(浙江理工大學(xué)材料與紡織學(xué)院，杭州 310018)

“中國制造2025”提出了創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本的要求，為工科院校人才培養(yǎng)指明了方向。工科院校應(yīng)根據(jù)專業(yè)發(fā)展的方向，培養(yǎng)適應(yīng)并能推動現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新性專業(yè)技術(shù)人才。[1]因此，高校教學(xué)改革應(yīng)圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)，緊跟現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展步伐，進(jìn)行相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革。

紡織行業(yè)是傳統(tǒng)制造業(yè)，該行業(yè)技術(shù)成熟，專業(yè)性較強(qiáng)。目前,高校對于紡織工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍以紡織工藝技術(shù)為主。隨著電子自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，紡織這一傳統(tǒng)制造業(yè)無論在織造技術(shù)還是在工藝設(shè)計方面都有了長足的發(fā)展。為了適應(yīng)這種發(fā)展，紡織工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能只是停留在紡織工藝技術(shù)，而是要結(jié)合自動化技術(shù)，使學(xué)生能熟練掌握織造工藝技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用技能，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。[2]本文以浙江理工大學(xué)紡織工程專業(yè)的《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》課程建設(shè)為例，探索適應(yīng)現(xiàn)代紡織工業(yè)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革方案。教學(xué)改革主要包括豐富教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)等多方面，目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

一、教學(xué)改革背景

針織毛衫是特色針織服裝，“毛衫工藝設(shè)計”是針對紡織工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容之一。[3]隨著現(xiàn)代裝備技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)紡織業(yè)的轉(zhuǎn)型升級急需大批既具有紡織專業(yè)知識又掌握數(shù)碼控制技術(shù)的紡織專業(yè)人才，因此紡織專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該逐步充實(shí)CAD設(shè)計等新內(nèi)容。《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》課程的開設(shè)，正是為了提升紡織工程學(xué)生的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用技能。多年來，浙江理工大學(xué)紡織工程專業(yè)的《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》課程存在以下兩大問題。

(一)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容單一，與現(xiàn)代化綜合性人才培養(yǎng)有一定的脫節(jié)

根據(jù)原來的《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱，該課程主要任務(wù)是：要求學(xué)生學(xué)習(xí)“電子提花橫機(jī)花形設(shè)計系統(tǒng)”軟件的操作；學(xué)習(xí)常規(guī)手工毛衫工藝在“電子提花橫機(jī)花形設(shè)計系統(tǒng)”中的實(shí)現(xiàn)；學(xué)習(xí)應(yīng)用軟件設(shè)計一些常規(guī)產(chǎn)品等。由此可知，教學(xué)內(nèi)容注重學(xué)生學(xué)習(xí)軟件知識，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對單一。

培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代紡織工業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型人才，要求學(xué)生不僅掌握紡織基本工藝、計算機(jī)軟件的操作，還要學(xué)習(xí)現(xiàn)代化數(shù)碼控制設(shè)備的控制原理和控制方法，學(xué)習(xí)CAD軟件設(shè)計參數(shù)在數(shù)碼控制設(shè)備中的實(shí)現(xiàn)方法等跨專業(yè)的相關(guān)知識[4]。知識面的拓展不僅有利于學(xué)生更好地理解計算機(jī)程序的設(shè)計方法，也有利于學(xué)生提高羊毛衫設(shè)計程序的可執(zhí)行性和程序的優(yōu)化設(shè)計能力。鑒于此，《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)應(yīng)將CAD設(shè)計技術(shù)、紡織織造技術(shù)與數(shù)碼裝備控制技術(shù)等知識點(diǎn)結(jié)合起來，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。

(二)實(shí)驗(yàn)組織方法單一，與紡織生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)

長期以來，《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》的組織方式是：學(xué)生根據(jù)統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)任務(wù)書，進(jìn)行單人實(shí)驗(yàn)或多人分組實(shí)驗(yàn)，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果評定實(shí)驗(yàn)成績。實(shí)驗(yàn)組織方式比較單一，學(xué)生的設(shè)計成果與產(chǎn)品相脫離，學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可執(zhí)行性無法得到確認(rèn)，處于“紙上談兵”的狀態(tài)。

