基于成果导向的“产业用纺织品”课程全英文教学改革与探索

李庭晓,辛斌杰,郑元生

(上海工程技术大学 纺织服装学院,上海 201620)

产业用纺织品是纺织行业最具发展潜力和高附加值的技术性纺织品,目前已成为我国纺织工业新的经济增长点。国务院2010年发布的《纺织工业调整和振兴规划》明确提出,要扩大国内产业用纺织品的应用,加快推进产业用纺织品新产品的开发和产业化,满足水利、交通、建筑、新能源、农业、环保和医疗等新领域的需求。在国际上,产业用纺织品又称“技术用纺织品(Technical Textiles)”,区别于劳动密集、技术含量较低的传统纺织品。产业用纺织品行业具有资本密集、技术含量高、用工量少、劳动力素质要求高、国内市场需求空间巨大等特点和优势[1-2]。由于产业用纺织品的发展十分迅速,我国在产业用纺织品某些技术领域与国外先进水平相比仍存在一定差距,故将产业用纺织品新技术的基本理论和先进工艺引入本科生课堂是非常必要的。本文根据我校(上海工程技术大学)“产业用纺织品”全英文课程教学现状,探讨其改革的必要性以及改革措施。

“产业用纺织品”课程的授课对象是我校纺织工程专业大四学生,以全英文的方式讲授产业用纺织品的基础知识、基本理论和加工方法,介绍产业用纺织品的定义与分类,纤维、纱线及织物的性质和应用、发展趋势及研究热点,使学生掌握产业用纺织品新技术的基本理论和先进工艺,能够与业界同行及社会公众进行基本沟通交流,听取并回应反馈和建议。

目前该课程教学存在的问题是:课程涉及的知识面广,不仅包含本学科领域的基础内容,如纺织材料学、非织造学、纺纱学、机织学、针织学等内容,还包含多门交叉学科知识,如物理、化学、高分子材料、生物、医学、建筑、交通运输等,相关的理论原理和应用涉及基础科学和产业领域,知识体系十分庞大且较为复杂。本专业大四学生的大学英语六级考试通过率不高,英语听说读写能力较弱,且习惯了以教师为主导的教学模式,上课以听为主,怯于互动、沟通及表达,对于全英文课程教学的互动、报告缺乏主动性。在这种情况下,如果不能合理安排教学内容,并采用合适的教学方法,将无法达到预期的教学目标。为提升教学效果,我们对“产业用纺织品”全英文课程教学进行了改革,遵循以学生为中心的教学理念,大力提升学生的课堂参与度,并建立以成果为导向的评价标准和以评价为基础的持续改进措施[3-4],确保教学目标及毕业要求的达成。

我校以现代产业发展需求为导向,打造一流的高水平现代化工程应用型特色大学,培养优秀工程师和工程服务人才。我校纺织工程专业面向现代纺织产业和区域经济发展,着重培育具有科学研究、技术开发、商品检验、进出口贸易和商务交流等能力,可在纺织工程及其相关领域从事生产管理与工艺优化、纺织品质量检验与控制、纺织品及相关领域国际贸易和工程项目管理等相关工作的高等工程应用型人才。根据上述培养目标以及国际工程教育专业认证要求,提出了12条毕业要求及分解指标点。依据培养学生的知识、能力与素质目标,构建专业课程体系。“产业用纺织品”属于重要专业课程板块,主要支撑本专业的问题分析及沟通等毕业要求指标点的达成。课程以成果为导向设置了可评估的教学目标,建立了包含“理论知识”和“应用”的课程体系,形成了一套可系统化操作的教学手段、评价标准及持续改进办法。

1.以成果为导向设计教学目标

“产业用纺织品”课程着重培养学生能适应不断变化的国内外形势和环境,运用基础专业知识分析、表达产业用纺织品领域复杂工程问题的关键环节和参数,并通过文献分析提出有效方案并与业界同行、社会公众进行基本沟通,能够听取并回应反馈和建议的能力。以学习成果及毕业要求的达成为导向设计可评估的层次化教学目标,从“掌握专业基础知识—分析专业问题—表达自身观点—交流反馈”层层递进(见表1),4个目标的设置从理论知识走向实际应用,实现学生知识、能力、素质的综合提升,分别支撑毕业要求指标点2-1、2-2、10-1及10-2的达成(见表2)。

表1 “产业用纺织品”全英文课程教学目标

教学目标1使学生熟练掌握产业用纺织纤维及其制品的类别、性能、基本加工技术、产品应用、质量检测等专业知识,支撑毕业要求指标点2-1(见表2)。教学目标2是在学生掌握专业知识的基础上,培养学生运用相关原理分析问题和解决复杂工程问题的综合能力,支撑毕业要求指标点2-2。教学目标3使学生能够掌握国际发展趋势和研究热点,并发表自己的看法,支撑毕业要求指标点10-1。教学目标4使学生能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令,能够在跨文化背景下就专业问题进行沟通和交流,支撑毕业要求指标点10-2。

