林 婧， 管曉寧， 王富軍， 關國平， 高 晶， 王 璐

(東華大學 紡織學院 紡織面料技術教育部重點實驗室，上海 201620)

0 引 言

2016年4月，美國國防部長卡特宣布成立美國國家制造創(chuàng)新網絡中的第八家制造創(chuàng)新機構——革命性纖維與織物制造創(chuàng)新機構，提供超過3億美元的合作資金，開發(fā)面向未來的纖維和織物，助力美國紡織品制造業(yè)的加速復蘇。而我國，在國務院發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》中，將“攻克醫(yī)用材料創(chuàng)制關鍵技術”作為“人口與健康”重點領域的發(fā)展思路，并將“開發(fā)人體組織器官替代等新型生物醫(yī)用材料”列為優(yōu)先主題。國家發(fā)展和改革委員會和中國紡織工業(yè)協會聯合發(fā)布的《紡織工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》，也將“研發(fā)和推廣醫(yī)用植入型紡織材料”列為我國紡織工業(yè)的重點發(fā)展領域?？梢?，國內外的一系列重大舉措對于生物醫(yī)用紡織材料是一個契機。

生物醫(yī)用紡織材料是一個高速發(fā)展的新興產業(yè)[1]。作為一種多孔的柔性生物材料，在維護人類健康、解除疾患、提高生活質量的醫(yī)療保障體系中扮演著重要的角色，尤其是在恢復、修補、更換或替代受到侵害或損傷、病變或可能產生病變的人體組織方面，由其加工的制品已然成為臨床醫(yī)學的關鍵醫(yī)療器械[2-4]。國家的戰(zhàn)略需求及產業(yè)的迅猛發(fā)展對于生物醫(yī)用紡織材料方向的人才培養(yǎng)提出了巨大的挑戰(zhàn)，因此，迫切需要深入研究生物醫(yī)用紡織材料方向的實踐教學體系；此外，作為一門交叉性及前沿性強的學科，傳統的教學體系已不再適用，而被譽為“教練技術指導的圣經”的《共創(chuàng)式教練：轉變思維，蛻變人生》[5]對本教學體系的構建有所啟示，從而在生物醫(yī)用紡織材料方向輸送更多擁有專業(yè)知識及實踐動手能力的復合型人才。

1 “共創(chuàng)式”實踐教學理念

“共創(chuàng)”指在教練與被教練者之間的教練關系是積極且協作的[5]。在課堂上，其含義可被理解為教師與學生之間的知識傳授由“單向灌輸”轉變?yōu)椤半p向互動創(chuàng)造”的過程。這也正是生物醫(yī)用紡織材料方向實踐教學理念的核心所在。生物醫(yī)用紡織材料的內容覆蓋生物醫(yī)用材料、紡織工程、醫(yī)學基礎等基礎理論知識，是一門注重多學科交叉融合的課程[6-8]。該方向涵蓋多門實踐課程，以產品設計與工藝結合的“典型生物醫(yī)用紡織品的成形與性能測試”課程為例。針對我院學生的紡織專業(yè)背景，相關學科的基礎知識有限，因此學生掌握典型生物醫(yī)用紡織材料的功能設計原理、材料成形原理以及產品測試方法等有一定困難；學生對成形設備比較陌生，缺乏感性認識[9-10]。實踐教學是應用型人才培養(yǎng)不可或缺的手段和教學途徑[11]，因此，在實踐性教學中，合理安排專業(yè)課實驗，強調“做中學、練中學”，通過6個典型生物醫(yī)用紡織品課題以及學生自選內容來幫助同學理解和掌握所學內容。課程組老師還利用課余時間指導學生參與生物醫(yī)用紡織品設計開發(fā)等課外科技活動。通過實驗室的全日制開放，極大地提高了學生們的課程學習興趣和應用所學知識的能力。

2 “共創(chuàng)式”實踐教學內容

為了在有限的學時內，使學生較全面掌握典型生物醫(yī)用紡織品成形和測試方面的專業(yè)知識，課程組教師根據自身的科研工作實踐，并結合市場對生物醫(yī)用紡織材料及制品的需求，進一步優(yōu)化了教學內容，增加科技前沿，突出重點，強化實踐教學。并結合“十三五”部委級規(guī)劃教材的建設，進一步梳理和優(yōu)化課程內容。選擇6類典型生物醫(yī)用紡織品，涵蓋機織、針織、編織等主要紡織工藝，包括人工血管、手術縫合線、疝氣修復補片等主要醫(yī)療器械，以“材料選擇→產品功能設計→制備方法→結構評價→性能測試”為主線，進行理論知識、工藝流程及實驗方法的講授與演示。具體內容有：①機織人工血管的設計、制備及結構與性能的研究；②機織敷料的設計、制備及結構與性能的研究；③針織緯編小口徑支架管的設計、制備及結構與性能的研究；④針織經編疝氣修復補片的設計、制備及結構與性能的研究；⑤編織縫合線的設計、制備及結構與性能的研究；⑥編織小口徑支架管的設計、制備及結構與性能的研究。