“羊毛衫CAD設(shè)計”涉及的知識點(diǎn)眾多，根據(jù)設(shè)計參數(shù)的性質(zhì)不同，程序設(shè)計中將設(shè)計參數(shù)分為多個模塊，且各模塊參數(shù)之間的關(guān)系復(fù)雜。對于一個執(zhí)行性優(yōu)良的程序，需要結(jié)合設(shè)備性能，制定流暢、可行的設(shè)計方案，編輯切實(shí)可行的程序執(zhí)行步驟。

仿照企業(yè)實(shí)際運(yùn)營過程中的新產(chǎn)品開發(fā)流程，產(chǎn)品設(shè)計需要經(jīng)過“設(shè)計方案探討→程序設(shè)計→程序修改→上機(jī)試機(jī)→程序優(yōu)化→上機(jī)編織產(chǎn)品→產(chǎn)品確認(rèn)”等環(huán)節(jié)，并經(jīng)過反復(fù)的修改和優(yōu)化過程。因此，《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》需要改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織方式，發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性，引導(dǎo)學(xué)生提高設(shè)計程序的可執(zhí)行性，進(jìn)而將毛衫設(shè)計結(jié)合紡織企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際過程。

二、教學(xué)改革的主要內(nèi)容

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)朝著“計算機(jī)設(shè)計、數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)自動控制”的方向發(fā)展。在針織毛衫生產(chǎn)中，隨著電子提花橫機(jī)的自動化程度逐步提高，毛衫的設(shè)計范圍更加廣泛，款式更為豐富。[5]

《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)改革目的是：充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法與教學(xué)組織形式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果，培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力。教學(xué)改革的主要內(nèi)容包括：一方面，結(jié)合傳統(tǒng)編織技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)碼控制技術(shù)，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生對多種專業(yè)知識的應(yīng)用，將傳統(tǒng)紡織工程教學(xué)和現(xiàn)代計算機(jī)設(shè)計與數(shù)碼控制技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉；另一方面，通過教學(xué)方法和教學(xué)組織形式的改革，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

(一)結(jié)合現(xiàn)代針織和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，充實(shí)《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)內(nèi)容

與傳統(tǒng)的《毛衫工藝設(shè)計》課程教學(xué)內(nèi)容相比，改革后的《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》結(jié)合電子提花橫機(jī)的數(shù)碼控制原理，從羊毛衫工藝設(shè)計、CAD程序設(shè)計、電子提花橫機(jī)數(shù)碼控制技術(shù)和成形衣片的編織技術(shù)等多方面豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容?！堆蛎繡AD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容主要包括：電子提花橫機(jī)花形設(shè)計系統(tǒng)分析、計件衣片連續(xù)編織工藝設(shè)計(即羅紋分離組織設(shè)計)、針織花形組織的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)、毛衫成形衣片設(shè)計與參數(shù)設(shè)計[6-7]。課程改革前后的內(nèi)容變化如圖1所示。

圖1 《毛衫工藝設(shè)計》與《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》課程內(nèi)容對比

改革后的《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》各部分教學(xué)內(nèi)容都包含了豐富的內(nèi)容：

a)“電子提花橫機(jī)花形設(shè)計系統(tǒng)分析”部分可系統(tǒng)分析電子提花橫機(jī)各控制參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和控制范圍、電子提花橫機(jī)花形設(shè)計系統(tǒng)的組織方式和數(shù)據(jù)庫內(nèi)容等內(nèi)容。

b)“機(jī)器型號設(shè)置”部分可以從技術(shù)層面系統(tǒng)分析電子提花橫機(jī)的發(fā)展過程、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

c)“羅紋分離組織設(shè)計”部分包含羊毛衫羅紋織物組織類型、橫機(jī)起口牽拉方式(有起底板、無起底板)、翻針移圈方式等多個知識點(diǎn)。

d)“針織花形組織”部分包含單/雙面組織設(shè)計、二(多)色提花組織設(shè)計、集圈花色組織設(shè)計、各類移圈組織設(shè)計、波紋組織等設(shè)計織物花色組織結(jié)構(gòu)方面的知識點(diǎn)。

e)“毛衫成形衣片”部分包含毛衫收放針方式設(shè)計、領(lǐng)口編織方式設(shè)計、落布方式設(shè)計等成形衣片編織方面的眾多知識點(diǎn)。

