黄 娟，陈志军，邹汉涛，刘延波，张如全

（武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430200）

工程教育专业认证是实现工程教育国际互认的重要基础，是保障国际通行的工程教育质量的重要途径。工程教育专业认证可以促进高校教学改革，加强学生的动手操作能力和工程应用能力，为企业和社会培养实践能力和创新意识强的工程人才[1-4]。

实验教学是培养本科人才必不可少的组成因素。如何开展实验教学，使所培养的学生满足企业和社会的需求，是工程教育专业认证形势下高等院校面临的一项艰巨而紧迫的任务。根据课程目标和专业毕业要求指标的对应关系，认真研究实验教学内容，深入思考实验教学的改革和发展，使人才培养更好地与企业和社会需求紧密联系，并进一步将成果引入教育，是工程教育专业认证背景下人才培养模式探索的热点[5-7]。

1 课程现状

“非织造学”实验课程属于非织造材料与工程专业的必修核心课，实验总课时32学时，共12个独立实验，分两学期完成，每学期16学时，6个独立实验。第一学期涉及的内容主要围绕针刺非织造布的制备和所使用到的设备等展开，包括开松机的结构与工艺、给棉机和梳理机的结构与工艺、梳理机上机实验、铺网机的结构与铺网工艺和针刺机的结构与工艺、针刺工艺与产品性能。第二学期涉及的内容主要围绕聚合物直接成网法和热学加固等展开，包括超声波对非织布的缝合加工实验、纺丝成网（纺粘法）非织造布的生产实验、静电纺丝设备及工艺实验、熔喷法生产非织造布实验、非织造布的热轧加固实验和SMS非织造布的加工实验。

课程所涉及的实验并没有涵盖“非织造学”理论课程中关于非织造布生产的所有工艺，且实验设备有限，对学生的操作水平有一定的要求。学生学习主要由课前指导书的预习、教师理论部分的讲解、实验操作的介绍与演示、实验样品的观察、实验报告的提交等构成。但在整个实验过程中，学生的参与度不高、安全意识不强，只有少数学生在教师的指导下，简单地操作了设备按钮，多数同学的参与度与集中度不高。由于所涉及的教学内容比较简单，学生只需要观察如何制备样品，并且教学效果只依据学生的实验报告成绩来评价，因此考核标准具有片面性。

2 存在的问题

2.1 学生专业理论知识储备不足

“非织造学”实验课程与理论课程是互动、互补和互融的。通过实验教学和实际操作，将理论联系实际，使学生在实践活动中可以直观地了解课堂教学内容，完成从感性认识到理性认识的过程，使学生进一步掌握课程所学的理论知识，并培养学生的实际动手能力。随着理论课的调整和课程体系的改革，“非织造学”课程的课时远远不够细致深入地呈现每章节的知识，使理论教学缺乏深度和广度，导致学生对知识的接受和理解产生一定的影响。

2.2 实验内容简单及教学模式枯燥

传统的实验教学内容主要以理论讲授、实验设备操作演示、实验样品制备及观察为主。在设备正常运转的情况下，实验结果都是预设好的，学生在实验过程中无法主动思考，限制了学生科研能力和创新能力的提高。实验教学大都应用到大型设备或者构造复杂的实验用小样机，通常由教师一人操作，或者每一个按钮由单个学生对应负责操作，多数学生仅站在一旁观摩。这种简单的教学内容设计和枯燥的教学模式，无法给学生提供充足的机会去自主操作、思考、讨论和创新。

2.3 实验过程安全意识薄弱

在实验过程中，由于实际动手操作的机会和主动思考的机会较少，很多学生会出现注意力不集中或不专心等情况，时间一长，这类学生就会倚靠在设备上或操作台上，一不小心就容易触碰到设备上的零件或操作台上的按钮，导致机器异响、实验样品出现差异或停机等故障，严重的话会使学生的人身安全受到伤害，因此，以上隐患亟待解决。

2.4 课程评价体系单一

由于设备数量少、操作水平要求高等，教师需要花费更多的精力在设备操作和样品制备等环节，学生则全程被动地观察。一方面，教师没有其他精力对学生在实验过程中的表现进行合理的评价；另一方面，学生也无法真正从实验教学中学到应有的知识。同时，单一的实验教学内容使得学生的实验报告没有太大区别，导致针对实验报告成绩的评价体系不仅具有片面性，还具有雷同性。

