馬 艷 黃宏佑 冉瑞龍

(西南大學(xué)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院，重慶 400715)

我國(guó)的工科教育經(jīng)歷了特定的發(fā)展歷程及數(shù)次變革。在“中國(guó)教育現(xiàn)代2030”“中國(guó)制造2025”“工業(yè)制造4.0”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，需要進(jìn)行面向未來(lái)的新工科專業(yè)布局。教育部于2017年提出了“新工科”的教育理念并形成了新工科建設(shè)的“三部曲”[1]。面向科學(xué)技術(shù)前沿、面向國(guó)家重大需求、面向新經(jīng)濟(jì)環(huán)境的“新工科”建設(shè)是培養(yǎng)跨學(xué)科交叉復(fù)合型人才的重要戰(zhàn)略舉措。2020年5月，教育部決定在部分高校培育建設(shè)一批未來(lái)技術(shù)學(xué)院，這更是推進(jìn)新工科建設(shè)再拓展、再突破的重要舉措?！靶鹿た啤苯逃砟畹奶岢?，對(duì)于高校教師而言，要從主動(dòng)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高度出發(fā)，主動(dòng)思考在新經(jīng)濟(jì)、新形勢(shì)、新需求下，如何對(duì)工科學(xué)科建設(shè)進(jìn)行內(nèi)容升級(jí)和優(yōu)化再造，以及對(duì)于未來(lái)工科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方式、培養(yǎng)內(nèi)容進(jìn)行思考與探索。

在新工科背景下，人才培養(yǎng)更需凸顯創(chuàng)新性、交叉性、引領(lǐng)性、發(fā)展性等特征。學(xué)科交叉融合正是新工科創(chuàng)新和融合的具體體現(xiàn)，即是在承認(rèn)學(xué)科差異的基礎(chǔ)上結(jié)合專業(yè)特色,拓展內(nèi)涵和外延，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透交叉。西南大學(xué)的紡織專業(yè)已在培養(yǎng)教研復(fù)合型人才與國(guó)際合作方面對(duì)學(xué)科交叉融合進(jìn)行了有益嘗試[2]。中國(guó)科學(xué)院原院長(zhǎng)路甬祥曾指出，交叉學(xué)科的發(fā)展是科學(xué)突破的重要路徑，能使科學(xué)發(fā)展發(fā)生革命性變化[3]。在新經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)下，產(chǎn)業(yè)交叉融合日益廣泛，不斷涌現(xiàn)的新產(chǎn)業(yè)，需要具有交叉知識(shí)背景的復(fù)合型工程技術(shù)人才。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系在基于交叉學(xué)科的人才培養(yǎng)體系中具有舉足輕重的作用，是有效地幫助學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。新工科背景下交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生具備創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力以及發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題能力的綜合素質(zhì)。從某種程度上來(lái)說(shuō)，這不僅僅是教學(xué)改革，更不是單一學(xué)科門類之下的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或?qū)嶒?yàn)設(shè)備的比拼，而是全周期、多方位培養(yǎng)體系的嘗試，是新工科背景下對(duì)于交叉學(xué)科人才培養(yǎng)新理念的實(shí)踐。我們以此為契機(jī)，在新工科和學(xué)科交叉的背景下強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)前沿知識(shí)相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與交叉學(xué)科專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，做好未來(lái)人才的前瞻性和戰(zhàn)略性培養(yǎng)。

1 紡織專業(yè)交叉學(xué)科復(fù)合型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)

“中國(guó)制造2025”明確提出“以人才為本”,新工科背景下要求高校培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力,能很好適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的高水平人才,推進(jìn)建成創(chuàng)新型國(guó)家[4]。對(duì)于培養(yǎng)新工科人才的大學(xué)來(lái)說(shuō)，新工科的建設(shè)是綜合學(xué)科、跨界培養(yǎng)、管理能力等方面綜合實(shí)力的彰顯。通過(guò)建立交叉學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，設(shè)置交叉學(xué)科專題式課程,打造交叉學(xué)科教學(xué)科研平臺(tái),推進(jìn)跨相關(guān)專業(yè)的合作與學(xué)習(xí)，都是新工科背景下交叉學(xué)科復(fù)合型人才培養(yǎng)的有效抓手[5]。