總之，結(jié)合電子提花橫機(jī)數(shù)碼控制技術(shù)開展《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)，可以從緯編技術(shù)、數(shù)碼控制技術(shù)和毛衫款式設(shè)計等多方面擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)大學(xué)生知識面，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)交叉。

(二)結(jié)合現(xiàn)代針織技術(shù)理論教學(xué)內(nèi)涵，提升學(xué)生對專業(yè)知識的實(shí)踐應(yīng)用能力

紡織工程(針織技術(shù)方向)教學(xué)體系中緯編部分的內(nèi)容包括《針織緯編工藝學(xué)》、《針織成形工藝學(xué)》、《橫機(jī)工藝與設(shè)備》、《針織機(jī)電一體化》等多方面的課程。將電子提花橫機(jī)及其花形設(shè)計系統(tǒng)運(yùn)用于《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》(即結(jié)合數(shù)碼控制技術(shù)實(shí)施《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革)，可以涵蓋紡織工程緯編工藝知識體系中多方面的教學(xué)內(nèi)容。具體而言，《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》涉及以下多門專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容：

a)包含《針織緯編工藝學(xué)》的重要教學(xué)內(nèi)容。《針織緯編工藝學(xué)》主要包括針織物組織結(jié)構(gòu)設(shè)計和編織工藝設(shè)計兩部分內(nèi)容。這兩部分內(nèi)容都將在《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》的“織物組織設(shè)計”和“編織工藝參數(shù)設(shè)計”實(shí)驗(yàn)中得到充分的實(shí)踐。

b)包含《針織成形工藝學(xué)》課程的部分教學(xué)內(nèi)容。“針織成形工藝”包括全自動電子提花針織無縫圓機(jī)、襪機(jī)等編織的圓形成形產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，也包括橫機(jī)編織成形衣片，通過縫合形成的成形產(chǎn)品生產(chǎn)工藝?！堆蛎繡AD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》包含針織成形衣片設(shè)計的實(shí)踐內(nèi)容，涉及針織成形衣片款式設(shè)計、織物組織設(shè)計、毛衫工藝設(shè)計等眾多教學(xué)內(nèi)容。電子提花橫機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)成圈、集圈、浮線、移圈、接圈等工藝設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)花形組織設(shè)計和成形衣片的收放針工藝設(shè)計，設(shè)計范圍大，是實(shí)踐針織成形設(shè)計開發(fā)的重要機(jī)型。[5]

c)包含《橫機(jī)工藝與設(shè)備》課程的重要教學(xué)內(nèi)容。針織橫機(jī)包括常規(guī)手搖橫機(jī)、機(jī)械提花的橫機(jī)和電子提花橫機(jī)，使用高性能的電子提花橫機(jī)是行業(yè)發(fā)展趨勢。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制精準(zhǔn)，操作方便，應(yīng)用范圍廣[5]，是《橫機(jī)工藝與設(shè)備》課程的主要內(nèi)容?！堆蛎繡AD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)實(shí)踐將“CAD設(shè)計”與“針織橫機(jī)工藝”設(shè)計結(jié)合起來，加強(qiáng)學(xué)生對《橫機(jī)工藝與設(shè)備》課程的理解和掌握。

d)包含《針織機(jī)電一體化》課程的部分教學(xué)內(nèi)容。電子提花橫機(jī)是數(shù)碼控制技術(shù)在緯編編織技術(shù)方面應(yīng)用的代表性機(jī)型[5]，《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》以緯編花形設(shè)計軟件為設(shè)計工具，將“針織工藝技術(shù)”、“CAD設(shè)計技術(shù)”和“數(shù)碼控制技術(shù)”結(jié)合起來，實(shí)踐《針織機(jī)電一體化》課程的基本教學(xué)內(nèi)容。

