將“新工科”思維融入“紡織材料學”學習的途徑

羅雅煊，張 毅

（天津工業大學 紡織科學與工程學院，天津 300387）

“紡織材料學”是紡織科學與工程類專業的公共專業基礎課，是一個專門化的材料學科。通過該課程的學習，學生要能掌握紡織材料的基本原理及相關知識，包括紡織材料結構與其理化性能之間的內在聯系以及紡織材料性能的檢測與實驗方法，為后續專業課程的學習打下堅實的基礎。

“新工科”建設是主動應對新一輪科技革命與產業變革的戰略行動，是以新技術、新產業、新業態和新模式為特征的新經濟要求，也是國家一系列重大戰略實施的要求、產業轉型升級和新舊動能轉換的要求以及提升國際競爭力和國家硬實力的要求。“新工科”教育已在全國高校形成共識，得到企業界的積極響應和大力支持，引起了國際高等教育行業的廣泛關注。“新工科”不僅是教育改革項目，還是一場持續性的工程教育轉型改革。

因此，在“新工科”背景下，“紡織材料學”作為一門重要的專業基礎課，需要思考如何將“新工科”的思維融入學習之中，以期滿足新時代對紡織專業人才培養的要求。

1 “新工科”建設的內涵

“新工科”這一概念是在2016年提出的，隨即教育部就組織高校進行了深入研討，并提出了“天大行動”與“復旦共識”。“新工科”不僅與人工智能、機器人、大數據等新興專業建設有關，強調的不僅是知識體系的更新，更是工程教育文化和理念的更新[1]。

“新工科”建設以立德樹人為目的，以塑造未來、應對變化為教育理念，以交叉與融合、繼承與創新、協調與共享為主要培養途徑，培養未來復合型、創新型、多元型卓越工程人才[2]。“新工科”建設主要抓5個方面的工作，即抓理念引領、抓結構優化、抓模式創新、抓質量保障、抓分類發展。

紡織工業作為我國傳統的支柱產業和重要的民生產業之一，在新時代被賦予了自動化、智能化、節能化等新要求。因此，未來紡織工業必定是以創新和科技為主導，多學科融合發展。由此可見，建設具有“新工科”特色的紡織工業，是中國紡織產業轉型升級走向智能化、科技化、高端化的必經過程與要求。

2 “紡織材料學”課程現狀

目前，常規的紡織類高校基本采用課堂教學的方式來完成專業課的講授，以教師講、學生聽的形式為主，授課的方式比較單一。

“紡織材料學”是紡織工程專業學生接觸的第一門專業類課程，課程涵蓋的內容十分廣泛，如纖維、紗線、織物的結構與性能，紗線的分類、結構與形態特征、力學性質、可加工性能和品質評定方法，各類物理、化學的測試技術和手段等[3]。在教學過程中，由于課時限制且以教師為主體，授課教師在有限的課堂教學和實驗教學時間內無休止地以填鴨方式，向學生灌輸眾多知識點。即使如此，也不可避免有很多內容并不能充分展開。因此，學生普遍反映課程內容繁復、基礎知識點過多、學習被動，無法及時掌握課堂的知識，在學習時感到枯燥乏味。

這門課程通常采用閉卷形式考核，學生需要背記大量的基礎知識。然而，學生只是知道這些基礎知識的概念和定義，不懂得實際應用，也不知道對今后的專業課程學習有何作用，所以，學生的學習缺乏動力，學習效果較差。

“紡織材料學”是一門涉及多門學科的交叉應用型課程，數學、物理、化學、工程力學、機械等多門基礎學科都在課程中有所體現。同時，涉及的紡織相關實驗較多。學生如果只是單一地理解知識點，不去查閱資料來消化吸收教學內容，就必將埋下學習質量無法保障的隱患。因此，將“新工科”思維融入“紡織材料學”的學習中，由被動學習變為主動學習來提高學習質量十分必要。

3 將新工科思維融入“紡織材料學”的學習方法

3.1 培養批判性思維

批判性思維指的是思維的主動性、獨立性與開闊性。具有批判性思維的人，要擁有懷疑精神和好奇心，敢于提出質疑，勇于質問自己，探索所學知識體系，不斷自我反思并調整，在批評中不斷進步。

在工科教育中，批判性思維能力的培養是較為欠缺的。張青根等[4]研究發現，大學教育對批判性思維能力的增值效應存在顯著的專業差異，從高到低依次為文、醫、理、工，與學校所在層次并無特定關系[5]。據王瑞霞等[6]對國內近30年批判性思維現狀的研究發現，批判性思維研究主要涉及的領域有哲學、教育學、心理學與醫學，在占比相當大的工科高等教育中，學生批判性思維的培養未引起足夠的重視，存在一定的欠缺。