3 课程的体验式教学改革思路

基于工程教育专业认证中成果导向教育的理念，结合“非织造学”实验课程的特点，努力做好实验教学的改革，培养符合企业和社会的工程人才。本课题从实验教学内容、教学模式，安全意识、评价体系等方面提出以下改革思路。

3.1 合理安排实验教学内容

“非织造学”实验前16个学时的教学内容有部分（比如开松机的结构与工艺、给棉机和梳理机的结构与工艺）是学生在其他课程（比如“纺纱学”的课内实验）中学习过的，具有一定的重复性，这些内容不需要花过多的学时学习，因此，多出来的学时可以根据学院设备情况安排其他实验（比如气流成网工艺）。“非织造学”实验后16个学时的教学内容可以以SMS产品（比如口罩）的制备为例，将独立实验的顺序调整为：纺丝成网（纺粘法）非织造布的生产实验（S层）、熔喷法生产非织造布实验（M层）、静电纺丝设备及工艺实验（M层替代层）、非织造布的热轧加固实验（SMS表面粘合复合）、SMS非织造布的加工实验（SMS点粘合复合）、超声波对非织布的缝合加工实验（SMS边缘复合）。多变的实验内容和具有一定产品设计体系的内容更容易引起学生的兴趣。

3.2 设计对比实验及锻炼团队协作能力

由于实验课的课时有限，无法让每个学生在实验过程中都能自己动手制备自己想设计的非织造产品。因此，采用对比实验，将全班同学分为5个小组，全班同学一起讨论设置一个重要的工艺参数为实验变量，每组同学共同操作设备完成非织造布的制备，然后对其进行性能测试，完成实验数据的收集、处理和分析。通过每组同学的共同努力，将所有组的数据汇总，得出工艺参数与产品性能之间的关系，验证“非织造学”理论课程的内容。如果某组数据不符合预期结果，需要对其进行分析，以培养学生思考和解决问题的能力。

这种对比实验的设计，不仅可以让所有学生在有限的时间内参与到实验中，锻炼其团队协作能力、动手操作能力、数据处理与分析能力、解决问题的能力以及创新能力，还可以更加深入地理解和巩固理论知识。

3.3 培养关注安全的责任心

“非织造学”实验课程涉及的很多实验内容都需要在高速或高温运转的设备上完成（如针刺、纺粘、熔喷、超声波热粘合、热轧等实验），且实验过程中可能会释放挥发性有机物（如静电纺丝实验），或有由短纤维形成的飞絮飘散在空气中（如熔喷实验）。因此，如何保护人身安全、仪器安全和环境安全，应该是实验开始之初必须要最先强调的内容。

在实验过程中，应该要求同学戴上实验帽，防止头发搅入高速旋转的设备中，同时要求学生戴上口罩，防止挥发性物质和纤维短绒飞絮对身体造成伤害。此外，还需要求学生戴上绝缘手套，并提醒其不要触碰高温的机件，防止学生出现皮肤烧伤的情况。除此之外，学生应该遵照正常的操作程序来运行设备，以防出现设备异常或停机。在实验过程中，千万不能倚靠在设备上，避免造成人身伤害和设备损坏。对于实验过程中所使用到的挥发性有机物或产生的短绒飞絮，应该使用适当的通风系统来净化实验室空气，并将其处理后再排入环境中。

3.4 建立以实验过程为主的考核评价体系

构建以“对比实验、团队合作、实验数据处理与分析”等为主要环节的“非织造学”实验创新考核评价体系。新的评价体系应采用过程评价和实验结果相结合的方式，提高过程评价在最终考试成绩中的比例。

过程考核主要包含每组学生对于实验方案的讨论积极性、实验设备的操作能力、实验完成过程中的团队合作能力和表现以及实验结果的可靠性等方面。实验结果主要包含产品实物和实验报告两部分。非织造布实物的评价主要考察其是否达到预期产品的效果，实验报告的评价主要考察书写规范性、数据处理的能力、数据分析的正确性、工艺参数对产品性能影响趋势的合理性等内容。

新的考核评价系统将着重体现“非织造学”实验课对学生综合素质的培养，以适应工程教育认证背景下的人才培养模式。

4 结语

实验教学在工程教育专业认证背景下的本科人才培养模式中担任重要的角色，对学生的动手操作能力、团队合作能力、解决实际问题的能力、科研能力、创新能力等的培养担负着重要的使命。“非织造学”实验课程在其中起到了重要的作用，但是仍然存在很多问题，需要持续改进课程教学内容和教学模式，优化考核评价体系，大胆地改革和创新，并付诸实践，以满足工程教育专业认证背景下本科人才培养的要求。