“机织工程”课程学习方法与提升知识积累效率的探索.pdf

“机织工程”课程学习方法与提升知识积累效率的探索肖学良,娄静娴,潘如如,刘基宏(江南大学 纺织科学与工程学院,江苏 无锡2 1 4 1 2 2)摘 要:“机织工程”是纺织工程专业本科生核心课程,承接“纺织材料学”和“纺纱工程”等专业课程,知识点繁多、复杂、抽象。学生在学习过程中注意力分散、效率低下。为了有效地提高学生的学习效率,提出9种学习方法,以帮助学生高效地积累课堂专业知识,提升专业能力,为培养纺织行业高端人才奠定基础。关键词:机织工程;学习方法;知识积累;效率提升中图分类号:G6 4 2.0 文献标志码:A文章编号:1 6 7 3-0 3 5 6(2 0 2 3)0 7-0 0 6 1-0 4收稿日期:2 0 2 3-0 1-1 7基金项目:“纺织之光”2 0 2 1年中国纺织工业联合会高等教育教学改革研究项目(2 1 8);江南大学2 0 2 1年本科教育教学改革研究重点项目(J G 2 0 2 1 1 2 0)第一作者:肖学良(1 9 8 4),男,副教授,研究方向为纤维成纱及交织工艺,E-m a i l:x i a o_x u e l i a n g 1 6 3.c o m。1 机织工程课程特点“机织工程”是我校(江南大学)纺织工程专业本科生的一门专业核心课程和学位课程,也是纺织工程专业“教育部卓越工程师培养计划纺织工程系列”的必修课程。该课程着重培养和造就一批“面向行业、面向世界、面向未来”,且创新能力强,能很好地适应社会快速发展的纺织工程技术人才。“机织工程”紧扣纺织专业卓越工程师的培养目标,承接“纺织材料学”“纺纱工程”等课程,是纺织工程专业教学体系的重要环节。课程要求学生掌握机织生产的主要工艺流程,熟悉各工序的主要设备或装置的结构及其工作原理,掌握织物质量控制的原则和依据,了解机织新技术与发展方向等。由于机织面料生产工艺流程长,设备及装置多,课程原理涵盖数学、机械、化学等多个学科,复杂且抽象,且机织面料工艺设计与开发需要较强的创新力与灵活性,需具备如“纺织材料学”等关联知识,这些因素都使课程内容不易理解与记忆,学生易产生枯燥心理与抵触情绪、学习效率低下。2 学习方法与效率提升为了提高学生学习“机织工程”的效率,从知识积累与能力提升这两个方面提出几种提高学生学习效率的方法。知识积累包括制定学习目标、合理运用图表、课后复习、MOO C s+翻转课堂、讨论式教学、结合理论知识开展实验课程这6种学习方法。能力提升包括多学科交叉学习、研读文献拓展知识、跟随导师进行课题研究这3种学习方法。知识积累以提高学生学习效率为目标,适用于所有纺织专业同学;能力提升以提高学生综合素养为目标,适用于学有余力,想进一步提升的同学。2.1 知识积累2.1.1 制定学习目标学习目标是一门课程的基本结构框架,其重要性相当于建筑的地基。建立合理且明确的学习目标,是一切学习活动的前提条件。在每个课程单元的开始,教师都会提出本单元的“教学目标”,但这里的“教学目标”一般是以教师为主视角,根据教师自己的经验而提出的目标,这对于学生而言通常不能准确地理解,导致学生对本课程的学习缺乏条理性;学生若要进行自主高效的学习,则需要以自身为主视角,将教师提出的“教学目标”内化成适合自己的“学习目标”,即知道“我要学到什么”“我要重点理解什么”,从而达到高效学习的效果1。例如,对于“使学生能运用基本原理,分析机器选型、流程设计、关键机构、工艺参数等影响因素,提出解决方案并证实方案的合理性”这一教学目标,学生可以将其转译为“对于府绸、斜纹等不同机织物,以及不同原料、粗细的纱线,我需要掌握不同的环境下,各种产品的工艺流程、工艺设备、工艺参数等如何选择?同一产品的不同选择又会造成什么样的影响?”,从学生自身的角度列出学习目标,是提高学生学习效率的第一步。同时,不同学生有着不同的思维习惯,因此学习目标因人而异,应按照自己习惯的方式进行制定。