在新工科課程的教學(xué)過(guò)程中,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、打造一流的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)尤為重要。同時(shí)，以教師的前沿科研內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生“雙創(chuàng)”項(xiàng)目立項(xiàng)，這種教研結(jié)合的人才培養(yǎng)方式與交叉學(xué)科人才培養(yǎng)特點(diǎn)和要求高度契合[6]。

國(guó)際紡織產(chǎn)業(yè)的格局已發(fā)生變化，中國(guó)作為紡織品出口大國(guó)，紡織行業(yè)面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn),隨著國(guó)際市場(chǎng)低迷，我國(guó)的紡織品出口利潤(rùn)開(kāi)始呈現(xiàn)較為緩慢的增長(zhǎng)趨勢(shì)[7]。就教育而言，知識(shí)的產(chǎn)生更多源于我們身處的環(huán)境和遇到的實(shí)際問(wèn)題，這也賦予了知識(shí)的跨學(xué)科屬性[8]。隨著新技術(shù)、新學(xué)科的發(fā)展，海量的知識(shí)和技術(shù)滲透融合到了紡織行業(yè)，紡織專業(yè)已經(jīng)成為學(xué)科交叉融合的典范?；谛鹿た票尘跋录徔棇I(yè)學(xué)生的培養(yǎng)具有創(chuàng)新性、交叉性、引領(lǐng)性、發(fā)展性等多個(gè)特點(diǎn)，應(yīng)鼓勵(lì)寬口徑的基礎(chǔ)教育，這種寬口徑不僅僅是指基礎(chǔ)課程的數(shù)量增加，而是更強(qiáng)調(diào)相關(guān)交叉學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的有機(jī)融合，培養(yǎng)全新紡織人才，提升工科學(xué)生對(duì)行業(yè)貢獻(xiàn)的附加值。

2 西南大學(xué)紡織專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀

西南大學(xué)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院成立于2020年7月，是由原生物技術(shù)學(xué)院和原紡織服裝學(xué)院合并而成的交叉學(xué)科高水平特色學(xué)院，融合了農(nóng)、理、工、藝等多學(xué)科，能夠在新時(shí)代更好地適應(yīng)國(guó)家“雙一流”建設(shè)，彰顯“西大版本”的“未來(lái)技術(shù)學(xué)院”特色。西南大學(xué)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院的紡織工程專業(yè)是重慶市特色專業(yè)，重慶市級(jí)一流建設(shè)專業(yè)，也是西南地區(qū)唯一的紡織工程專業(yè)，在西南片區(qū)具有絕對(duì)影響力。學(xué)院擁有紡織科學(xué)與工程碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，并設(shè)有“纖維材料與工程”交叉學(xué)科博士點(diǎn)。“纖維材料與工程”學(xué)科，是以材料科學(xué)與工程、紡織科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)生物工程、化學(xué)化工、環(huán)境工程等學(xué)科為依托形成的多學(xué)科交叉融合新興學(xué)科。新學(xué)院的成立，為新工科背景下紡織工程專業(yè)交叉型人才的培養(yǎng)奠定了良好基礎(chǔ)。

紡織工程專業(yè)的核心實(shí)驗(yàn)課程和教學(xué)重點(diǎn)主要包括《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》《紡織生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)》和《生物質(zhì)纖維材料實(shí)驗(yàn)》等。相關(guān)學(xué)科與紡織工程所形成的交叉學(xué)科已成為紡織領(lǐng)域發(fā)展的新動(dòng)力，紡織工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容豐富，可以認(rèn)為是建立在生物學(xué)、生物技術(shù)、材料學(xué)、化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上的交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)課程體系。通過(guò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的教學(xué)特點(diǎn)是: 既有系統(tǒng)的理論性，又有較強(qiáng)的實(shí)踐性；學(xué)科交叉融合知識(shí)點(diǎn)較分散；使用的專用儀器設(shè)備較多, 技術(shù)要求高, 實(shí)踐性強(qiáng)。

