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百年纺织之三:纺织技术与大学课程 精选

已有 5318 次阅读 2023-10-28 09:46 |系统分类:科研笔记

百年纺织之三:纺织技术与大学课程
2023年10月28日 星期六


       昨天(10月27日),第24届中国国际教育年会在北京举行,高等教育评价专业机构软科正式发布2023世界一流学科排名,共有来自104个国家和地区的1900余所高校最终在各个学科排行中榜上有名。今年,中国新增3个“世界第一”学科,东华大学在首次发布的纺织科学与工程学科中取得冠军席位。

       这个信息是否很鼓舞人心?现在纺织学科教育体系,课程种类、实践环节、课题研究等虽然要不断更新,但是从天然纤维、人造纤维开始,经各种纺纱织造流程,再做染色后整理、最后成为不同终端用途的纺织品,每个环节都有对应课程、实验实习、毕设课题和研究生课题等等,已经非常完备。
       但是上世纪初,世界范围内的纺织工业尚处于半机械化状态,英国和日本的纺织走在最前面,我国在世界一战期间获得纺织发展的短暂机会,引进了日本的纺纱机、缫丝机、丰田织机等,开启了现代纺织的发展。江苏南通张謇发展的大生纱厂就是这个时期纺织的典型代表。那时的纺织技术,刚刚引入数理化等科学元素和机械电气等技术手段,初步摆脱了手工艺状态。如何把半机械化的纺织技术升华为大学课程,纺织先贤们和众多教育家们付出了诸多艰苦努力。
       英国作为世界纺织现代化的发端之地,自维多利亚时期中期起,得益于技工学院和相关研究机构的增长,并受益于可以便利地获取专利摘要和快速的机械化发展,纺织技术开始成为技工教育的内容,在一些文学作品中也得到显现,如乔治·艾略特(1819~1880)的长篇小说《织工马南》、弗朗西斯·特罗洛普夫人1840年的《迈克尔·阿姆斯特朗的冒险与生活》、伊丽莎白·盖斯凯尔的《北方与南方》、叶芝的著名诗歌《他希冀天国的锦缎》等。
       虽然此前已有零星关于纺织的技术文献出现,例如John Murphy于1827年出版的织造著作[1],但从19世纪70年代开始持续涌现的教科书涵盖了广泛的纤维、纱线和织物,从而使“纺织技术”这一通用术语开始被使用。
       初期阶段,技工学院的教师们准备纺织课程时,没有系统的纺织知识体系可供参考,只得自行整理。在这方面,纺织教师们与大学科学教育的先驱者们处于相似的境地[2,3]。然而,在这一阶段,纺织技术既没有得到学术上的尊重,也没有纯科学所享有的无条件的产业支持。事实上,John Beaumont于1875年至1889年间在利兹约克郡学院(Yorkshire College)开创性的将自己的知识和经验进行了系统化整理,然而由于传播这些公共知识引起了许多既得利益者对他的怀疑和怨恨,因为那时的经验观察通常被视为“商业机密”。他的同时代人Thomas Ashenhurst,先后在斯特劳德(Stroud)和布拉德福德技术学院(Bradford Technical College)任教,对这样的批评也有着深刻的体会。但在1879年,他在序言中提到,为了促进更广泛的知识传播,需要简化,从而证明了他以教科书形式对工业实践进行分类是合理的[4]。John Beaumont没有撰写教科书,但在1888年,他的儿子和继任者Roberts Beaumont出版了一本关于毛纺和精纺制造的标准著作,这是一次早期且受欢迎的尝试,试图在一卷书中全面论述纤维转化为成品织物的过程[5]。这些作品的标题都采用了墨菲(Murphy)的风格,作者们都热衷于承认Worshipful Company of Clothworkers对他们所工作的机构的贡献,从而增添了威望和权威。
      在1890年,Roberts Beaumont发表了一本关于纺织品设计中色彩应用的著作,探讨了纺织品中色彩的组合性,包括一个详细的分类,并展示了色彩在不同类型织物中的应用。事实上,许多早期的纺织技术教材都是基于分类法编写的[6]。例如,曼彻斯特技术学校(Municipal School of Technology)的Thomas Fox通过将各种可用的机构分类为开口、引纬和打纬来说明织机的运作过程。这是一种合理的方法,一直被其他作者沿用到20世纪后期[7,8]。类似的,机织物结构也是基于分类法来说明的,尽管通常具有更多的个性化特点。首次出版于1912年的William Watson的经典著作,可能是最为人熟知的[9]。
       在第一次世界大战前,出版了大量此类教科书,以支持纺织技术各个方面的教学,其中大多数都有多个版本,每个版本都有额外的材料。与传统的学徒制训练相比,他们有助于揭开这门学科的神秘面纱,拓展学科的边界。传统的学徒制是根据当地商业环境和就业机会,以经验为基础的知识在几代人之间传递。他们指出,纺织课程是系统的、真实的,也是实用的,符合大多数制造企业的需要。他们也很民主,很有抱负。因此,Roberts Beaumont在《Woollen and Worsted Cloth Manufacture explicitly》的序言中明确地把他的工作献给了“聪明而熟练的工匠”,他们为英国工业的发展做出了贡献。在这样做的过程中,他预见到工人阶级对夜校学习的巨大兴趣,认为这是晋升的关键,尽管事实上更高层次的工作机会仍然受到严重的限制[10]。
       然而,尽管这些畅销教材通过文字和插图详细描述了制造问题的解决方案,还说明了机器故障和产品缺陷的原因。但它们未能解决基本的工程原理和进行批判,主要原因是尚未尝试将其应用于纺织机器和工艺。同样地,他们将织物设计和色彩作为技术课题来处理,而不考虑美学、市场参与或织物结构与机械性能之间的关系。纺织技术教学中缺乏科学实质并未逃脱高等教育的注意。例如,在1903年,两所都开设纺织课程的利兹大学和曼彻斯特大学,在起草章程时引入了一条条款,要求“如果没有适当的措施来检验技术成就背后的科学或通识知识,则不得授予代表技术学科精通的学位”。这一条款是由Clerk to the Privy Council起草的[11]。因此技术作为一门学科在大学里只得到了有限的支持。