16 2 0 2 3年第7期 教学研究 2.1.2 合理运用图表在本课程的课堂中易产生课程内容过多、教学速度过快、学生难以理解等问题,如何使学生高效率地理解所学知识成为教学中亟待解决的问题。学生在课程学习过程中,可以运用思维导图、概念图等常用的知识可视化工具来辅助知识的梳理与记忆。其中,思维导图是以神经心理学为依据,认为思维存在于神经元之间的连接,因此应着重运用节点、分枝、颜色、图标等,达到激发和整理思路的目的;概念图则以认知心理学为依据,强调知识间的连接,因此着重运用概念、关系、连接词、层次等,达到表征知识的目的2。在“机织工程”课程学习过程中,学生可以以思维导图为主,概念图、表格等为辅,进行横纵相结合的理解记忆。思维导图用于以单元和整个课程为整体,进行纵向思维梳理,形成知识大框架;概念图用于针对某一复杂知识点的理解;表格用于同一知识点在不同情况下的横向对比。这样可以使知识脉络更加清晰,记忆时更加高效、有层次、有条理,相较于繁琐的普通文字记忆,图表记忆对知识的理解更加深刻、高效。例如,机织工程大体分为络筒、整经、浆纱、开口、引纬、打纬、卷取送经这七大工艺流程。首先,学生可以以每一工艺流程为一个整体作思维导图,引出工艺目的、工艺要求、工艺设备、工艺参数等各个知识点。在整理思维导图的过程中,学生可能会遇到难以理解记忆的知识点,此时,学生则可以运用概念图;例如学生在学习“府绸后织过程中,不同后梁高度对织造的影响”这一复杂知识点时,运用概念图可以更加清晰地进行理解记忆(图1)。后梁包围角大,经纱张力大过高后梁高度过低上下经纱张力差异大，上层过松下层过紧上下层经纱张力差异小，经纱不易横向移动开口不清织物强度布面不丰富断头图1“后梁高度”知识点积累概念图在课程教学结束后的复习过程中,学生可以以整本书为整体,整理出本课程的所有重难点学习内容,并运用表格对某一知识点在不同情况下的差异进行横向对比记忆;例如在复习每章工艺目的这一知识点时,学生运用表格对每一工艺流程的工艺目的进行集中汇总,可以更直观地发现每章工艺目的的异同点,使所学知识更加清晰并形成体系。2.1.3 坚持课后复习“机织工程”的课程内容是成体系的,每一工艺流程中都包括固定的几个知识点,如工艺目的、工艺要求、工艺设备、工艺参数等,这些知识点又细分出很多小知识点,内容多且复杂,此外也存在着很多零碎独立的知识点,导致学生在短期记忆大量且零碎的知识点后无法达到持久的记忆效果。因此,学生需要将学习记忆分布在日常生活中,及时进行课后复习,避免只在考试前期进行短期背诵,达到长久而有效的记忆效果,即使课程结束后也会对本课程有着持续记忆,做到对“机织工程”的真正掌握。此外,学生可以根据德国著名心理学家艾宾浩斯研究发现的“艾宾浩斯遗忘曲线”来构建完整的知识体系,在第1、2、4、7、1 5天这些遗忘临界点对所学知识进行复习,从而更好地掌握课程知识构架,并且更加高效地记忆抽象的知识3。2.1.4 M O O C s+翻转课堂基础教育课程改革以来,越来越多地提倡学生自主合作“探究性学习”,尽量减少过去的“接受性学习”。近十几年间,翻转课堂这一理念被越来越多的学校采纳,成为教育领域的热点话题。不同于“课上讲授+课下内化”的传统教学,翻转课堂采用“课下讲授+课上内化”的方式,以信息化教学为基础,学生在课前完成慕课视频的观看,在课上进行作业答疑、小组讨论等知识内化过程4。这里的慕课视频不同于传统教学的一节课4 5分钟教学,而是采用1 5分钟左右的微课,以集中学生的注意力,分解知识重难点,有利于学生的高效学习5。随着“MOO C s”的发展,翻转课堂吸纳网络在线课程的优势,使学生可以按照自己适合的学习方式在课外进行自主学习,观看微课也比课上讲授的效果更加高质高效,同时可以通过课堂交流和网络社区互动来促进学生与学生、学生与教师之间的深入探索交流,促进学生的主动式学习,教学质量有很大的提升。