科”建设对工科人才的要求。此外,安排的实践教学内容过于陈旧,知识点以基础知识和理论为主,没有体现纺织印染产业的新成果和新技术,不利于学生自觉形成创新意识。

2. 实践教学方法不适应“新工科”建设要求

当前,我校轻化工程(染整)专业的实验教学方法较为传统,指导教师对实验进行示范和讲解后,学生按部就班地进行实验操作,缺乏独立思考、自主设计、分析和解决问题的环节,这种灌输式教学方法很难培养学生综合运用知识及综合创新的基本能力。在企业实习环节,企业出于安全生产考虑,很难让学生实际动手操作,加之指导教师缺乏企业工作背景,很难将理论知识与企业实际生产紧密联系起来,此种走马观花式的观摩学习很难培养学生的工程实践能力。在创新实践环节,考虑到安全因素和科研的时效性,指导教师大多自行对创新实验的核心和难点进行研究,仅安排学生进行简单、易操作的工艺优化实验,此种避难就易的教学方式难以培养学生的创新能力。

3. 优质校外实践教学基地资源匮乏

当前,我国的纺织印染企业主要分布在浙江、江苏、福建、广东、山东等沿海地区,西部地区的纺织印染企业普遍存在规模小、数量少和加工产品单一等不足。尤其是近年来,纺织印染产业加快推进结构调整和转型升级,部分纺织印染企业面临巨大的生存挑战,有的厂房直接搬迁,有的经营难以为继,有的进行转型生产,导致部分长期与我校合作的实习基地很难承担实践教学任务。此外,由于实习时间有限和实习经费不足,我校轻化工程(染整)专业学生的实习基地主要集中在川渝地区,如重庆市三五三三印染服装总厂有限公司和四川省遂宁新绿洲印染有限公司,安排学生去沿海优质纺织印染企业实习比较困难。

4. 指导教师普遍缺乏工程实践教学经验

我校轻化工程(染整)专业的教师大多拥有博士学位,一部分还具有海外访学经历。他们具备较为深厚的专业知识和突出的科研业务能力,能够满足理论教学的要求。然而绝大多数教师是一毕业就直接来校工作,没有在纺织印染企业生产工作的背景,缺乏工程实践经验,无法胜任实践教学工作。此外,学校对教师的考核过多地关注课堂教学质量和科研成果数量,很少涉及指导实践教学的质量。在这样的背景下,教师的精力更多地放在发表高影响因子论文和申报高层次科研项目上,缺少指导学生实践的积极性和提升自身工程实践能力的原动力。

三、 我校轻化工程(染整)专业实践教学改革探索

实践教学作为提升学生创新能力的关键环节,是“新工科”建设背景下教学改革的重中之重[5]。针对我校轻化工程(染整)专业实践教学存在的问题,通过对实践教学体系、教学内容、教学方法、保障体系等方面进行改革探索,以满足“新工科”建设对轻化工程(染整)专业学生工程实践和创新能力培养的要求。

1. 完善实践教学体系

依据学科专业特色,构建“基础型、专业型、实训型、创新型”分层递进的实践教学体系。(1)基础实践教学体系以基础实验(如有机化学实验)为主要内容,侧重基础知识的学习与应用,以培养学生的基础技能为目的。(2)专业实践教学体系以专业课程实验(如纺织品染色实验)和专业综合性实验(如天然染料提取及染色实验)为主要内容,侧重专业知识的应用,旨在培养学生扎实的专业实践能力和对专业知识的整合能力。(3)实训实践教学体系以企业实习和毕业实习为主,侧重于使学生获得真实的工程操作经验,旨在培养学生理论指导实践的工程能力。(4)创新实践教学体系以创新科学研究、全国大学生绿色染整创新大赛、大学生创新创业训练计划、产学研项目等创新实践为主,侧重于知识的创造,旨在培养学生的工程实践能力和创新创业能力。例如,在轻化工程(染整)专业实践教学体系中设置“轻化工程创新研究”课程,要求学生选择专业领域的新颖性实验课题,设计实验方案,开展科学实验,分析实验结果以及撰写实验总结报告,提升学生独立分析问题及解决问题、综合设计和创新实践的能力。