(三)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與教學(xué)組織形式改進(jìn)

通過改進(jìn)教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)方法和課程組織方式等方面實(shí)施課程改革，改革后的《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》課程的實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)組織方式，如圖2所示。

a)改進(jìn)教學(xué)手段。采用多媒體動畫教學(xué)手段，并逐步完善多媒體動畫的演示水平。實(shí)驗(yàn)教學(xué)將重點(diǎn)講解“電子提花橫機(jī)控制機(jī)構(gòu)”、“毛衫織物組織設(shè)計”、毛衫編織“工藝參數(shù)設(shè)計”和CAD設(shè)計系統(tǒng)的“程序的檢驗(yàn)與編譯”等知識點(diǎn)及這些知識點(diǎn)之間的關(guān)系，提升學(xué)生對專業(yè)知識的認(rèn)識水平。

b)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)采用實(shí)踐演示和單獨(dú)指導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)方法。教師首先采用設(shè)計實(shí)例進(jìn)行“羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)踐演示”，然后組織學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計目標(biāo)開展“學(xué)生獨(dú)立設(shè)計”的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

“學(xué)生獨(dú)立設(shè)計”是指學(xué)生根據(jù)《實(shí)驗(yàn)任務(wù)書》的要求，結(jié)合自己的愛好，自主選擇設(shè)計內(nèi)容，獨(dú)立設(shè)計、自主訓(xùn)練?！皩W(xué)生獨(dú)立設(shè)計”環(huán)節(jié)要求學(xué)生從毛衫組織結(jié)構(gòu)、服裝款式特點(diǎn)和工藝要求出發(fā)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)織物組織設(shè)計、毛衫工藝設(shè)計、橫機(jī)編織工藝參數(shù)設(shè)計的方法，探討不同種類毛衫的設(shè)計方法。在設(shè)計教學(xué)實(shí)踐中，注重毛衫產(chǎn)品的設(shè)計要求與橫機(jī)數(shù)碼控制技術(shù)之間的關(guān)系，提高設(shè)計結(jié)果的可執(zhí)行性和編織效率。

圖2 《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)組織方式

“學(xué)生獨(dú)立設(shè)計”過程中，教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計中出現(xiàn)的問題，采用單獨(dú)指導(dǎo)的教學(xué)模式；對于學(xué)生遇到的共同問題，集中講解演示?！皩W(xué)生獨(dú)立設(shè)計”的結(jié)果是評判學(xué)生的設(shè)計成績的依據(jù)之一。在“學(xué)生獨(dú)立設(shè)計”實(shí)踐訓(xùn)練中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。

c)改進(jìn)課程組織方式。采用以“學(xué)生獨(dú)立設(shè)計”為主，結(jié)合“小組分析討論”優(yōu)化設(shè)計，并以“上機(jī)演示”為最終檢驗(yàn)方式等不同形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，全面提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

根據(jù)學(xué)生學(xué)號，將參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生分為若干組(每組5～6人)?！皩W(xué)生獨(dú)立設(shè)計”完成后，進(jìn)行“分組討論，修改程序”。小組每一成員講解自己的設(shè)計思路、設(shè)計方法和設(shè)計結(jié)果，其他小組成員對其進(jìn)行評議，根據(jù)其“設(shè)計目標(biāo)”，分析其“設(shè)計方法”的合理性，“工藝參數(shù)設(shè)計”的正確性，討論其“設(shè)計結(jié)果”在編織實(shí)踐中可能出現(xiàn)的問題，最后根據(jù)“程序檢驗(yàn)”結(jié)果，評判程序設(shè)計的效率。學(xué)生根據(jù)小組評議結(jié)果進(jìn)一步修改和優(yōu)化設(shè)計程序。

“分組討論，修改程序”結(jié)束后，每個小組“選擇一個程序”在全班范圍內(nèi)“講解”，然后全班同學(xué)對其進(jìn)行“評議”，學(xué)生修改、進(jìn)一步完善和優(yōu)化程序，并通過程序編譯，傳輸程序數(shù)據(jù)，然后“上機(jī)實(shí)踐演示”。