表2 课程教学目标与毕业要求的对应关系

从整个纺织工程专业课程体系对毕业要求的支撑矩阵来看,毕业要求10共分解为10-1和10-2两个指标点,“产业用纺织品”课程目标3支撑毕业要求指标点10-1(权重为0.3),课程目标4支撑毕业要求指标点10-2(权重为0.4),对毕业要求10的指标点的支撑强度是100%。支撑强度由课程覆盖毕业要求指标点的多寡确定,大于80%即认为是高支撑,故认为“产业用纺织品”课程对毕业要求10的达成是高支撑,即本课程目标的达成对于学生沟通能力的达成至关重要。毕业要求2分为2-1、2-2及2-3三个指标点,课程主要支撑2-1及2-2指标点的达成,对毕业要求2指标点的支撑强度为50%~80%,属于中支撑。“产业用纺织品”课程教学目标的达成是评估其支撑的毕业要求即毕业要求2和 10达成的重要依据,将其支撑的毕业要求指标点转化为课程的学习成果即表1中的教学目标。然后根据教学目标来安排教学内容,结合教学内容和学情分析选择合理的教学方法,有的放矢地形成课程的考核大纲,以教学目标为导向开展课程的考核设计,学生通过“产业用纺织品”课程的考核要求,成绩合格即可达成本课程预期的教学目标。

2.根据教学目标优化课程内容

依照课程支撑的毕业要求,以教学目标为导向规划课程内容[5]。本课程选用国外原版书HandbookofTechnicalTextiles(《技术用纺织品手册》)为参考教材,教学内容符合学科要求并与国内外先进水平同步。但是该教材涉及领域庞大,知识体系较为复杂,且采用全英文授课,对于学生来说是有一定难度的,大部分学生拿到教材后会产生畏难情绪。故而课程构建了重难点内容框架,精简复杂的内容,删除次要内容,突出课程主线内容,消除学生畏难情绪。

优化后的课程内容分为理论知识和应用两部分,以重难点内容为框架构建教学内容体系,如图1所示。理论知识包括产业领域高科技纺织品的材料、加工方法及后整理三大内容,依照循序渐进、逐步深化的原则安排模块化教学内容,以提升教学效果。应用部分包括防火阻燃织物、防水透气织物、过滤用纺织品、土工布、医疗用纺织品、交通运输类纺织品和极端环境用纺织品等产业用纺织品的实际应用。在教学过程中,以全英文产业用纺织品的应用概述作为起点,逐步推进到产业用纤维、纱线、织物等基础理论知识模块。应用部分讲解时穿插一些理论知识体系里的内容,将实际应用案例与理论知识有机结合,一方面有利于学生理解、掌握、应用理论知识和方法,另一方面有助于解决理论知识难以理解、内容比较枯燥的问题。课程体系的逻辑主干线非常明确、精炼,有助于学生掌握产业用纺织品的材料、加工工艺、设计方法、影响其应用的关键环节和参数等知识。

图1 “产业用纺织品”课程内容

3.以学生为中心设计教学方法

本课程的基础知识、基本理论和常用方法采用系统讲授的方式,使学生能够熟练掌握产业用纺织纤维及其制品的类别、性能、基本加工技术、产品应用等知识。在课堂上需要教师设计有效的教学环节,创立情境,实现学习的情境化,提高学生认识程度,促进学生对知识的理解。比如讲解纺织品在航空上的应用时,就需要了解太空飞行器的作用、构造,搞清楚其中产业用纺织品部件的用途及性能要求,从材料、制备方法等方面进行分析,从而掌握产业用纺织品的开发、设计方法。

采用全英文教学,使纺织专业教学与英语教学相互贯通,学生在掌握基础专业知识,提高科研能力的同时,提升英文表达、沟通能力,最终达到能够就纺织领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流的目标。要达到掌握专业知识与提高英文沟通能力的双重目标,采用传统的以教师为中心的课堂教学方式是不可能的,故本课程以学生为中心进行教学设计。

