“纺纱工艺学”课程的建设与教学方法探索

“纺纱工艺学”课程的建设与教学方法探索

李艳清

(浙江理工大学 材料与纺织学院，浙江 杭州 310018)

摘要：结合“纺纱工艺学”课程现有教学基础和教学条件,从确立课程教学体系、合理选用教材资料、整合优化课程教学内容、建设基于4A网络平台的网络教学资料库四个方面阐述“纺纱工艺学”课程建设的内容,并以一体化现场教学、多媒体案例教学等多种模式开展教学，将教师、学生、媒体教材、试验设备、网络学习环境五者持续地结合在一起，不仅较好地解决了教学课时不足和缺乏实践教学的问题，同时还保障了课程体系的完整性和先进性。

关键词：纺纱工艺学；课程建设；教学资料库；案例教学;一体化现场教学

传统的纺织工程专业在课程设置上非常精细，国内设置的纺织工程专业按照学生培养目标的侧重点不同，细分为棉纺织、毛纺织、麻纺织、丝绸工程四个平行专业，各平行专业的培养方案自成体系。为了顺应产业发展和纺织工程专业转型的需要，本着“宽口径、厚基础”的原则，我校(浙江理工大学)于1999年在原有以蚕丝等长丝纤维及长丝机织物为特色的丝绸工程专业基础上发展成大纺织工程专业，并于2003年开设了“纺纱工艺学”“新型纱线及加工技术”等短纤维纺纱加工课程，还购置了开清棉联合机、精梳机、并条机、粗纱机、细纱机等小型数字化纺纱实验设备，可实现棉型纱线快速小量试纺，从侧重“长丝织造”转为“纺、织”并重。

“纺纱工艺学”是一门理论与实践相结合的课程，主要讲授将各种纺织短纤维加工成纱线的过程中涉及的纺纱设备、纺纱原理、基本工艺以及纱线质量控制等重要理论，是纺织工程专业学生今后从事产品开发、工艺设计与生产管理、产品质量控制以及纺织品贸易的专业基础。针对我校“纺纱工艺学”课程的教学基础薄弱、课时少(32学时)、实验实训环节缺少等问题，课程组就“纺纱工艺学”的教学体系、教材、教学内容、课程资源库等方面进行了优化，并在教学中对课程教学模式进行了探索。

一、 课程教学体系构建

从历届全国高校纺纱学教学研讨会的讨论中得知，在纺织工程转变为“大纺织”后，各校纺纱学课程主要有以下两种教学模式与体系：

(1) 将纺纱学的内容分成纺纱设备、纺纱工艺原理、纺纱工艺设计与质量控制三大知识模块分阶段依次教学，认为学生在熟悉纺纱设备的基础上学习纺纱原理，能够融会贯通、举一反三。其中纺纱设备在学校实训中心、实习工厂等实践教学基地现场集中教学；纺纱原理部分则以纺纱过程中涉及到的混合、开松、除杂、梳理、均匀、并合、牵伸、加捻、卷绕九大原理为主轴组织教学[1]，强调各个原理的目的与要求，解析并列举它们在不同纺纱系统中的实施工序及具体部位，探讨其对纱线质量的影响。

(2) 按照某个纺纱系统的生产工序组织教学，将纺纱设备、纺纱原理、工艺参数设计及纱线质量控制均穿插于各个工序中予以展铺，在此基础上再比较讲解其他纺纱系统[2]。

我校的教学实践显示，第一种教学方式适合于教学学时数较多、实践教学条件较好的院校；第二种教学方式更加切合我校的实际情况。因此，课程组最终确定以棉型精梳纺纱系统为主线、按照纺纱工艺工序组织教学的教学体系。大致按照工序目的与要求、设备的机械组成及工艺过程、纺纱原理及其在工艺中的应用、纺纱工艺对纱线质量的影响以及生产工艺参数选择这样的顺序逐一展开，讲解环锭纺纱技术。对于紧密纺纱、赛络纺纱等改进型环锭纺纱新技术和转杯纺纱、喷气纺纱等新型纺纱方式，则安排到“新型纱线及生产技术”课程中讲解。以这种形式安排，教学内容脉络清晰，有助于学生建立起纺纱工艺学基础知识的基本框架。

二、 教材选用

在教学过程中，课程组发现部分学生到了毕业设计环节尚不能顺利查阅专业资料，尤其是外文资料，主要表现为不熟悉关键性专业词汇。为此，课程组在选择郁崇文教授主编的《纺纱学》作为课程主要中文教材的同时，还选择了由英国利兹大学C A Lawrence教授编写的Fundamentals of Spun Yarn Technology作为主要英文参考书。