“上機(jī)實(shí)踐演示”要求設(shè)計者在編織前根據(jù)紗線的細(xì)度設(shè)置織物各部段的密度，然后穿好主紗和廢紗，開機(jī)編織。在編織時設(shè)置織物的牽拉張力等參數(shù)，“編織衣片”完成后，需要對衣片實(shí)物與設(shè)計要求對比分析，分析編織織物與設(shè)計要求的一致性，然后進(jìn)一步修改程序，重新編織織物[8]，最終實(shí)現(xiàn)衣片產(chǎn)品設(shè)計與實(shí)踐的完美結(jié)合?！吧蠙C(jī)實(shí)踐演示”能夠使學(xué)生在實(shí)踐中分析問題，并逐步改進(jìn)、修正和完善設(shè)計；通過實(shí)踐使學(xué)生進(jìn)一步掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計參數(shù)與橫機(jī)數(shù)碼控制機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系。

三、構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)

為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，優(yōu)化不同專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步豐富和提升《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)內(nèi)涵，可通過構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，組織學(xué)生開展專業(yè)知識研討。在實(shí)驗(yàn)課時有限的情況下，組織學(xué)生成立“課外興趣研討小組”，通過教師引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生興趣，師生采用“一對一”指導(dǎo)的方式開展研討活動。

創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)圍繞電子提花橫機(jī)的數(shù)碼控制技術(shù)、緯編專業(yè)技術(shù)和成形服裝設(shè)計技術(shù)等知識點(diǎn)，對于不同專業(yè)的學(xué)生各有側(cè)重。對于紡織工程專業(yè)的學(xué)生，創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容可以從復(fù)雜織物組織設(shè)計與編織、復(fù)雜成型衣片設(shè)計與編織、特種紗線編織等多方面著手。對于紡織機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，可以從研究復(fù)雜織物編織時各個控制參數(shù)類型、設(shè)計精度、控制范圍等方面著手。對于服裝設(shè)計專業(yè)的學(xué)生，可以從花色織物組織設(shè)計、衣片款式設(shè)計等方面著手。下面以電子提花橫機(jī)的應(yīng)用為例，探討創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容。

(一)復(fù)雜織物組織的設(shè)計

復(fù)雜組織可以是提花組織、集圈組織、移圈組織、波紋組織和添紗組織等[9]，也可以是幾種組織的組合。

a)提花組織類型多，其技術(shù)的關(guān)鍵是背面組織結(jié)構(gòu)設(shè)計和紗嘴設(shè)計，為提高設(shè)計效率，橫機(jī)花形設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)了專門的模塊[9]。

b)集圈組織設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵是必須合理設(shè)計集圈線圈的密度和編織的牽拉力。

c)移圈組織品種多，控制精準(zhǔn)度要求高，為方便設(shè)計，系統(tǒng)建立了各種移圈針法的“針法數(shù)據(jù)庫”。移圈組織設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵是一個橫列中移圈方向的一致性和前后針床持圈狀態(tài)的合理分布，另外移圈線圈密度和織物的牽拉力需要合理設(shè)置。

d)波紋組織是橫機(jī)特有的組織結(jié)構(gòu)，織物編織與后針床移動配合完成，每一橫列獨(dú)立設(shè)計，線圈密度與針床橫移數(shù)相協(xié)調(diào)。

e)添紗組織需要設(shè)置寬紗嘴，編織時需要調(diào)試寬紗嘴的位置，防止紗嘴間相碰撞。

復(fù)雜織物組織的編織過程復(fù)雜，設(shè)計編織要求高，開展復(fù)雜織物組織能夠提高學(xué)生的綜合分析問題的能力。

(二)復(fù)雜形狀的成形織片設(shè)計

電子提花橫機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)后針床精準(zhǔn)橫移、前后針床之間線圈轉(zhuǎn)移和局部線圈編織，為實(shí)現(xiàn)成形衣片編織提供了保證。成形衣片編織的主要有移圈收針和持圈不編織兩種工藝。移圈收針是實(shí)現(xiàn)平面成形衣片編織的主要手段；持圈不編織可以實(shí)現(xiàn)立體全成形織物的設(shè)計。所以系統(tǒng)地研究、分析和實(shí)踐成形織物的設(shè)計，能夠極大地提高學(xué)生的設(shè)計水平。

