劉 婧 楊 斌

(浙江理工大學 浙江 杭州 310018)

1 引言

在紡織加工過程中，織物很容易產(chǎn)生靜電，靜電的積累會影響到加工的順利進行，也影響到成品的質(zhì)量和服用性能，因此必須對靜電現(xiàn)象引起足夠的重視[1]．但靜電產(chǎn)生的機理較復雜，學生在理論課學習過程中很難理解和掌握，即使開展了相應(yīng)的實驗課，但大部分都是演示性實驗或單一性實驗，學習主動性差[2～4]．

為了取得一定的學習效果，結(jié)合理論課知識點開展抗靜電性能測試綜合性實驗顯得尤為重要．在實驗課中，我們指導學生利用多種實驗方法來表征織物的靜電性能，要求學生在實驗報告中需討論實驗結(jié)果之間的關(guān)系，從儀器測量原理和規(guī)范操作流程角度出發(fā)分析引起實驗誤差的原因，從而在實踐過程中，深入理解靜電產(chǎn)生的機理，不僅使學生建立知識的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，開拓學生的視野，訓練學生綜合分析問題的能力和培養(yǎng)學生的學習興趣，而且促進了學生的實驗操作技能的提高和嚴謹求實的科學態(tài)度的養(yǎng)成．

2 實驗室提供的儀器

實驗室為學生提供的儀器有LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀、YG403D織物摩擦帶電測試儀、ESTE111型數(shù)字電荷儀和YG501D型透濕試驗箱．

3 教學內(nèi)容

由“紡織材料學”教材講述到的“織物靜電刺激評價”和“織物靜電影響因素”知識點，我們可知織物抗靜電性能評價指標有：靜電半衰期、感應(yīng)靜電壓、表面比電阻、摩擦帶電電荷量和面電荷密度，表面比電阻是影響其抗靜電性能的主要影響因素[1]．該綜合性實驗要求在一定溫濕度下，分別用LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀、YG403D織物摩擦帶電測試儀測量織物的表面比電阻、靜電半衰期和感應(yīng)靜電壓以及摩擦帶電電荷量和面電荷密度．在實驗報告中，要求從表面比電阻、感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能不同的角度出發(fā)來系統(tǒng)評定織物的抗靜電性能，并分析織物比電阻與其感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能之間的相互關(guān)系．

由“紡織材料學”講述到的“織物靜電影響因素”知識點，我們可知除了織物本身的表面比電阻以外，織物使用環(huán)境的溫濕度也是影響其表面電荷散逸快慢的主要因素[1]．該綜合性試驗要求學生將YG403D織物摩擦帶電測試儀摩擦過的織物放置在YG501D型透濕試驗箱中，根據(jù)要求預先調(diào)節(jié)好試驗箱中的溫濕度，放置一段時間后將試驗箱中的織物取出，利用EST111型數(shù)字電荷儀迅速測量其表面電荷量，并迅速重新放置回試驗箱中，從而在實踐中熟悉環(huán)境的溫濕度對織物表面電荷散逸速度的影響，即環(huán)境的溫濕度對織物靜電性能的影響．

上述實驗內(nèi)容的設(shè)計將“紡織材料學”教科書中的“織物靜電刺激評價”和“織物靜電影響因素”知識點融入到實踐教學中，當每一位同學分析自己的實驗數(shù)據(jù)時，需要查閱“紡織材料學”教科書中的知識點，這樣的學習過程使他們的目的性迅速增強，從而建立了知識的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，開拓學生的視野，學習效果提高，培養(yǎng)和提高了學生綜合分析問題的能力和學習興趣．

4 教學方法

學生在實驗課開始前一周完成預習報告，內(nèi)容包括：實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器和實驗步驟．同時回答下列問題：

(1)從測量原理角度出發(fā)分析LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀和YG403D織物摩擦帶電測試儀的測量誤差；

