《纺织材料实验》课程中的创新教学

刘宇清 刘正生

1.苏州大学，江苏苏州 215021

2.扬州大学，江苏扬州 225002

《纺织材料实验》课程中的创新教学

刘宇清1刘正生2

1.苏州大学，江苏苏州 215021

2.扬州大学，江苏扬州 225002

创新性工程人才培养是高校教学改革的重点。本文围绕纺织材料创新性实验课程体系的建设，从培养创新意识、提高创新能力和科研教学双丰收角度展开探讨。以吸湿速干实验为案例，从基础实验、综合实验和创新实验层次阐述了新教学体系的特征和重点。

创新性；教学方法；纺织材料

高校工科要在加强科学文化基础知识学习的基础上，以强化工程实践能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和教学内容，着力推动研究性学习方法，加强大学生创新能力训练，加强跨专业、跨学科的复合型人才培养。本文以“卓越工程师教育培养计划”为背景，围绕工程能力这一核心问题，进行创新性实验教学的人才培养模式探究。

1.课程体系创新

《纺织材料实验》教学体系涉及涵盖了纺织工程的上中下游技术，纺织工程大实验平台为学科综合性性实验的开展打下了良好的基础，并为研究型创新型实验内容的发展创造了有利的基础环境。

1.1 培养创新意识

精简传统演示性实验内容，增加研究型、创新性内容。以实验教学体系改革为突破口，确定以创新实验为龙头、核心实验为基础的多层次的新纺织工程实验教学体系。通过前期实践，学生基础实验训练得到巩固和加强。将学科发展融入实验教学环节中，提高教学效果，激发创新意识。实践证明，新体系有利于提高学生在纺织工程实验领域从事科研、生产和贸易的综合能力，提高了学生的工程素质。

1.2 提高创新能力

全方位开放实验室，创建良好的学习氛围。学生积极参加老师科研课题，积极配合学院进行创新人才培养模式的教学，开阔视野，并使学生的分析、思维、判断和解决问题的能力得到了培养和提高，素质及能力得到了增强。以创新性实验的开展、毕业论文的实施、学生自选课题的研究和学生参与教师的科研等形式进行教学。这样既锻炼了学生的科研创造力、开拓了其思维能力，又能通过实践看到自己的不足，确立自己的努力方向，同时也能从实验结果中产生成就感。

1.3 科研教学双丰收

学生积极参与教师科研活动，科研成果及时转化为实验教学内容。通过教师的科研积累争取到各级各类科研项目后，邀请有兴趣的学生参加科研，把大的项目分解成一些较小的项目和指标，让学生独立完成或合作完成。这样既巩固了创新性实验的教学成果，又加大了实验室对学生开放的力度，也培养了学生在科研活动中的团队合作精神。

2.教学案例

消费者在穿衣方面的舒适感觉，取决于面料的液态水分管理能力，需要对市场上的吸湿快干运动服装产品有相对科学的评估。下文以纺织品吸湿速干性能实验教学为例，分别从基础性实验、综合性实验和创新性实验三个层次来阐述。

2.1 基础性实验

吸湿速干的基础实验方法包括吸水率、滴水扩散时间、芯吸高度、蒸发速率和透湿量的单项测量。基础实验方法参考国标《GBT21655.1-2008 纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分:单项组合实验法》进行教学，让学生掌握这五项基本实验测量方法，然而基本方法无法测量面料中水分的动态转移特性，相对于综合性实验也比较繁琐。

2.2 综合性实验

随后的实验教学对液态水分管理测试系统进行介绍。该系统通过单次测试，可精确测试出液体在面料中的整体动态表现、快速准确地分析出面料的液态水分管理功能，并将测试结果形象化、数据化。性能指标包括浸润时间、吸水速率、最大浸润半径、液态水扩散速度、单向传递指数和液态水动态传递综合指数。该方法详细描述参考 《GBT21655.2-2009 纺织品 吸湿速干性的评定第2部分:动态水分传递法》进行教学。实验教学时，特别增加该方法对应的英文研究论文和英文专利的讲解，让学生对该测试方法的创新过程的来龙去脉有一个全面的了解。原理的剖析是新实验方法创新的源头，教学重点在该测试方法原理的详细阐述中。液态水分管理测试仪包含一对上、下同心的液体感应器，电脑动态记录上下感应器的电阻变化[1]。引导学生对该方法原理进行深度分析可知:干态纺织品在常温下是固态高分子材料，电阻很大几乎不导电，而汗水是离子盐溶液，电阻很小导电；当汗水浸润纺织品后，纺织品的表面电阻大大降低。该方法原理主要用于模拟汗水（即盐水）在织物中的动态传递性能测试，适用于运动服装热湿舒适性研究。水分管理测试仪就是根据这一原理测量吸水量。这一方法对于高导电性汗水在低导电性纺织品中传递性能表征有效，但是对于低导电性树脂在低导电性纺织品中传递性能则束手无策。

2.3 创新性实验

对学生进行创新性实验方法培养，启发是否有新的测量原理方法来对纺织品液体传递性能进行表征。近红外光学技术已用来测量医学领域中血氧指数性能，该技术方法原理能用来测试纺织品动态液体传递性能，引导学生进行跨专业和跨领域的测试方法思考。探究近红外光学测试方法原理的核心，发现在某特征波段物质的吸收率显著差异是该原理方法应用的基础。纺织品和浸润液体对近红外光吸收率有明显差异，液体（包括导电性强的水和导电性弱的树脂）相对于纺织品近红外吸收较低，因此当液体动态传递过纺织品时，近红外光学信号就会有变化[2]。近红外方法相对于电导方法不仅适用于导电液体还适用于非导电液体，同时新方法为非接触测量，对于复杂的纺织品表面形态有更大的优势。

创新性实验教学中把学生分为三个不同任务组，第一任务组主要负责咨询与决策任务，即对近红外实验原理进行系统分析，查询相关文献，选择最合适发送与接收的近红外波段，完成实验原理草图设计；第二任务组主要负责计划与准备，即根据相应传感器尺寸，进行测试系统细化CAD图纸设计，并搭建实验平台进行调试；第三任务组主要负责实施，即利用搭建的简易的实验平台，进行多条件下多样品的比对实验，综合分析实验数据，初步建立实验材料数据库。任务完成后由后组对前组成员的工作态度和能力进行相应循环评估，课程老师最后对创新性实验过程中出现的瓶颈和问题进行提示与点评。

3.结语

创新性实验教学的实施，对课程老师提出了全新的要求。具备跨专业、跨领域、擅研究和有较强工程实践素质的师资是关键。创新性实验教学的实施，将为卓越工程人员的培养提供重要保障。

[1]郭朝红,李黎. 纺织品吸湿排汗性能测试方法的研究[J].检验检疫科学,2005,15(4):15～17

[2]肖航,刘智,刘宇清.纺织品动态液体传递测试方法的研究[J].纺织标准与质量,2011,(3):56～59

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.18.072

刘宇清（1978-）男，江苏扬州人， 博士，苏州大学纺织与服装学院讲师， 研究方向为纺织材料与纺织品。