王海楼，臧传锋，张 伟，张 瑜，付译鋆

(南通大学 纺织服装学院，江苏 南通 226019)

一、 纺织学科的特点

纺织既是一门古老的学科，又是一门新兴学科，从传统的衣用服饰延伸到了时下的前沿技术领域，例如航空航天用天线、人造血管、隐身衣、便携式能源装置与电子皮肤等。纺织是将纤维材料依照有序或无序形式构筑成纤维集合体的技术统称，涉及纤维簇、纱线、织物等纤维集合体，主要包括纺、织两类技术，其制成品用途广泛。纺织制成品可以作为常见的服用、装饰用品，也可作为产业用品[1]。纺织产品的产业用领域覆盖航空航天、医用卫生、安全防护、土木工程等多个领域。随着技术的发展及产品更新，纺织制成品的产业用途不断拓展，其产业用占比也不断提升[2]。纺织制成品用途的多样性意味着纺织类专业课程不能仅仅从纺织单一角度进行教学，而需要有机融合相关交叉学科，以更好地适应专业课程教学需求，培养满足行业需求的宽口径创新型复合人才。

为推动工程教育改革创新，教育部正积极推进新工科建设，交叉学科为其内涵建设之一[3]。 “土工合成材料及应用”为我校(南通大学)非织造材料与工程专业的一门专业选修课程，补充专业基础课未涉及的内容，主要内容涉及纺织、材料、土木工程等多个学科。土工合成材料作为一种新型工程材料，在土木工程方面应用较为广泛，而且在较多情况下以非织造材料形式存在。非织造材料属于纺织材料的一种，可直接对散纤维或纤维网进行集合加工获得。本文以“土工合成材料及应用”课程为例，对纺织类专业本科课程的跨学科融合教学进行探讨。

二、 纺织类专业跨学科课程教学存在的问题

“土工合成材料及应用”课程具有多学科交叉的特点，该课程原有的教学体系主要基于纺织课程体系构建，大多针对纺织材料的种类和功能进行讲授，该课程的多学科交叉体现不足。例如对土体种类和相关性质的涉及较少，因而其跨学科教学效果不明显。经深入分析，我校“土工合成材料及应用”课程教学存在以下问题。

1. 交叉学科的基础知识薄弱

我校非织造材料与工程专业本科课程设置包含通识教育课程、综合素质培养课程、学科基础课程和专业教育课程，涉及自然科学、工程科学及学科专业方面的基础理论和基础知识。其中，学科基础课程与专业教育课程涉及较多纺织类专业内容，但总体的课程设置对于交叉学科部分的内容涉及较少，例如“土工合成材料及应用”课程涉及土质学与土力学较少，难以满足宽口径复合型人才培养的需求。

2. 教学环节缺少学科交叉

“土工合成材料及应用”课程原有教学环节延续了纺织学科的教学内容和教学方法。教学内容主要从纺织加工技术角度对土工合成材料的加工方式与产品表现形式进行讲授，对于交叉学科的土体种类、结构、性质以及土工力学理论等必要内容涉及较少。同时教学手段相对单一，以讲授法、图示法为主，缺少创新性，尤其缺少以恰当、有效的方法向学生呈现交叉学科的知识内容。

3. 实践环节跟进不足

“土工合成材料及应用”课程的实践环节形式相对单一，主要以纺织实验为主，而交叉学科的土体性质表征、土体力学测试等实践能力培养相对缺乏。由于实验设施平台缺乏交叉学科的测试设备，导致交叉学科的实验内容难以开展，不利于培养学生分析和解决复杂工程问题的能力。

“土工合成材料及应用”课程跨学科教学存在的问题在纺织类专业其他课程教学中也不同程度地存在，这些因素导致跨学科课程在教学过程中不同学科间的融合效果不明显。高校的人才培养必须响应时代需求，满足社会需要，根据行业的发展及时调整培养方案。在当今的信息化时代，大多数情况下单一问题不再是主要问题，越来越多的复杂问题成为急需解决的主要问题。高校跨学科课程的跨学科教学将有助于培养宽口径创新型复合人才，提高学生解决复杂问题的能力。

三、 解决思路

根据跨学科课程特点，分析课程教学思路，结合存在的问题和教学内容的特点，有针对性地优化教学内容和教学方法。图1为“土工合成材料及应用”课程的跨学科教学分析思路。跨学科课程的教学思路主要从教学内容、教学目标和教学方法三个方面进行设计。

图1 “土工合成材料及应用”课程的跨学科教学分析思路

1. 教学目标

为提升学生的专业素养，拓展学生知识体系，培养宽口径创新型复合人才，跨学科教学将有助于达成预期的教学目标，因此需要提升跨学科教学效果。“土工合成材料及应用”课程教学目标之一是使学生掌握土工合成材料的基本功能、原理与应用。对于原理部分，学生既要掌握纺织材料的加工技术与产品性能特点，又要掌握土体种类与性能特点，进而掌握土工合成材料在土体中的作用原理与作用形式。