       这种警告的方式可以通过回顾约克郡学院(利兹大学的前身)的发展来加以说明。Worshipful Company of Clothworkers于1874年成立了纺织系,然后于1880年成立了染色系,在1888年至1918年间还建立了一个小型艺术系。其他与当地产业有关的技术专业包括皮革生产、矿业和工程。在1904年成为独立大学之前,科学和工程学科得到了扩展,并且技术系开始了研究工作,这为他们的专业奠定了科学基础,并有助于提高学位水平的教学质量。在主要的纺织系中,染色系首先确立了研究方向,这在很大程度上是由系主任JJ Hummel的助手AG Perkin倡议下推动的[12]。Perkin的研究使他获得了皇家学会的会员资格,但主要局限于染料的化学成分,而该系的教学则是关于商业染色的常规知识。这种做法缺乏知识的严谨性,因此在1901-1902学年期间,该系受到了严厉的批评,并接受了长时间的内部调查。
        与此同时,在纺织品领域,John Beaumont非常重视机织织物设计的工艺,特别羊毛。以至于Aldred Barker在19世纪80年代还是Beaumont的学生时,不敢告诉他曾在大学其他地方旁听物理、化学和显微镜的课程讲座[13]。Roberts Beaumont扩展了课程内容,涵盖了粗纺毛纱和精纺毛纱的制造,并且使用了与纺织厂相一致的建筑和设备,同时自由地使用了“纺织技术”一词。然而,他的教学方法仍然沿袭着技术学院的路线,并没有真正尝试进行科学的理解。Sanderson对此持不同观点,尽管他错误地提到了纤维显微镜而不是较为简单的织物显微镜,并且混淆了纺织品和染色,从而将实际由Perkin进行的染料研究工作归功于Beaumont [2]。事实上,正如前面的介绍,Roberts Beaumont的研究与机织织物的分类学密切相关,特别是在颜色方面。尽管在教育和商业上都很有价值,但这并没有达到约克郡学院(Yorkshire College)在1903年申请大学许可时所要求的科学理解水平。此外,与染色不同,当时既没有纺织方面的学位课程,也没有具备相应资格的纺织学生来攻读学位。事实上,直到1914年,在Barker的领导下,纺织才成为利兹大学的一门学位课程,尽管最初是与其他学科结合的。
       在1903年,由于缺乏合适的纺织研究和学位级别的纺织教学,以及利兹大学与其他纺织教育中心所教授的内容之间模糊不清,约克郡学院(Yorkshire College)认为,当前所教授的纺织技术并不适合成为新大学的学科。因此章程委员会(Charter Committee)建议将纺织或纺织和染色一起,都应该并入一个与大学密切相关但不属于大学的独立机构。在这样做时,他们考虑到Privy Council对技术学科的限制[11]。然而,具有房屋合法所有权的Clothworkers’ Company拒绝了这一提议,这一决定与Lord Kelvin密切相关,他坚信科学影响将逐渐渗透到纺织行业,并使纺织技术成为大学活动的一部分[14]。因此,在1904年,纺织和染色被纳入了新利兹大学的技术学院。虽然在1904年利兹大学试图与纺织技术划清界限,但是在1903年新成立的曼彻斯特大学通过与Municipal School of Technology合作,以弥补其在技术学科上的不足,后者成为了其技术学院。可能再次考虑到Privy Council,对是否应该授予科学还是技术领域的第一学位心存疑虑,但最终采用了技术学士学位(BSc Tech)[2,15]。该学院设有一个纺织系,其运作方式与利兹大学类似,但专门从事棉纺而非毛纺的研究。
       因此,在利兹大学,纺织已经作为一门大学学科,但还没有成为一门科学学科。此外,接受只是偶然的和通过代理的,源自于一个机构协会和该机构内一位杰出科学家的说服力。虽然纺织学科被认为是一门适合大学学习的学科,但是这并未立即改变纺织的教学和研究方式,直到在1913年Beaumont提前辞职,在1914年Barker担任系主任,才出现了明显的变化。尽管Barker本人并非科学家,但他清楚地意识到,现在需要一种科学的方法。尽管第一次世界大战迫在眉睫,他还是着手使课程现代化,并升级实验室空间,以促进物理、化学和工程研究。对外,他向Privy Council Committee的科学与工业研究委员会提供证据,并且正如前面所介绍的,他建立了学术界和工业界可以相互联系的网络,成立了英国毛纺和精纺工业研究机构(BRAWWI)。在20世纪20年代初,首批纺织学位学生毕业,此后他们的人数逐渐增加,尽管文凭生占主导地位,而城市与行会的参与(City & Guilds entries)一直延续到20世纪60年代。与此同时,Barker本人与FW Dry一起参与了对英国羊毛的遗传研究。尽管有时对这门科学掌握不够,但在Dry回到新西兰后,Barker继续担任羊毛质量方面的专家,并成为羊毛纺织性能方面公认的国际权威[16]。
       在1918年,成立了纺织化学研究讲师职位,并于1924年任命了JB Speakman担任该职位。Speakman是一位在伊顿学院(Eton College)的化学家,曾在1923年与利兹大学的化学教授RW Whytlaw-Gray共同研究过化学战争背景下的气溶胶。尽管在当时具备双重专业知识的人才寥寥无几,但他带来了科学的理解,虽然对纺织品没有经验。作为一种权宜之计,研究机构在任命人选时也表现出类似的偏好。英国棉纺工业研究机构(BCIRA)的FT Peirce在1932年高兴地说,对于科学家来说,承认无知是迈向知识的第一步[17]。尽管Barker在1956年的回忆录中对这种观点提出了质疑,理由是研究工作者早期在重新发现纺织技术人员已经掌握的知识方面浪费了大量时间[13]。相反,他更喜欢一种基于科学家与技术人员同时发展的合作模式。即便如此,任命Speakman是对研究机构蓬勃发展及其在科学文献(特别是JTI的《Transactions》)中的高产贡献的必要学术回应。只有通过这样的任命,利兹大学的纺织系才能提升其在科学研究方面的成就,从而继续证明纺织技术是一门大学学科。然而,传统的教学角色必然继续存在,目前工业实践者与学术科学家之间的分歧仍然存在。
       经过十九世纪的积累和二十世纪前25年的勃发,在吸收现代科技进步的元素之后,纺织终于从手工艺状态进入了大学的课程体系,从工艺到理性的升华使得纺织获得了巨大的跃升。
       从几门纺织课程演化成为纺织专业,一个让学生可以系统学习并以此为未来职业发展的专门知识体系,然而怎么样再上升为一个学科,则又是征途漫漫。