西南大學(xué)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院在積極探索適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的學(xué)科專業(yè)體系建設(shè)方面做出了很多新的嘗試，如：打破學(xué)科壁壘組建協(xié)同式創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，實(shí)施導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)專題式教學(xué)等；強(qiáng)調(diào)運(yùn)用交叉學(xué)科知識(shí)來(lái)理解發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題，解決科學(xué)問(wèn)題，在專題教學(xué)內(nèi)容上實(shí)現(xiàn)了橫向融合和縱向升華；在師資隊(duì)伍建設(shè)方面，有意識(shí)引進(jìn)具有交叉學(xué)科學(xué)歷背景的老師充實(shí)現(xiàn)有師資隊(duì)伍，注重培育跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)；鼓勵(lì)學(xué)生參加更多的學(xué)科交叉活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高其實(shí)踐能力,為學(xué)生融入社會(huì)或進(jìn)行更高層次學(xué)術(shù)深造打下良好的基礎(chǔ)；加強(qiáng)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院紡織服裝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的使用和維護(hù)，擴(kuò)充相關(guān)虛擬實(shí)驗(yàn)；通過(guò)各類國(guó)際合作項(xiàng)目積極推進(jìn)新工科復(fù)合型人才培養(yǎng)的國(guó)際化進(jìn)程。另外，在教研結(jié)合方面實(shí)施基于科研項(xiàng)目的創(chuàng)新學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在解決實(shí)際科研問(wèn)題的過(guò)程中，把各學(xué)科交叉知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合，形成整合一體的知識(shí)體系，并通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)踐，提升知識(shí)運(yùn)用的能力，完成學(xué)習(xí)的全過(guò)程。

西南大學(xué)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院的成立促進(jìn)了跨專業(yè)教師的交流和合作，也為跨學(xué)科人才培養(yǎng)提供了更多的機(jī)會(huì)和更大的平臺(tái)。在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下，在新工科教育理念的背景下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)需要我們樹(shù)立更強(qiáng)的交叉學(xué)科教育理念，具有更多跨學(xué)科思維，在教學(xué)過(guò)程中更加注重課程體系建設(shè)系統(tǒng)化、知識(shí)復(fù)合化，讓學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)保持開(kāi)放狀態(tài)，能夠融會(huì)貫通接收來(lái)自各個(gè)相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。

3 紡織專業(yè)交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)路徑

西南大學(xué)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院現(xiàn)有授予理學(xué)學(xué)位的生物技術(shù)專業(yè)和授予工學(xué)學(xué)位的紡織工程專業(yè)。近年來(lái)，學(xué)院堅(jiān)持“藝工結(jié)合”“理工結(jié)合”的人才培養(yǎng)理念和“‘科學(xué)前沿’‘民生需求’‘產(chǎn)業(yè)發(fā)展’三重驅(qū)動(dòng)”的發(fā)展理念，以社會(huì)新經(jīng)濟(jì)的需求為導(dǎo)向，進(jìn)行了新工科復(fù)合型人才培養(yǎng)的探索和實(shí)踐。為了促進(jìn)學(xué)科交叉融合，新開(kāi)設(shè)了《紡織生物技術(shù)》《紡織材料學(xué)》《生物質(zhì)纖維材料》等系列課程，同時(shí)，學(xué)院部分教師的科研方向也開(kāi)始聚焦生物材料等具有典型交叉學(xué)科背景的前沿研究領(lǐng)域。而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，基于學(xué)科交叉融合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)施教者提出了更高的要求，為此，學(xué)院通過(guò)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)崗教師技能培訓(xùn)、完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室管理等措施，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理等4個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)探索和實(shí)踐，初步推出了基于新工科背景的紡織專業(yè)交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)路徑(圖1)。