“新工科”思維要求有系統的思維能力。由于學生在學習“紡織材料學”時，知識點是分散的，很難把握前后內容的關系。所以在學習過程中，要注意內容的啟承關聯以及學科之間的交互，培養自身的系統思維方式。例如在學習影響紗線拉伸強度的因素時，對于紗線結構這一影響因素，要結合之前學習到的捻度的相關知識，更好地理解與思考這一知識點。

在培養方案中，設有“微機原理”“機械設計基礎”以及“電工電子技術”等課程，可以在“紡織材料學”的學習中，融入這3門學科的知識。比如一種材料或者產品的檢驗、紡織器械目前存在的問題，都可以結合工科其他學科，用不同的方式方法進行思考，發散思維。例如在學習織物的拉伸、撕破、頂破的概念時，如果能在理論分析層面，將力學中的相關概念落實到具體的分析中，在研究方法上將解析法、圖示法運用到實際的操作中，則能使這一概念更加立體、系統，有助于深入理解，并將“物理學”“機械設計”“工程力學”等多門課程所學的知識有效聯系起來。許多課程和知識都是相通的，尋找相互之間的聯系，有助于形成開闊的視角、系統的思維。

3.2 重視實踐體驗

實踐體驗就是要強化學生對教學的參與程度和對學習內容的把握程度，有利于知識經驗的轉化。光有理論知識還遠遠不夠，“新工科”思維要求有動手實踐能力。雖然已設有“紡織材料學”實驗課，但還是遠遠不夠。有機會的話可以試著早點進入實驗室，接觸到紡織材料和紡織機械，這樣學生對老師上課的講解會理解得更加深刻，自己動手并思考后的記憶才是最牢固的。例如在學習幾種纖維的形態時，當學生在實驗室的顯微鏡下看到了各種纖維的形態時，會大大加深對知識點的印象。

“新工科”思維的特點就是要有應對突發情況的能力，用自己現有的知識解決從未遇過的問題。在實際操作的過程中，可能會碰到很多書上沒有講到的問題，在思考如何解決問題，并動手將想法變為現實時，一方面可以更好地掌握知識點，另一方面可以很好地提升自己解決問題的能力。

3.3 主動學習，增強師生互動

在信息化時代，各領域發展極其迅速，要主動將知識融會貫通，自主地完成“紡織材料學”的學習任務。常言道：真正善于學習的關鍵，可能在于課堂之外。既然是主動學習，就不應該是模式化的，網絡、仿真系統、未來的智能系統都是主動學習的極好途徑，而且很多碎片知識也可作為正式學習的很好補充。

老師對“紡織材料學”的知識理解較為深刻，課上和課下要多與老師進行互動。在此過程中，學生必將開拓視野，對知識點有更深刻的印象以及更多的理解。主動學習以及與老師積極溝通互動，會使學生的思維變得更加獨立、更加開闊。敢于提出質疑，探究所學知識體系，學生的批判思維能力也將得到進一步提高，也符合“新工科”對人才培養的要求。

3.4 想象學習

想象學習，一方面是指通過想象，加深對所學內容的理解；另一方面則是指通過想象進行創造性的學習。例如在“紡織材料學”的學習中，學生可以通過想象纖維的結構形態、紗線的加捻方式和纖維的成形過程等，加深對紡織材料內容的理解。同時，想象也能擴大自己的思考面，培養自己的創造性思維。此外，如能將實踐與想象學習相結合，多次加深對知識的印象，可極大地加強對知識點的把握。

（1）樹立批判性思維、注重實踐體驗，通過主動學習，并運用想象學習，可改善目前普遍以教師講、學生聽為主的單一授課方式。（2）可有效減弱學生對“紡織材料學”課程感到內容繁復、基礎知識點過多、學習枯燥的感受。（3）可改變學生對“紡織材料學”結構性的觀察、測試的原理性和思考不深入，缺少實踐應用的現狀。（4）可提高學生的創造性，加深對知識的理解程度，提高學習的主觀能動性，提高“紡織材料學”這門課程的學習質量，滿足“新工科”對紡織專業的人才培養要求。

4 結語

通過將“新工科”思維與“紡織材料學”的學習相結合，改變傳統的學習模式，發揮自主學習的能動性，可提高學習的效率，提升課程的教學效果與學生的自主學習能力，可將學生培養成多變化、多元化、創新型的卓越工程人才。