(三)特種紗線織物的工藝參數(shù)設(shè)計

隨著紡織新原料的大量應(yīng)用，橫機(jī)新產(chǎn)品的開發(fā)不斷增加。影響橫機(jī)編織的主要因素有紗線的線密度、彈性、強(qiáng)力和柔軟性等。對于特種紗線織物編織，橫機(jī)織片工藝參數(shù)設(shè)計必須根據(jù)紗線的性能，合理設(shè)計編織工藝參數(shù)，才能保證編織順利進(jìn)行。

總之，緯編織物組織豐富，以復(fù)雜織物組織的設(shè)計與編織、復(fù)雜款式的設(shè)計與編織、特殊要求織物的設(shè)計與編織等教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生開發(fā)出不同特色的毛衫產(chǎn)品，能夠充分提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)造性和操作能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、教學(xué)改革成效

結(jié)合電子提花橫機(jī)的數(shù)碼控制技術(shù)，通過豐富教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)手段和完善教學(xué)組織方式開展《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)改革，能夠全面提升紡織工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)緯編編織工藝、編織工藝參數(shù)設(shè)計與成形計件衣片的設(shè)計等針織工程專業(yè)技術(shù)，同時能夠跨專業(yè)學(xué)習(xí)運(yùn)用織造技術(shù)與數(shù)碼控制技術(shù)、織造技術(shù)與服裝設(shè)計技術(shù)等交叉知識，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力。進(jìn)一步,對于學(xué)有余力的同學(xué)，以組織學(xué)生課外興趣研討小組的方式，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)知識基礎(chǔ)構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，開展綜合性、開發(fā)性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，更加全面地提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革在優(yōu)化學(xué)生知識結(jié)構(gòu)方面成效顯著，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

(一)學(xué)生全面掌握緯編工藝技術(shù)

《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》是利用“電子提花橫機(jī)花形設(shè)計系統(tǒng)”進(jìn)行成形織片編織工藝程序的設(shè)計。通過該課程教學(xué)改革，學(xué)生全面掌握緯編工藝技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

a)通過改進(jìn)教學(xué)方式，教師采用多媒體動畫教學(xué)手段重點(diǎn)演示CAD設(shè)計參數(shù)與電子提花橫機(jī)編織工藝之間的關(guān)系，學(xué)生能夠深入理解數(shù)碼控制技術(shù)、電子提花橫機(jī)成圈機(jī)件配置技術(shù)與復(fù)雜組織編織技術(shù)之間協(xié)調(diào)配合的關(guān)系，從而加深對緯編編織工藝各項(xiàng)技術(shù)原理的理解。

b)學(xué)生在“獨(dú)立設(shè)計”過程中了解“織物設(shè)計程序”與“編織工藝”之間的對應(yīng)關(guān)系，通過對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行“分組討論，修改程序”、“上機(jī)實(shí)踐演示”，結(jié)合緯編工藝技術(shù)對設(shè)計程序逐一修改完善，能夠充分理解和認(rèn)識“設(shè)計內(nèi)容”與“緯編編織工藝”之間的聯(lián)系，加深對緯編工藝技術(shù)(包括常規(guī)成圈技術(shù)、電子選針技術(shù)、移圈編織技術(shù)等)的理解和掌握。

c)學(xué)生通過“上機(jī)實(shí)踐演示”分析對比不同的組織結(jié)構(gòu)織物，了解不同織物組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和織物組織風(fēng)格。

(二)學(xué)生掌握織造技術(shù)與數(shù)碼控制技術(shù)