圖1 基于新工科的紡織專業(yè)交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)路徑

3.2 基于模塊化課程體系的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

紡織工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容豐富，涵蓋面廣，是建立在生物技術(shù)、材料科學(xué)、化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)課程體系，各學(xué)科飛速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系也需要?jiǎng)?chuàng)新和發(fā)展。再就是紡織工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容、授課方式都離不開(kāi)交叉學(xué)科的支撐，因此，本科實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置和授課方式的優(yōu)化都需要基于新工科和學(xué)科交叉的雙重背景，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式兩方面進(jìn)行創(chuàng)新。內(nèi)容和方法彼此促進(jìn)，是紡織工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的重點(diǎn)。在內(nèi)容設(shè)置上既要考慮相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，又要體現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)的交叉融合。

以《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》《紡織生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)》為例，兩門實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)數(shù)有限，知識(shí)點(diǎn)多且分散，如何在有限的課時(shí)內(nèi)讓學(xué)生能夠最大程度掌握相關(guān)學(xué)科知識(shí)，是對(duì)教學(xué)的一大挑戰(zhàn)。本研究對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容重新篩選、設(shè)計(jì)和整合，劃分模塊，并結(jié)合紡織材料最新研究進(jìn)展，將科學(xué)發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)發(fā)明等相關(guān)學(xué)科知識(shí)合理融入到每個(gè)模塊中，在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置上做到“點(diǎn)”“面”結(jié)合，即在傳統(tǒng)教材中選取經(jīng)典知識(shí)點(diǎn), 在相關(guān)學(xué)科的前沿進(jìn)展中補(bǔ)充交叉的內(nèi)容，拓寬學(xué)生知識(shí)面，最終建立模塊化課程體系，由此力爭(zhēng)讓該實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性，提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

以《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》為例，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以能力培養(yǎng)為主線，分3類模塊整理出共12個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容(圖2)。實(shí)施這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，可以讓學(xué)生全面地了解紡織材料、生物質(zhì)纖維材料的分類和組成，辨別各種材料的宏觀形貌、微觀形態(tài)，掌握纖維及其制品的結(jié)構(gòu)與理化性能的測(cè)定方法，熟悉各類材料常規(guī)測(cè)試儀器的構(gòu)造、測(cè)試原理及相關(guān)測(cè)試條件，還可使學(xué)生了解應(yīng)用紡織酶制劑的生物制造技術(shù)、紡織品生物前處理、紡織品生物后處理、紡織材料生物處理過(guò)程的優(yōu)化與控制、紡織工業(yè)廢水生物處理以及紡織材料的生物降解、著色、改性等工藝技術(shù)。

圖2 《紡織材料學(xué)實(shí)驗(yàn)》的模塊化實(shí)驗(yàn)課程體系

該體系分為鑒別類實(shí)驗(yàn)，測(cè)試類實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)3個(gè)板塊。

一是鑒別類實(shí)驗(yàn)。紡織材料的源頭革新在于原材料的創(chuàng)新，首先要不局限于實(shí)驗(yàn)教材，根據(jù)目前國(guó)際上最新的紡織材料分類，讓學(xué)生全面了解目前紡織材料的分類和特點(diǎn)。這一板塊的教學(xué)借助微課等演示性實(shí)驗(yàn)，采用演示和體驗(yàn)式教學(xué)，讓同學(xué)們更多是全方位多角度紡織材料的特點(diǎn)。

二是測(cè)試類實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生認(rèn)識(shí)和能夠鑒別常見(jiàn)紡織類材料的基礎(chǔ)上，可以圍繞織物、纖維、紗線等材料的力學(xué)性能、透水性、懸垂性、細(xì)度等重要特性設(shè)計(jì)各種測(cè)試性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法可以分組討論并允許大膽嘗試使用新方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后各小組間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較和討論。