参考文献
1 Murphy, J. (1827). A treatise on the art of weaving, illustrated by engravings, with calculations and tables for the use of manufacturers. Blackie, Fullarton, & Co.
2 Sanderson, M. (1972). The universities and British Industry, 1850–1970. Routledge & Kegan Paul.
3 Donnelly, J. F. (1991). Science, technology and industrial work in Britain, 1860-1930. Social History, 16(2), 191–201.
4 Ashenhurst, T. R. (1879). A practical treatise on weaving and designing of textile fabrics, with chapters on the principles of construction of the loom, calculations, and colour. Simpkin, Marshall, Hamilton, Kent & Co.
5 Beaumont, R. (1888). Woollen and worsted cloth manufacture: Being a practical treatise for the use of all persons employed in the manipulation of textile fabrics. George Bell & Sons.
6 Beaumont, R. (1890). Colour in woven design. George Bell & Sons.
7 Fox, T. W. (1894). The mechanism of weaving. Macmillan.
8 Lord, P. R., & Mohamed, M. H. (1973). Weaving: conversion of yarn to fabric. Merrow.
9 Watson, W. (1912). Textile design and colour: Elementary weaves and figured fabrics. Longmans, Green & Co.
10 Donnelly, J. F. (1991). Science, technology and industrial work in Britain, 1860-1930. Social History, 16(2), 191–201
11 Walsh, J. J. (2009). The university movement in the North of England t the end of the nineteenth century. Northern History, 46(1), 13–131.
12 Taylor, A. J. (1975). County college and civic university. In P. H. J. H. Gosden & A. J. Taylor (Eds.), Studies in the history of a university, 1874-1974 (pp. 16–18). AJ Arnold.
13 Barker, A. F. (1956). The worshipful company of Clothworkers’ Departments of the University of Leeds: A historical sketch prepared for the Clothworkers’ Company. University of Leeds Review, 5(1), 75–89.
14 Sadler, M. E. (1916). Welcome by the Vice-Chancellor. Journal of the Textile Institute, 7(3), 194–201.
15 Fowler, A., & Wyke, T. (1993). Many arts, many skills: The origins of the Manchester Metropolitan University (pp. 20–21). MMU Press.
16 Barker, A. F. (1927). Race and environment as affecting the type of sheep and the wool supplies of the world. Journal of the Textile Institute, 18(10), T421–T430.
17 Peirce, F. T. (1932). Cotton research and academic physics. Journal of the Textile Institute, 23(2), P9–P18.



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