(2)織物靜電現(xiàn)象產(chǎn)生的機理；

(3)影響織物抗靜電性能的因素；

(4)織物電荷散逸的途徑．預習報告由實驗教師認真批閱，合格后方可進入實驗室進行實驗．進行實驗時，實驗教師演示測試儀器的規(guī)范操作流程，強調(diào)注意事項．學生2人為1組，認真記錄原始數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象，實驗教師不離崗，每組實驗結(jié)束后對其實驗記錄進行點評，以保證實驗任務(wù)高質(zhì)量的完成，如果實驗未達到要求，根據(jù)完成情況延長時間或另安排時間補做．

課后撰寫實驗報告，實驗報告包括以下內(nèi)容：實驗名稱、實驗儀器、實驗?zāi)康?、合作者、實驗條件、實驗原理、實驗步驟、結(jié)果與討論、思考題．實驗報告要求書寫清晰、字跡端正、文理通順、內(nèi)容簡明扼要，實驗結(jié)果和現(xiàn)象解釋合理．

成績考核中注重學生的實際動手能力、實驗數(shù)據(jù)的分析及綜合處理能力和實驗報告的撰寫能力、建立平時成績和期末考試成績相結(jié)合的實驗成績考核方法，其中平時成績占40%，期末考試成績占60%．平時成績由多元要素組成，包括實驗報告、課堂考查、階段考核、原始記錄和綜合素質(zhì)等方面．實驗報告強調(diào)規(guī)范性、以及對實驗結(jié)果的體會．

利用上述實驗教學方法可讓學生意識到動手能力、數(shù)據(jù)分析和誤差分析的重要性，促進了學生的實驗操作技能的提高和嚴謹求實科學態(tài)度的養(yǎng)成．

5 教學效果

織物抗靜電性能測試實驗在實踐課上要求學生利用LFY-406織物表面比電阻測定儀、FY342E-Ⅱ織物感應(yīng)式靜電儀、YG403D織物摩擦帶電測試儀、EST111型數(shù)字電荷儀綜合表征一種織物的抗靜電性能，在實驗報告中，要求學生從表面比電阻、感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能不同的角度出發(fā)來系統(tǒng)評定織物的抗靜電性能，并分析織物比電阻與其感應(yīng)式靜電性能和摩擦帶電性能之間的相互關(guān)系以及環(huán)境的溫濕度對織物靜電性能的影響．結(jié)合規(guī)范的成績考核標準，學生為了取得優(yōu)秀的成績，必須去認真操作儀器和結(jié)合理論知識點分析數(shù)據(jù)．

通過采用該實驗教學方法，發(fā)現(xiàn)在課堂上學生為了取得正確的數(shù)據(jù)更加認真地操作儀器和記錄數(shù)據(jù)，課堂氣氛優(yōu)良，為了合理解釋實驗結(jié)果學生去大量查找課本和文獻，請教教師的同學數(shù)量大大增加，實驗報告質(zhì)量較高，知識點理解深刻，學生的學習興趣明顯提高，同時在此過程中學生能夠意識到動手能力、數(shù)據(jù)分析和誤差分析的重要性，促進了學生的實驗操作技能的提高和嚴謹求實科學態(tài)度的養(yǎng)成．這是單一性實驗教學方法遠遠達不到的教學效果．

6 結(jié)論

“織物抗靜電性能測試”實驗通過抗靜電性能理論知識點與實驗，實驗內(nèi)容與實驗方法的全面結(jié)合，不僅使學生建立知識的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，開拓學生的視野，訓練學生綜合分析問題的能力和培養(yǎng)學生的學習興趣，而且促進了學生的實驗操作技能的提高和嚴謹求實的科學態(tài)度的養(yǎng)成．學生對教科書中涉及到的抗靜電性能知識點理解深刻，并將它們牢牢刻在記憶中，當他們在畢業(yè)后工作中遇到靜電問題時，可以迅速找出產(chǎn)生靜電的原因，從而解決問題，達到大學教育培養(yǎng)高級專業(yè)人才的初衷．

參考文獻

1 于偉東．紡織材料學．北京：中國紡織出版社，2006．340～342

2 任修紅．大學物理靜電場教學的探索與實踐．四川文理學院學報，2007(17)：126～128

3 史小紅．靜電實驗教學探索．中國校外教育下旬刊，2011

4 郭慧梅．全面分析靜電場測繪實驗的誤差．實驗室科學，2009(2)：85～86