2. 优化实践教学内容

优化轻化工程(染整)专业实践教学内容,以满足“新工科”建设和发展的要求,提升学生的知识整合和实践创新能力。增设综合设计性实验和研究创新性实验,如涤纶织物染色阻燃同浴加工、棉织物无甲醛耐久阻燃整理研究,充分发挥学生的主观能动性,培养学生的创新能力、独立分析和解决问题的能力。利用“互联网+”和慕课等网络实践教学资源,结合本专业国内外知名学者的学术专题讲座,构建多元化的实践教学内容。实践教学内容融入工程伦理、工程素养、人文素养教育,增强学生的工程伦理意识,培养学生的工程和人文素养。结合企业生产实例和网络视频讲授纺织品的前处理、染色、印花和后整理等加工过程,让学生将所学理论知识与企业工程实践有机结合起来。以行业技术发展为导向,优化实践教学内容,在教学中引入轻化工程(染整)专业新成果和新技术,如高效短流程练漂工艺、低给液染色及微胶囊染色技术、数码印花低成本墨水技术、绿色助剂及功能整理技术,引导学生自觉形成创新意识。

3. 改革实践教学方法

实践教学方法改革是推动实践教学改革和人才培养模式改革的关键。建立“以学生为主体、以教师为引导、以项目为载体”的实践教学模式,以项目为载体,教师将教学内容巧妙地融入到项目中,师生间的教与学都紧密围绕项目展开。在实践教学过程中,学生在教师的指导和引导下,结合自主实践完成项目的调研、立项、实施、评估和成果展示等环节,提升其自主学习、独立分析问题及解决问题的能力。以印染企业目标产品实际生产过程中出现的问题为出发点进行案例教学,比如聘请优质印染企业染色车间主任来校,针对染色织物出现染色不匀这一案例,结合实物讲解何为染色不匀、出现此问题的原因、解决此问题的可行办法,在给学生传授基础理论知识的同时,提升学生发现问题和解决问题的能力。探索高校教师面授和印染企业高工网络授课的实践教学组织形式。其中,高校教师主要讲授教学重点、难点、疑点,引导学生把握行业发展动态和全球前沿技术;印染企业高工可针对企业实际生产和工程管理的关键技术瓶颈问题,结合他们的知识和专业经验,拓展学生的知识面。

4. 健全实践教学保障体系

完善的实践教学基地、优秀的师资队伍和科学的考评体制,是培养和提升学生创新意识和工程实践能力的必要条件。加强校内外实践教学基地建设,建立满足“新工科”建设要求的校内实践教学平台,包括基础实验中心、专业实验室、创新创业训练中心等,充分发挥学校技术优势和印染企业资源优势,协同共建校外实习实训基地。加强实践教学队伍建设,打造高素质“双师型”教师队伍。支持青年教师通过出国访学、参加国内外学术会议等形式拓展自己的知识面;鼓励专业实践指导教师通过产学研合作、担任科技副总、参与企业委托项目等方式,切实提升自身的工程实践能力;聘请实践能力强、生产经验丰富的优秀企业工程师参与本专业课内或课外的实践教学环节。加强实践教学考评机制建设,建立过程化、多元化的实践教学考核体系,形成以学生、教师、企业技术人员共同参与的评价机制,对学生的平时表现、实践过程、个人贡献、团队协作能力和实践创新能力进行综合考评。

四、 结语

实践教学是高校教学过程的重要组成部分,是培养学生工程实践能力和创新意识的主要途径。“新工科”的提出为高等工程教育的改革提供了全新视角,在“新工科”建设背景下,轻化工程(染整)专业实践教学也需要与时俱进地进行改革。通过分析我校轻化工程(染整)专业实践教学存在的问题,聚焦“新工科”建设和发展要求,提出通过完善实践教学体系、优化实践教学内容、改革实践教学方法和健全实践教学保障体系等方面对实践教学进行改革探索,以培养具有较强工程实践能力和创新意识的“新工科”纺织印染专业人才,同时也为相关专业的实践教学改革提供参考。

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