2. 教学内容

“土工合成材料及应用”课程教学内容涉及本学科纺织类教学内容和交叉学科土工类教学内容两部分。本学科纺织类教学内容为主体内容，由于学科课程体系设有“纺织材料学”“非织造学”等课程，专业基础课程充分，知识体系比较完备，学生的纺织类基础知识扎实，有助于课程的教学实施；而交叉学科部分属于扩充内容，由于学科课程体系中几乎没有涉及交叉学科土工类专门课程，缺少针对土体性质、土工力学等知识的教学，导致学生土工类知识储备不足，已有的相关知识储备难以支撑交叉学科部分的教学实施。例如“土工合成材料及应用”课程的“加筋作用”章节中关于土体应力状态分析与土工合成材料加筋方式，因学生缺乏对土体性质与土体力学的必要了解，导致该章节的教学效果不太理想。如何补充交叉学科知识以满足基本的教学需求，同时不过多增加学生负担，成为解决问题的一个关键点。

3. 教学方法

教学实施部分主要包含课堂教学和实践教学两部分，两部分均含有本学科内容(主体)和交叉学科内容(扩充)。若以本学科教学方法实施教学，容易忽略交叉学科土工相关教学内容。交叉学科教学方法有助于交叉学科内容的教学实施，但由于不熟悉土工教学内容的一些相关教学方法，因而实际教学中较少采用，从而导致交叉学科的教学不理想。虽然可以通过交叉学科教学方法培训来提高教师教学能力，解决教学问题，但由于跨学科领域较多，导致涉及面较广，不适合统一培训，因此在实际操作中较困难。教学方法融合是一种较好的解决措施，因此本学科与交叉学科的教学方法融合成为一个关键点。

四、 解决方案

从以上分析可以看出，交叉学科知识获取与教学方法融合是影响跨学科教学效果的两个关键点。针对这两个关键点，我们相应地设计了以下两种解决方案。

1. 交叉知识获取的解决方案

交叉知识的获取可以从知识嵌入、专题讲座、课程教学三种方式着手。(1)知识嵌入主要是将交叉学科部分内容融入教学过程，融入位置可以在章节内或者章节间，需要保证内容前后连贯，自然地引出教学内容。比如在“土工合成材料及应用”课程中“加筋作用”章节的起始部分，可以先通过简要介绍土体力学性质，使学生对土体力学性质的优缺点有一定的了解，再由土体性质的缺点引出后续土工合成材料加筋作用的相关内容。这种教学方式设计灵活，但教学内容量较少，适合对涉及交叉学科知识较少的课程内容实施教学。(2)专题讲座主要通过设立交叉学科专题讲座，比如针对土体种类、性质与土体力学基本理论，邀请校内外专家举办讲座进行集中、系统的讲授。专题讲座形式属于一种知识打包与普及，交叉学科部分的知识量相较知识嵌入方式完整丰富，也不会过度增加学生负担，可以适合大部分跨学科教学课程。(3)课程教学主要通过增设一门或多门交叉学科土工类专门课程，例如“土质学与土力学”，可以通过公选课形式进行实施。这种形式教学的知识体系更加完善，但会增加学生的学业负担，只有在特殊情况下才采取。一般情况下，对交叉学科部分的知识要求是基础理论知识，因此通过知识嵌入和专题讲座的方式基本能够满足跨学科教学的要求。

2. 教学方法融合的解决方案

依据教学方法的不同特征，可以分为三类措施。(1)纺织与土工两个不同学科间存在着相同教法和不同教法。相同教法则是采用纺织学科教法教授交叉学科内容，以“旧瓶装新酒”的方式达到无缝衔接的效果，例如通过讲授法和图示法对土体分类及性质等概念性内容实施教学，前提是需要授课教师充分理解土工部分的教学内容。(2)对于不同教法的可融合部分，可采取“移花接木”的方式，将本学科教学方法中可转接部分移嫁到土工类教学方法中，并协调搭配交叉学科内容，目的在于强调交叉学科的必要知识点，而不至于教学方法太突兀。例如基于小试样的实验法借助纺织实验教学平台和小型土工类辅助实验器具，针对土工合成材料与土体的复合作用实施实验教学。(3)对于不同教法的不可融合部分，可以通过探索、设计新的教学方法，以能够适应交叉学科的教学内容，既便于本学科教师实施教学，又利于学生学习理解。例如通过虚拟实验[4]仿真展示土体受

载情况及其在土工合成材料加筋后的受载效果，或者通过虚拟工程来仿真演示不同类别土工合成材料在垃圾填埋场中不同位置的运用效果，让学生直观地了解交叉学科的内容，以满足交叉学科的实践教学要求。

五、 结语

结合人才培养要求和企业需求，我校非织造材料与工程专业课程体系中的专业选修课设立了“土工合成材料及应用”等跨学科课程。通过分析跨学科课程教学过程中出现的问题，提出了跨学科教学的解决思路，并有针对性地设计了解决方案，以提高跨学科课程的教学效果，为培养纺织类宽口径创新型复合人才积累经验并奠定理论基础。