各種緯編工藝技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，需要通過工藝參數(shù)的設(shè)計來完成數(shù)碼控制。電子提花橫機(jī)是一種間隙編織設(shè)備，機(jī)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜。[10]橫機(jī)的控制參數(shù)眾多，主要包括狀態(tài)控制和位置控制兩類。狀態(tài)控制類工藝參數(shù)在CAD設(shè)計時完成，位置控制類工藝參數(shù)在CAD設(shè)計時完成分類設(shè)置后，學(xué)生根據(jù)紗線性能和編織狀況，上機(jī)編織時在機(jī)器上直接設(shè)置各參數(shù)。

在《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)演示環(huán)節(jié)，學(xué)生能了解“緯編工藝參數(shù)”與電子提花橫機(jī)結(jié)合控制方式之間的關(guān)系；學(xué)生通過“獨(dú)立設(shè)計”環(huán)節(jié)，掌握狀態(tài)控制類工藝參數(shù)和位置控制類工藝參數(shù)的內(nèi)涵、設(shè)計方法和注意事項(xiàng)；通過“分組討論，修改程序”學(xué)習(xí)掌握優(yōu)化工藝設(shè)計的方法；學(xué)生在“上機(jī)實(shí)踐演示”中，學(xué)習(xí)位置控制類工藝參數(shù)上機(jī)設(shè)置方法和設(shè)計范圍，進(jìn)而掌握工藝參數(shù)設(shè)計與數(shù)碼控制方式之間的關(guān)系。

《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》的實(shí)踐過程是學(xué)生對現(xiàn)代針織工藝技術(shù)知識從理解到掌握的逐漸提升過程，隨著課程建設(shè)和教學(xué)改革的深入，學(xué)生不僅可以全面掌握現(xiàn)代緯編技術(shù)，而且能夠較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)碼控制技術(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)織造技術(shù)與數(shù)碼控制技術(shù)的交叉融合。

(三)學(xué)生掌握毛衫成形衣片的設(shè)計技術(shù)

針織成形服裝是緯編針織工藝的應(yīng)用領(lǐng)域之一，也是毛衫外衣化、時裝化的基礎(chǔ)。針織成形服裝一般通過針織成形衣片縫合而成，電子提花橫機(jī)通過數(shù)碼控制技術(shù)能夠完成針織成形衣片的編織。

就針織服裝設(shè)計而言，針織成形衣片的設(shè)計包括成形衣片的“板型設(shè)計”(整體結(jié)構(gòu)特征)、成形衣片的“尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計”(各部段的尺寸要求)、“織物花形組織設(shè)計”和“衣片縫合的技術(shù)要求”(縫合針數(shù)、對位符合)等，知識點(diǎn)多、技術(shù)要求高。從針織工藝技術(shù)而言，針織成形衣片編織技術(shù)涉及衣片的“起口編織技術(shù)”、“分離組織編織技術(shù)”、“局部編織技術(shù)”、“收、放針技術(shù)”和“花形編織技術(shù)”等。通過《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革，學(xué)生能夠全面掌握針織服裝設(shè)計方法和成形編織技術(shù)，學(xué)習(xí)通過“成形編織技術(shù)”完美實(shí)現(xiàn)“針織服裝設(shè)計”，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

a)“針織成形衣片”計件式衣片編織通過電子提花橫機(jī)的“起口編織技術(shù)”和“分離組織編織技術(shù)”實(shí)現(xiàn)。

b)“針織成形衣片”的“板型設(shè)計”通過電子提花橫機(jī)的“局部編織技術(shù)”(包括“分別編織技術(shù)”和“引塔夏編織技術(shù)”)實(shí)現(xiàn)。

c)成形衣片的“尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計”通過電子提花橫機(jī)的“收、放針技術(shù)”實(shí)現(xiàn)。橫機(jī)的“收、放針技術(shù)”內(nèi)涵豐富：一般利用“毛衫的工藝設(shè)計”滿足成形衣片的尺寸工藝要求；通過橫機(jī)的收針方式設(shè)計(包括“收針邊”、“收針針數(shù)”和“偷吃”等)滿足衣片收放針的外觀結(jié)構(gòu)完美。

