“双碳”背景下“生态纺织”专业课实践教学的探索

王淑花，史 晟，郭 红，高承永，张永芳，卢建军

（太原理工大学 轻纺工程学院，山西 晋中 030600）

随着“碳达峰、碳中和”呼声在全球范围内越来越高，在我国纺织强国目标基本实现的新发展阶段，纺织服装行业以绿色、低碳、循环为特征的新经济形态加速形成。在“减碳”背景下，纺织产业绿色可持续发展需要具有跨学科交叉性、创新型特征的纺织工科人才。本研究从“减碳”理念出发，对纺织工程专业“生态纺织”专业课的实践教学进行探索，为培养全面、复合交叉型纺织人才奠定基础。

“双碳”目标对我国绿色低碳发展具有引领性、系统性作用，可以带来环境质量改善和产业发展的多重效应。在此环境下，作为我国重要基础经济支柱，纺织工业必须具有生态性，即全面加快清洁生产、节能减排及资源综合利用技术的研发应用，建立绿色循环经济发展体系，朝着更清洁、更节约资源和能源的方向发展。要想实现“碳达峰、碳中和”目标，需要整个纺织产业链上下游紧密协作，从最初的原料到产品消费全过程实现无污染绿色发展，建立从源头到末端产业链的绿色循环生态圈，推动生态纺织发展。

从十几年前开始，生态纺织已经引起了许多学者关注，出版了相关书籍，比如《生态纺织品标准》（2003年）、《生态纺织工程》（2004年）、《生态纺织的构建与评价》（2005年）、《绿色纤维和生态纺织新技术》（2005年）、《生态纺织品技术要求》（2009年）、《生态纺织服装绿色设计》（2017年）、《纺织产品生态安全性能检测》（2019年）。

近年来，有关纺织绿色生态发展的各个法规相继出台。2021年6月11日，中国纺织工业联合会发布了《纺织行业“十四五”发展纲要》（以下简称《纲要》），以进一步推进我国纺织行业“科技、时尚、绿色”的高质量发展。基于行业发展目标，《纲要》提出“十四五”时期我国纺织行业发展的8项重点任务。其中，纺织行业绿色发展重点任务是“推进社会责任建设与可持续发展”，具体包括推进节能低碳发展；
加强清洁安全发展；
推动再生循环发展。在此环境下，需要更多掌握绿色生态纺织相关内容的新型专业人才。

生态纺织覆盖纺织产品生命周期的各个环节，要求产品从设计、生产、销售到使用，直至最后处理的整个生命周期内都不会对生态环境造成危害，具体包括生态纺织原材料体系、生态纺织生产体系、生态纺织消费体系、纺织品废弃物回收处理再利用体系。

2.1 生态纺织原材料体系

生态纺织原材料体系包括生态纤维、环保浆料、染料和助剂的研究开发，要求研发新型生态纤维；
研究化纤的生产方式、工艺过程和原料选用，解决“三废”排放和治理问题；
研发环保型上浆剂与浆料助剂。

2.2 生态纺织品生产体系

生态纺织品生产体系需要改进污水处理机制，预防大气污染。纺织品在生产加工过程中要采用绿色环保活性染料，避免纺织品上有污物残留，消除对消费者身体健康的不利影响；
研发高新技术，采用资源利用率高、污染物产生量少的工艺和设备，实现对生产过程的有效控制。

2.3 生态纺织消费体系

生态纺织消费体系主要研究纺织品在使用中对人体及其周围环境可能产生的影响及检测方法，为纺织品开发与生产指明方向；
研究纺织品中有哪些物质对人体有害、对其含量的检测方法，制定出科学的法规和执行标准；
研究原材料、加工、消费、处理等方面的生态要求和措施，引导消费者正确选用对人体无害的纺织品。

2.4 纺织品废弃物回收处理再利用体系

纺织品废弃物回收处理再利用体系主要研究废弃纺织物对环境的影响及其检测与控制；
研究使传统工业生产活动由“资源产品—废物”构成的单向流动生产过程转变为生态工业由“资源—产品—再生资源—再生产品”构成的物质循环流动生产过程。