例如“府绸的织造成形”的教学,教师使用录屏软件对“P P T+语音讲解”进行1 5分钟左右的视频录制,并提前发布在网络平台上,学生在课前观看教师提供的相关微课后,在网络社区或课上与教师和同学从七大工艺流程来整理府绸织造时的工艺条件,分析府绸与其他织物所用工艺设备、工艺参数等的异同,再通过26纺织科技进展 2 0 2 3年第7期 查阅相关资料来了解府绸织造的新进展、新技术,最终实现全面高效地掌握所学知识。2.1.5 研讨式教学讨论式教学是在教师的提示引导下,学生进行主动地思考,并在学生与学生、学生与教师之间进行探讨交流,从而高效地掌握所学知识点。相比于传统的讲授式教学,讨论式教学则以学生为主体6,使学生在高效理解所学知识点的同时,锻炼学生分析与解决问题的能力、知识运用的灵活性、批判性思维、文献检索与理解能力、文案撰写能力、倾听和理解能力等,提升学生的综合素质;并且,讨论式教学以学生的独立思考为基础,激发学生的探索欲,提高学生的创新思维7。例如,在进行府绸织造的相关教学时,教师先对这一主题进行启发与引导,从“什么是府绸?”“府绸有什么特点?”开始,逐步深入到“府绸织造时的工艺参数如何设置?”“某工艺参数不同时对织造有何影响?”等,设置一系列问题来引导学生由浅入深地理解知识点,从而提高学生学习效率;在探讨完这一主题的基础知识后,教师进行开放式教学,围绕府绸织造这一主题,不局限于课本知识,组织学生积极发散思维,从不同角度进行讨论,了解府绸织造的新技术、新进展,做到多方面学习并与时代接轨。2.1.6 结合理论知识开展实验课程“机织工程”这一课程的主要内容是工艺设置,因此只进行理论知识学习是不够的,学生需要在掌握所学理论知识的基础上,将其灵活地运用到实践中。在实践中验证理论知识,发现问题,并用理论知识进行解释和调整,可以更高效地理解所学知识,将其内化成自己的专业能力。江南大学的纺织科学与工程学院开展了实验课程和工厂实习。将实验课程穿插在日常教学过程中,学生在学习完理论知识后,可以及时通过实践来更好地理解所学知识。例如,在学习分条整经课程时,从整经架不同位置引出的纱线张力不同,学生使用张力测试仪对不同位置的纱线张力进行测试,并对实验数据进行曲线拟合处理,比较同层不同排和同排不同层的纱线张力区别,从而更深入地理解整经的理论知识;又例如对于“自由纱段”“退绕点”这种学生不易理解的定义与概念,只通过P P T和教师讲解是不够的,在实验课程中学生可以近距离观察络筒机上管纱的实际工作情况,从而更直观地理解此类概念。课程结束后,学生走入机织工厂,切身了解一线员工的工作情况,实地了解企业生产流程、管理模式、各流程工艺设备结构与参数设置等,初步掌握生产安全知识与生产加工技能8,做到理论与实践相结合,成为高质量的纺织人才。2.2 能力提升2.2.1 多学科交叉学习多学科交叉是指由两门及以上的学科通过相互渗透并融合而形成的一种新的综合学科体系。随着全球新经济的发展,人类社会所面对的问题逐渐复杂,多学科交叉教育成为全球高等教育的必然趋势9。“机织工程”课程的知识覆盖范围广,以其他学科的知识为辅助进行学习可以使学生更好地构建该课程的知识体系,更深入高效地理解课程知识。例如,络筒工序中的卷绕成型、络筒张力、传动半径,整经工序中的张力装置压力,浆纱工序中的浆料成分与性质等,这些理论知识的理解与推导比较复杂,本课程仅要求学生记住结论,不需要完全掌握推导过程,但若要进一步地进行理解探索,则需要学生具备良好的数学、力学、化学等学科基础。因此,为了成为更高水平的专业人才,学生需要在课外进行交叉学科的学习,并将其运用到“机织工程”课程中进行深层次的理解推导。2.2.2 研读文献拓展知识“机织工程”是纺织工程专业的一门基础专业课程,知识点繁多且复杂,内容涉及范围广,且涉及众多学科,注重实际应用。因此,只限于本课程的学习是不够的,学生在完成课本内容的学习任务之外,可以查阅相关文献进行研读,了解机织领域的前沿技术和发展趋势,来拓宽自己的知识领域。本科阶段以泛读为主,文献研读的范围宜广,学生先通过研读综述性论文对所研究的课题进行大致的了解,再针对该课题的具体技术、专利、应用等进行