三是綜合性實(shí)驗(yàn)。按照學(xué)科交叉、由易到難、注重創(chuàng)新的原則設(shè)置該部分內(nèi)容。這部分內(nèi)容不占用課堂教學(xué)時(shí)間, 主要針對(duì)想提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備考研的同學(xué)和申請(qǐng)了各類創(chuàng)新性項(xiàng)目的同學(xué)。這部分學(xué)生可以通過(guò)進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的方式完成自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鼓勵(lì)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法完成項(xiàng)目?jī)?nèi)容，通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程系統(tǒng)復(fù)習(xí)和鞏固課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，鍛煉動(dòng)手能力，培養(yǎng)良好的科研素養(yǎng)。

就《紡織生物技術(shù)》實(shí)驗(yàn)而言，課時(shí)數(shù)相對(duì)較少，課堂實(shí)驗(yàn)只有3個(gè)學(xué)時(shí)。我們根據(jù)交叉學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)整理了6個(gè)模塊內(nèi)容，部分可供學(xué)生自學(xué)。6個(gè)模塊的內(nèi)容涵蓋生物技術(shù)在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用、紡織用酶的應(yīng)用、淀粉酶退漿實(shí)驗(yàn)、棉織物的生物拋光實(shí)驗(yàn)、真絲織物的生物酶后整理，以及羊毛纖維的生物酶后整理。

3.3 基于立體化教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

3.3.1 立體豐富的實(shí)驗(yàn)教材

適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式可以將教學(xué)內(nèi)容有效地轉(zhuǎn)化為學(xué)生可以掌握的知識(shí)和技能。在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們還大膽嘗試與之相應(yīng)的新的教學(xué)方式。之前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要依托校外現(xiàn)有發(fā)行教材進(jìn)行教學(xué)，有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不太適應(yīng)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室條件以及擬定的學(xué)時(shí)數(shù)。本研究針對(duì)《紡織材料學(xué)》和《紡織生物技術(shù)》兩門課程設(shè)計(jì)制作共18個(gè)微課并融入TED視頻等多媒體形式，建立了集經(jīng)典教材、PPT、微課、優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容為一體的豐富的實(shí)驗(yàn)教材。立體化實(shí)驗(yàn)教材將緊貼模塊的相關(guān)內(nèi)容，環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，助力師生樂(lè)教樂(lè)學(xué)。

3.3.2 虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)形式

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，微課、翻轉(zhuǎn)課堂以及基于云端、二維碼等創(chuàng)新型多媒體教學(xué)手段也開(kāi)始作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充。除了模塊化教學(xué)中的真實(shí)性實(shí)驗(yàn)，我們還引入了由紡織工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)前期設(shè)計(jì)研發(fā)的FCF-9無(wú)紡布與紡絲/BCF絲綜合機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在安全性最好、成本最低的實(shí)驗(yàn)條件下快速了解從原料到成品的生產(chǎn)過(guò)程，并可滿足學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后反復(fù)練習(xí)。

另外，充分利用前期針對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)計(jì)的QR二維碼，學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課的過(guò)程中通過(guò)手機(jī)掃碼，及時(shí)了解儀器的使用說(shuō)明，內(nèi)容包括“儀器功能介紹”“儀器基本數(shù)據(jù)”“儀器操作指南”3個(gè)部分。由此便于學(xué)生更好地了解儀器的使用規(guī)則，避免因操作不當(dāng)引起儀器的損壞或者影響自身安全。

3.3.3 難易遞進(jìn)的教學(xué)層次

目前參與到老師科研課題組的本科生越來(lái)越多，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)無(wú)法滿足各個(gè)層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。針對(duì)不同的學(xué)習(xí)需求，我們嘗試了由易到難，層層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成從基礎(chǔ)知識(shí)到科學(xué)前沿、從基本操作到自主設(shè)計(jì)，層次逐漸提升的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，期望最終形成以科研帶教學(xué)，以教學(xué)促科研的良性循環(huán)。與此同時(shí)，我們還建立了多層次的實(shí)驗(yàn)考核方法，全面考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，即從?shí)驗(yàn)技能考核、實(shí)驗(yàn)理論考核、實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核、創(chuàng)新能力考核等4個(gè)層次，對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行考核。