2.5 小结

以上体系构成了完整的生态纺织系统。近年来，国家加大了在环保技术、设备上的投入，为生态纺织的可持续发展奠定了坚实的生产基础，但仍需教学机构培养更多的专业技术性人才来保障生态纺织系统的持续发展。

随着国家出台诸多相关政策，目前许多高校已经开设了有关生态纺织的专业课程，并以培养生态专业人才为目标。比如，苏州大学设有“可持续纺织”“绿色纺织概论”“环境保护”等与生态纺织相关的课程；
河北科技大学的轻化工程专业开设了“生态纺织化学品”专业方向；
江南大学轻化工程专业的本科生培养目标之一就是具备本领域初步的生态纺织品研究开发和生产技术管理能力；
东华大学设有生态纺织教育部重点实验室。这些生态纺织专业人才将会是生态纺织的发展主力军，也将保障纺织行业朝着生态纺织方向发展。

“生态纺织”课程是在全世界可持续发展要求的基础上为了培养新型创新人才设置的一门课程。课程包括纺织生产体系绿色原料、清洁生产、节能减排、绿色设计、绿色产品，涉及面很广，包含从纺织原材料到最终的纺织产品，也包括中间的加工过程。但是，实际课堂教学课时不可能将这些内容全部讲授完，学生深度理解并掌握课程知识有一定的困难。实践是培养学生创新能力的有效途径[1]。通过加强实践教学，配合理论讲授，可以让学生更快、更深入、更全面地掌握生态纺织相关知识，满足纺织行业的发展需要。另外，“生态纺织”课程内容较多，涉及不同学科，比如材料、化学、机械等，需设置的实践教学种类多，但由于学校有投入资金、指导老师、场地等多方面的限制，并且学校实践教学实验设备主要用于基础实验，与相关学科的交叉融合不够，在有限的课时内无法保证每一个学生都能完成所有实验，进而导致学生对课程的理解和掌握不足，甚至无法了解到行业新产品、新技术的专业知识，最终难以满足纺织产业绿色可持续发展的需求。因此，需要一套多学科交叉融合的可行性实践教学方案，以适应“双碳”背景下对纺织人才的要求。

为贯彻国家本科教育教学综合改革措施，提高纺织工程专业人才的实践操作能力，在纺织教学方面必须强化实践动手能力、合作能力、创新能力的培养，紧跟行业发展和社会需求，及时修订纺织工程专业本科人才培养方案，大幅度提高实践教学比例。在理论教学时，运用实践案例；
在实践教学时，有理论支撑。总结实践经验并上升为理论，在理论指导下深化实践，构建理论教学、科研学术活动、生产社会实践三位一体的理论与实践教学有机融合的课程教学体系。在理论教学上，在对专业必修课程进行“浓缩改造”的基础上，将必修课与选修课相结合，增加纺织专业知识，增强学生的理论基础，为学生提供有关纺织行业发展的讲座以及参加相关学术会议、参观行业企业等活动的机会，为进一步开发实践性课程、培养人才综合应用能力奠定坚实的学术理论基础，构建新时期“双碳”背景下理论、科研、实践三位一体的多学科交叉融合生态纺织实践教学体系。

5.1 发挥纺织行业特色，紧密连接地方纺织企业与经济发展需要，激发纺织新动力

学校老师应走进企业，聆听企业需求，及时分析并调整人才培养方案，以“双碳”新经济发展需求为导向，以“科技创新、产业发展”为驱动力，进行纺织复合型人才培养的探索和实践；
进一步加强校企合作，学以致用，学校为企业科技发展助力，企业为教学实践搭建平台，培养学生的工程师思维，为解决工程实际问题奠定基础。这有助于提高学生的就业创业能力，实现学校和企业的创新双赢，并培养出创新应用型人才。