d)成形衣片的“織物花形組織設(shè)計”通過電子提花橫機(jī)的“花形編織技術(shù)”實(shí)現(xiàn)。成形衣片的花形編織不同于織物的花形編織，在滿足花形組織編織的基礎(chǔ)上，成形衣片的花形編織還要設(shè)計花形在成形衣片上的位置和布局，即需要設(shè)計成形衣片的“邊緣”和花形在衣片中的“中心位置”。另外，花色組織成形衣片設(shè)計時還要全面考慮橫機(jī)的“收、放針”設(shè)計。

e)成形衣片的“衣片縫合的技術(shù)要求”通過電子提花橫機(jī)的“收、放針技術(shù)”和“花形編織技術(shù)”實(shí)現(xiàn)，主要包括“收針邊”、“收針針數(shù)”和對位符號的“組織設(shè)計”等。

總之，通過《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革，學(xué)生能夠通過實(shí)踐運(yùn)用“成形編織技術(shù)”掌握“針織服裝設(shè)計”的技術(shù)要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)織造技術(shù)與服裝設(shè)計的知識交叉融合，提升設(shè)計水平。

(四)加強(qiáng)學(xué)科交叉，學(xué)生綜合能力得到提高

《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》可以讓學(xué)生通過不同毛衫的款式設(shè)計、毛衫工藝設(shè)計、編織工藝方法設(shè)計和編織工藝參數(shù)設(shè)計，完成電子提花橫機(jī)數(shù)碼控制程序設(shè)計任務(wù)和實(shí)踐編織任務(wù)。由于毛衫織物組織豐富、款式多樣，CAD設(shè)計方法多樣，學(xué)生在課程中的實(shí)踐范圍廣泛，可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)目標(biāo)制定實(shí)驗(yàn)方案，有重點(diǎn)地開展實(shí)驗(yàn)，從而提高了學(xué)生實(shí)踐技能。

從《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》的整個實(shí)驗(yàn)過程來看，羊毛衫CAD設(shè)計的要求非常高。首先要保證羊毛衫CAD設(shè)計程序的可執(zhí)行性，各個執(zhí)行部件的配合一致，避免沖突；其次要提高電子提花橫機(jī)的編織效率，實(shí)現(xiàn)程序的優(yōu)化設(shè)計；最后應(yīng)保證編織織物的外觀性能與品質(zhì)與設(shè)計要求一致，即設(shè)計的成果具有應(yīng)用價值。為保證羊毛衫CAD設(shè)計成果的完整，《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革中強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉，注重針織工藝技術(shù)與數(shù)碼控制技術(shù)的知識貫通、服裝設(shè)計與成形編織技術(shù)的知識貫通，學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中既能擴(kuò)大知識面，又能培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力。

五、結(jié) 語

為培養(yǎng)滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展要求的人才，《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》利用現(xiàn)代數(shù)碼控制技術(shù)充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式，探討專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向。教改實(shí)踐表明：

a)結(jié)合數(shù)碼控制技術(shù)開展《羊毛衫CAD設(shè)計實(shí)驗(yàn)》教學(xué)，將傳統(tǒng)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和現(xiàn)代計算機(jī)設(shè)計與數(shù)碼控制技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，能夠極大地豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

b)通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和教學(xué)方法，結(jié)合數(shù)碼控制原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)設(shè)計要求開展實(shí)驗(yàn)分析，為學(xué)生提供了理論與實(shí)踐相結(jié)合的良好空間，加深學(xué)生對現(xiàn)代針織技術(shù)的理解，熟悉現(xiàn)代毛衫的設(shè)計思路，有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

c)通過實(shí)驗(yàn)組織方法的改革，采用個人獨(dú)立設(shè)計與小組分析、討論與評議相結(jié)合、不同設(shè)計方案對比分析、小組間設(shè)計方案相互交流以及上機(jī)演示的方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造想象力，使有特色的設(shè)計能夠脫穎而出，有缺陷的設(shè)計得以完整，同時提高了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

d)根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，構(gòu)建綜合性的創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力和綜合創(chuàng)新能力。