4 紡織專業(yè)交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的支撐條件

4.1 建立優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍的建設(shè)是保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)管理等各環(huán)節(jié)良好運(yùn)行的核心要素。面向新工科建設(shè)的要求，實(shí)驗(yàn)技術(shù)教師需要能夠承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，具備一定的科研能力，能夠了解最前沿的科研進(jìn)展和最新的技術(shù)發(fā)明，能夠把科研創(chuàng)新的思維和能力融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，具備適應(yīng)新工科背景下交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系所需的教學(xué)能力,在教學(xué)策略和教學(xué)方法上具有創(chuàng)新意識(shí)[9]。

基于上述要求，蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院在人才引進(jìn)和人才隊(duì)伍建設(shè)方面十分注重交叉學(xué)科師資隊(duì)伍的融合。紡織工程專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)由不同專業(yè)背景并具有不同教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師組成，圍繞現(xiàn)代紡織行業(yè)中涉及的交叉學(xué)科方向，涵蓋材料學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子制造等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐中，同樣重視依托交叉學(xué)科的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，通過(guò)定期研討、外出調(diào)研、培訓(xùn)等方式拓展教師的知識(shí)技能，鼓勵(lì)教師申請(qǐng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究項(xiàng)目，最終打造出一支以高級(jí)實(shí)驗(yàn)師、實(shí)驗(yàn)師、助理實(shí)驗(yàn)師組成的梯隊(duì)，作為高效協(xié)作、特點(diǎn)互補(bǔ)、資源共享的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生們主動(dòng)參與“學(xué)業(yè)導(dǎo)師”的各項(xiàng)科研項(xiàng)目,通過(guò)融入課題組，掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能和形成良好的科研素養(yǎng)。另外，還通過(guò)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”以研促教，讓學(xué)生在訓(xùn)練計(jì)劃中盡可能熟悉和掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能。

4.2 建立教研兼用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)管理體系

為了更好地發(fā)揮本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和專業(yè)科研實(shí)驗(yàn)室在學(xué)科交叉復(fù)合型人才培養(yǎng)中的重要作用,蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)的同時(shí)，繼續(xù)強(qiáng)調(diào)打通實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放瓶頸，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和相關(guān)資源的開(kāi)放共享。

科研實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生重要的學(xué)習(xí)和實(shí)踐場(chǎng)所之一,對(duì)于主持“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”的項(xiàng)目負(fù)責(zé)學(xué)生，鼓勵(lì)其進(jìn)入指導(dǎo)老師的課題組，充分利用指導(dǎo)老師所在科研實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)資源開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這種教研相互融合方式，構(gòu)建“以研促教、教研融合”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

虛擬實(shí)驗(yàn)室和虛擬實(shí)驗(yàn)已成為現(xiàn)代高效實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要手段[10-11]，是學(xué)科交叉融合的新技術(shù)和新產(chǎn)物。目前西南大學(xué)蠶桑紡織與生物質(zhì)科學(xué)學(xué)院正在建設(shè)涵蓋完整紡織服裝產(chǎn)業(yè)鏈的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),并繼續(xù)提高虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)速度和開(kāi)放使用效率，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，做到“虛實(shí)結(jié)合”，讓學(xué)生利用最新的現(xiàn)代化技術(shù)手段，感受實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生動(dòng)和魅力。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的高效運(yùn)行離不開(kāi)制度的保障，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行維持制度方面，學(xué)院通過(guò)申請(qǐng)建立院級(jí)多學(xué)科交叉儀器設(shè)備共享平臺(tái)等途徑，努力探索新工科背景下交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的高效運(yùn)行維持機(jī)制，支撐實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的良好運(yùn)行。