5.2 以“双碳”经济为背景，理论教学多模块交叉融合衔接，促进纺织新型复合人才的培养

结合“双碳”经济背景下纺织产业复合实践型人才的需要，以“生态纺织”为主体，深化教学内容和课程体系，将生态纺织涉及的材料、化工、机械灯学科有机融合，通过设置包括不同学科的教学团队、课程专题，增加跨学科选修课程，满足学生的知识需求。

5.3 与理论教学相对应，实现实践环节的融合衔接，提升学生的实践应用能力，适应“双碳”纺织经济对人才的需求

5.3.1 实践内容小模块化衔接构成“生态纺织”实践大模块

“生态纺织”包括绿色原料、清洁生产、节能减排、绿色设计、绿色产品等多维度，在综合实践和实习环节，在有限的实践时间内很难让每个学生都完成每一项内容。首先，将课程内实验、课程设计、毕业设计等必要的基础实践小模块统筹衔接，保证学生具备一定的基础实践能力。其次，在实习等综合实践模块，依据整体化原则，可以工序分段、学生分组为小模块，定时汇报交流，融合实习内容。当涉及复杂的工程问题时，学生共同探讨解决，培养分析问题、合作沟通、解决问题的能力。

5.3.2 教研实验平台共享，学生走进科研实验室，实践常态化

科研实验室的研究内容比较接近行业发展前沿，有更先进的实验设备。通过合理统筹规划，秉着科研教学共赢的理念，鼓励二者实验仪器设备和相关资源的开放共享，构建“研教融合、教研共赢”的实验教学平台。将科研实验室统筹作为教学实验的重要补充，特别是对于“生态纺织”实践内容，纺织基本实验很难涉及材料化工较深层次的知识，通过参与科研实验可以帮助学生加深这方面知识的理解，弥补纺织基础实验的不足。目前，学科开设的含有纺织实验的课程有“纺织化学”“纺织染整工艺学”，包含的实验有化学基础操作、简单有机物乙酸乙酯的合成以及染色基本实验。对于纺织原材料、纺织清洁生产和废旧纺织品回收再利用等“生态纺织”中重要的过程没有涉及，学生只能通过书本知识有限理解。学院有许多纺织原材料的开发、纺织废弃污染物处理、回收再利用等相关科研平台，教师在开课期间，免费、随时向学生开放，学生通过预约可以去实验室直接参观甚至参与相关实验，更直观地理解课堂上的知识，加深对课程的理解。课堂与实验的结合激发了学生对科研的兴趣，教学科研相互融合，促使学生尽早进入科研实验室，了解更多的行业发展前沿，建立科研思维，锻炼实践动手能力，这是培养新型复合纺织人才的重要一环。

5.3.3 充分发挥现代科技的功能，“虚实结合”，使教学实践更加丰富完善

“双碳”经济发展要求纺织产业减少碳排放，推动经济结构绿色转型，加快形成绿色生产方式，这是对纺织产业链的宏观要求。实践教学条件的限制无法完成这部分教学任务，学生很难理解其中的深刻含义。虚拟仿真实验已成为现代高效实验教学的重要手段[2-3]，因此，可以充分利用虚拟仿真实验和多媒体课件等信息化手段，对整个纺织产业绿色生产的优势、科技对纺织技术的提升促使纺织行业满足“双碳”要求等内容进行演示，让学生多角度、多形式地学习和熟悉各种知识和技能，拓宽学生的知识面，提升学生的综合素质，增强学生对纺织专业的热爱和自信心。

“碳达峰、碳中和”目标的提出对社会经济发展、生产经营方式与生活消费理念都产生了深远影响。在我国纺织强国目标基本实现的新发展阶段，纺织行业以绿色、低碳、循环为特征的生态纺织新经济形态加速形成。纺织行业“双碳”目标的主力企业亟需以制度创新、技术创新、产品创新展开生态环保布局，推动产业绿色循环的高质量发展。在此背景下，企业亟需掌握交叉融合新知识、新技术的应用复合型人才，因此，必须加强生态纺织专业实践教学，进行整体性、多学科交叉融合改革，以满足企业对实践型复合人才的新需求。

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