為了發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，學生在掌握所有學習內容后，通過團隊形式選擇一個研究課題，且基于臨床問題和市場需求，自行為所制備的產品賦予一個功能特性，并進行深入研究。如人工血管需要具有抗血栓功能、疝氣修復補片需要有防粘連功能、敷料需要有抗菌保濕功能等。教師也必須根據學生所選擇的功能進行學習、求證，從而保證課題的順利開展。

3 “共創(chuàng)式”實踐教學方法

在教學方法上，為了充分提高實踐動手環(huán)節(jié)，除了常規(guī)的課堂教學外，還拓展了課后教學，以增加學生的主觀能動性。

3.1 課堂教學

為了改變單一的“教師講課，學生聽課”的傳統授課方式，發(fā)揮“共創(chuàng)式”中教師與學生的積極互動性以及激發(fā)學生學習的主動性，除了正常授課外，還増設了許多其他環(huán)節(jié)，以提升學生的參與度：

(1) 應用現代化的教學手段。課堂教學中充分利用“大數據”時代的網絡資源，組織課堂觀看生物醫(yī)用紡織產品的臨床應用及醫(yī)學手術錄像，提高學生的感性認識，激發(fā)他們的好奇心及創(chuàng)造力；同時增強知識點的直觀性，加深他們對難點、重點問題的理解。

(2) 體現“練中學、做中學”。針對實驗內容，讓學生自己動手制備生物醫(yī)用紡織品(見圖1)，并讓其直接體會到本課程并不是遠離社會、脫離實際的理論，而是與生產實際、社會發(fā)展緊密結合的，可以激發(fā)學生豐富的想象力和創(chuàng)新思維。提高學習的主動性，鍛煉自主獲取知識的能力；

(3) 邀請企業(yè)及生物醫(yī)用紡織材料領域專家為學生授課及做講座。讓學生更為直觀地了解生產線上典型生物醫(yī)用紡織品的功能設計及成形制備重點、難點及核心內容。

(4) 學生以團隊形式。基于自己的興趣點，自行通過查閱文獻及書籍，為教師及其他學生講授生物醫(yī)用紡織材料領域的最新研究內容。通過“教與學”身份的臨時轉換，發(fā)揮學生能動性以及對知識體系的梳理及歸納能力，同時表達能力及團隊協作能力也得到了鍛煉。

圖1 學生在制備實驗中

3.2 課后教學

實踐教學每學期的課時僅為32學時，課堂上主要是理論知識及實驗方法的講授及演示，且受到成形設備臺套數的限制，導致單純的課堂教學的整體學生實踐覆蓋度低，已經無法滿足學生“紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行”的迫切需求。因此，通過“共創(chuàng)式”教學方法的啟發(fā)，開創(chuàng)實踐教學的“課后學堂”。

通過實驗室智能管理系統(見圖2)及攝像監(jiān)控系統的輔助，實現生物醫(yī)用紡織材料實驗室的24 h開放。學生在課后，根據團隊的自選研究內容，自行進行相關實驗儀器的預約，并通過實驗室智能管理系統統計學生的課后實踐時間，而攝像監(jiān)控系統則用于關注學生的實踐過程。此外，為了促進教師與學生課后的溝通與指導，與每個團隊建立了“微信群”，實時互動授課，并且在線互相傳遞最新文獻及資料，共同學習；同時掌握學生課題的研究進展情況，并根據學生的能力，不斷提出更高的研究要求。經過實踐，證明課后教學更能激發(fā)學生的學習興趣及主觀能動性，同時，對教師也提出了更高的要求。在整個“共創(chuàng)”互動過程中，淋漓盡致的彰顯“教學相長”的求知過程。

圖2 實驗室智能管理系統預約界面

4 “共創(chuàng)式”實踐教學評價體系

本實驗課程的評價體系主要由課題表現、實踐報告、課外實踐時間、制備成品、實踐成果匯報、同學互評及教師評價6部分共同構成(見表1)。圖3是部分學生的PPT成果匯報。通過這種全方位、多角度、彈性靈活的專業(yè)能力為主的考核方式，引導學生自主研究探索興趣，提高其分析問題、解決問題的能力，使學生從積極思考和創(chuàng)新中得到快樂，可以最大限度地激發(fā)學生的學習熱情，促進創(chuàng)新[12-13]和團結協作能力，以及自身專業(yè)綜合素質的提升[14-15]。

表1 生物醫(yī)用紡織品實驗課程學生成績評價體系

圖3 學生PPT成果匯報截圖

5 結 語

通過3年努力，生物醫(yī)用紡織材料“共創(chuàng)式”實踐教學體系的主要成效表現在：①學生獲國家及上海市大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目25項；②學生參與教師主持的縱橫向科研項目15項；④學生申請國家發(fā)明專利12項，已授權3項；⑤學生本科畢業(yè)后出國深造率為35%～50%。

更為重要的是，“共創(chuàng)式”的實踐教學體系對生物醫(yī)用紡織材料與制品方向創(chuàng)新人才培養(yǎng)、教學改革與實踐產生較大影響，切實體現生物醫(yī)用紡織材料方向寬口徑、重交叉的培養(yǎng)原則。先進的多樣化授課方法與手段對生物醫(yī)用紡織材料實踐教學建設和人才培養(yǎng)質量的提高起到了顯著作用。