授课时，不仅根据中英文教材所涉及到的专业常用术语罗列出专业词汇中英文对照表，部分章节还采用英语课件、汉语讲授的形式进行教学。这样学生不仅能学习到纺纱学专业知识，还对相关知识的英语词汇有一定的认识，有助于学生查阅外文资料、了解学科研究的最新动态，提高他们接受国际最新纺织信息的能力，为其将来就业与继续深造打下良好的基础。

三、 课程教学内容优化

1. 以点带面，贴近前沿

设备是工艺原理实现的基础。近年来，国内外纺机制造商围绕提高装备效率与纱线品质、节约用工、节能降耗及提高装备可靠性与适纺性等方面，不断推出新型纺纱设备。同一工序，市面上有着种类繁多的纺纱设备。在教学过程中，课程组选用成熟先进、使用面大的已定型且自动化程度较高的设备为代表，以点带面着重讲授整机功能与特点、机械组成及工艺过程，并分块细致介绍作用原理，机械传动与工艺计算部分的内容则以课后自学为主。同时，通过展会、互联网、文献库等渠道收集整理纺纱新工艺、新设备、新技术等最新资料，及时将新出现的纺纱新知识介绍给学生，并注重分析设备原理与性能及其对生产效率、纱线质量的影响，使课程教学内容与当今行业发展水平保持高度一致，紧贴学科发展前沿。

2. 梳理知识点，避免重复

由于专业课程门数较多，为了保证各门课程体系的完整性，不同课程之间的内容难免出现交叉现象。若不注意梳理与取舍，势必导致教学内容重复与教学资源的浪费。因此，在教学过程中对授课内容进行了适当取舍。

比如，无论从内容的重要性还是课程体系的完整性来讲，加捻原理作为纺纱基本过程中的九大基本原理之一应属于“纺纱工艺学”课程必讲内容；对于长丝织物加工工艺来说，捻丝也是重要工序，因此在与“纺纱工艺学”同学期开设的“现代准备工艺学”课程中加捻原理同样占有非常重要的地位。从两门课程的教学进程与内容上来看，加捻原理在“纺纱工艺学”中的安排比较靠后，而在“现代准备工艺学”中的安排则比较靠前。当“纺纱工艺学”讲解到加捻相关内容时，假捻、真捻、倍捻的基本原理等相关内容已在“现代准备工艺学”中详细讲解过，无需多花时间讲述。此外，纱线捻度计算与表征指标在“纺织材料学”课程中已有讲解。因此，“纺纱工艺学”仅需补充讲解关于假捻、真捻等在粗纱、细纱中的应用与实现等内容即可。经过这样的梳理，既保证了“纺沙工艺学”课程知识体系的系统性、完整性，又避免了内容重复，还节约了课时，增加了课堂教学信息量。

3. 引入真实案例，理论联系实际

鉴于教学条件的限制，我校纺织工程专业学生鲜有接触到生产实践的机会。教师将从企业、网络、文献库中收集整理真实的产品生产实践案例引入课堂，使产学结合有助于学生积累实践性知识。如讲述纱线条干不匀时，尽管已经结合波谱图的波形解释了机械波、牵伸波的形式及可能的形成原因，但学生对如何利用波谱图判断、解决实际生产中的问题仍然无所适从。为此，应用从中国纱线网上查询到的生产实例，一步一步演示如何利用波谱图的波长、机构传动图、生产工艺参数等资料，逐步计算、排除，最终找出导致纱线条干不匀的部件及原因。

四、 基于4A网络教学平台，建设网络教学资料库

4A网络教学平台的出现为实施现代教学手段提供了更广阔的空间，也是解决教学课时不足的一个有效方式。4A是指任何人(Anyone)均可在任何时间(Anytime)、任何地方(Anywhere)自由地学习任何想学的内容(Anything)。利用4A网络教学平台，教师不仅可将教学内容在网上发布，传统教学中保证教学质量的作业、考试、答疑、笔记等关键环节也都能在网上得到很好的支持，拓展、补充教学资源也更加方便，从而突破了传统课堂的时空局限，向学生提供了更加丰富的学习内容，方便学生课后自由地安排自学和复习[3]。