调研发现,约60%的学生认为课堂的主体是教师,仅有部分学生认识到自己才是课堂的主体。教师要引导学生,在思维上让其认识到自身活动对于课堂教学的重要性,提高学习积极性,变被动学习为主动参与。我们采用螺旋式教学法实现以学生为中心的教学。螺旋式教学法是指教师结合学习内容预设情境或案例—学生分小组进行讨论和分析(课下)—总结结果并进行汇报展示(课上)—教师及学生进行评价反馈(课上)—学生反思并自我改进(课下)的过程。整个过程课上与课下相结合,汇报展示通常放在课上进行,时间为20~30分钟,使课堂节奏张弛有度,学生能在各个环节保持较高的注意力,亦能营造出交流、互动的课堂氛围。汇报人由团队成员轮流担任,确保小班课程中所有学生在一学期中有1~2次发言机会。课堂汇报锻炼了学生口头表达能力,提高了自信。学生从一开始上台时紧张不安,低头读稿子,到后来能提前筹划论题,准备材料,讨论细节,甚至部分学生在得到评价后主动要求修改完善,进步很大。

课下讨论以及自我改进环节可以促使学生课后进行钻井式延伸学习,充分发挥个人能动性,利用课内外资源独立学习,并能够综合运用知识分析复杂工程问题,形成自己的观点;
然后,结合小组讨论情况,进一步完善改进,得到完整的方案并在课上展示环节汇报,与教师、同学进行沟通交流及反馈改进。通过“引导启发—团队协作—汇报展示—评价改进”,引导、督促学生对知识及技能的掌握由“理解—记忆”提升到“理解—分析—应用—改进”。同时,通过产业用纺织品的最新应用(例如月球上的五星红旗、宇航员服装等),激发学生的学习兴趣及对行业的自信心,提高讨论汇报的积极性以及报告内容的丰富性与先进性,达到预设的课程目标。

4.建立学习成果评价标准

以学习成果为导向建立课程评价标准。课程的考核分为四个部分:平时作业、课堂演讲、阶段考核以及期末报告。(1)平时作业主要考核学生对产业用纺织品中原料、制备工艺、后整理过程及其在各领域的应用等专业知识的掌握情况。学生在题库内自主选题,撰写课程作业(全英文),巩固基础知识,从专业知识的正确性(50%)、完整性(20%)以及书面表达能力(20%)和逻辑性(10%)四个方面进行评价。(2)课堂演讲考核的重点为在课堂上演讲及讨论的表现,以小组为单位,考核小组成员针对相关论题通过文献检索,查找最新的产业用纺织品技术及其应用,总结产业用纺织技术的发展和应用情况,并在课堂上汇报和展示讨论结果。课堂演讲从内容(专业知识正确)(60%)、逻辑性 (20%)、表达(肢体语言、互动、时间等)(5%)、创新性(15%)四个方面进行评价,主要考核学生的沟通表达能力以及对国内外产业用纺织品先进技术发展的掌握情况。(3)阶段考核侧重于学生独立进行课程报告的全英文讲解的表现,接受授课教师和同学的提问并解答,根据演讲内容(专业内容的正确性40%、逻辑性30%、创新性15%)以及演讲质量(发音、肢体语言、综合表达及反馈能力,15%)对学生的表现进行评价,主要考核学生是否能够依据科学工程原理及文献调研分析,识别、表达纺织领域复杂工程问题的关键环节和参数,并提出解决方案。(4)期末报告包括课程报告(全英文)及课题全英文汇报,综合评估报告的质量,并根据课程报告的纸质版(60%)、PPT及讲演质量(40%)对学生的表现进行综合评价,进一步评价学生就纺织领域复杂工程问题,以口头、文稿、图表等方式,与业界同行及社会公众进行基本沟通,并能够听取及回应反馈和建议的能力。对学生在本课程各环节学习中取得的成绩进行统计,分析班级或年级对课程目标的达成情况。

5.基于评价的持续改进方法

本课程改革的实施,主要是教师系统讲授产业用纺织品的基础知识、基本理论和常用方法,学生参与专题讨论、全英文演讲与课程研究报告。每学期课程考核结束之后,教师根据大纲中设定的课程教学目标达成标准进行评价,并结合学生对课程的评价结果,对每个教学目标的达成情况进行分析,制定下一年的改进计划,并根据改进的内容对评价标准进行相应的修订,以更好地评价教学效果。

通过优化“产业用纺织品”课程教学内容,建立了包含理论知识和应用两大部分的课程体系,遵循循序渐进、逐步深化的原则,以产业用纺织品的应用概述作为起点,逐步推进到产业用纤维、纱线、织物等基础理论和知识模块,并将应用内容穿插入理论体系讲解,实现应用案例与理论知识有机结合。建设重难点逻辑框架,课后学生开展钻井式学习、讨论相关专业论题,采用四步螺旋式教学法,通过 “引导启发—团队协作—汇报展示—评价改进”,提高学生的分析问题及沟通表达能力。针对学生学习效果建立评价标准,根据教学目标的评价结果对课程进行持续改进。

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