为充分利用和发挥网络教学的作用，在优化课程体系和精炼教学内容的前提下，课程组基于4A网络平台建设了“纺纱工艺学”教学资料库。不仅将本课程配套的教学大纲、电子教案、教学课件、学习重点、复习思考题等内容发布到4A网络平台，便于学生课后自主学习，还以从各纺织机械企业、东华大学、武汉纺织大学等处收集的工艺流程视频资料和工艺原理教学动画为核心，建立了丰富的多媒体教学课件资源库。对于宏观的生产设备概貌、生产工艺流程采用视频资料来展现，便于学生快速了解从短纤维到纱线的加工工艺过程，建立起纱线加工初步概念；而对于难以用录像拍摄的设备结构及各机构精细的工艺动作过程与工艺原理，则采用生动的FLASH形式来演示，使抽象、枯燥的纱线生产工艺原理变得形象化、生动化，使教学内容更直观、更具动态性。另外，品种丰富、形态各异的纤维、须条、纱线及织物等实物样品则以图片形式建成纺织品素材库，并对这些网上资源不断进行扩充与更新，使之实时保持先进性。

利用动画、视频、实物素材库、纺织前沿补充资料和纺织加工现场实况构建的“纺纱工艺学”立体化教学资料库，多层次、全方位、立体地展示了纺纱设备、纺纱工艺流程、纺纱原理及制品等纺纱工艺学知识全貌，既有利于学生生动、形象地理解和接受复杂的“纺纱工艺学”理论知识，又大大节省了课堂教学时间，为在有限的课时内有效地组织教学内容提供了保证，在学生中反响良好。

4A网络教学平台教学资料库的建立与应用，使教学从课堂内延伸至课堂外，有效地缓解了“纺纱工艺学”课程教学课时不足的矛盾。

五、 理论与实践同步，开设一体化现场教学

构成复杂、各机构间运作协调精细的纺纱设备是纺纱工艺原理实现的基础。仅仅依靠机构构成图解、视频资料及FLASH，学生难以在脑海中勾画出设备整体的构成、运作过程及其所实现的纺纱原理。开展实践教学，将多媒体呈现的纺纱设备与实际的纺纱设备对号入座，并将纺纱工艺原理的实现过程直观地展示出来非常必要。为此，课程组在难以安排专门的纺纱设备现场课的情况下，课前充分利用4A网络教学平台，组织学生自学部分内容，课堂上利用纺织工程实验室现有的各类小型试验机开展一体化现场教学。

我们要求学生在课前观看4A网站上相关工序的生产现场录像，以小组形式将该工序典型设备资料按照发展历程、生产厂家归纳整理并进行比较，列出相邻型号之间的改进之处，这样可以对相关设备的机械构成有大体上的认识。课堂上则理论与实践同步进行，将学生带到设备前现场操作，详细地讲解各机构间的协调配合、机构传动及该机台具有的基本功能，师生双方在实验室内边教、边学、边做来完成教学任务。如通过操作并条机讲解牵伸作用原理时，学生非常直观地观察到两方面的现象：一是经过并条机牵伸系统后纤维条逐步变细；二是与喂入条相比，从前罗拉出来的须条中的纤维平行伸直度明显得到提高。学生清晰地认识到牵伸对纤维的作用不仅体现在对须条的抽长拉细上，还对纤维具有伸直的作用。学生普遍反映，这种将理论与实践密切融为一体的现场教学方法有效加深了他们对设备构成、机构协调运作知识的认识，对深刻理解各机台的基本作用、基本任务及蕴含于其中的工艺原理也有事半功倍的效果，提高了学习效率。可见，一体化现场教学方式有效地解决了以往实践教学不足的问题。

六、 结语

结合“纺纱工艺学”课程的教学特点和现有的教学条件，课程组梳理优化了教学内容，初步建立起了基于4A网络平台的“纺纱工艺学”教学资源库，做到课内课外学习相结合，解决了教学课时少与教学内容多的矛盾。依托实验室设备，由传统的以课堂、教师、教材为中心的理

论教学转向以教师、设备、学生为中心的理论与实践相结合的一体化现场教学模式，使理论教学与实践教学融为一体，有效弥补了缺乏实践教学的不足。这样的教学方式不仅提升了学生学习的主动性和参与性,也提高了教学效率和教学质量。

参考文献：

[1] 叶汶祥, 徐卫林. 浅议“纺纱学”课程建设[J]. 纺织教育, 2008(1): 39-41.

[2] 储长流, 毕松梅, 孙妍妍. “纺纱学” 课程教学体系存在的问题及解决对策[J]. 纺织教育, 2010, 25(4): 36-38.

[3] 潘云华.依托先进教育技术，有效开展教学改革：基于4A网络教学平台的广告学理论课程建设初探[J].中国校外教育，2010(3): 73.

中图分类号：G642.0

文献标志码：A

文章编号：2095-3860(2015)02-0141-04

作者简介：李艳清(1975—)，女，四川阆中人，讲师，硕士，研究方向为纺纱工艺。E-mail: enchinglee@163.com

基金项目：浙江理工大学纺织科学与工程重中之重一级学科教学改革研究项目(2013JG13)