面向卓越工程師培養(yǎng)的精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)課程建設(shè)

趙鳳霞+張琳娜+鄭鵬+張瑞

摘要：“精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)”課程是培養(yǎng)卓越機(jī)械工程師的核心課程。針對(duì)課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在問題，從課程體系、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)踐教學(xué)、教材建設(shè)和網(wǎng)站建設(shè)等方面提出了該課程建設(shè)的基本內(nèi)容和實(shí)施方案，保證了卓越工程師的培養(yǎng)需求，收到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：卓越工程師;精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ);課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）05-0042-02

“精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)”課程是高等學(xué)校機(jī)械類及近機(jī)類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課[1]，是一門綜合性、交叉性的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，是培養(yǎng)卓越機(jī)械工程師的核心課程[2]。鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院依托學(xué)科與專業(yè)優(yōu)勢，2012年開始實(shí)施“卓越計(jì)劃”，致力于培養(yǎng)符合時(shí)代要求的機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)卓越工程師。卓越工程師培養(yǎng)的需求[3]，勢必對(duì)“精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)”的課程建設(shè)提出了更高的要求。本文基于我校兩年來機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)模式下的“精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)”課程建設(shè)情況進(jìn)行了探討。

一、課程教學(xué)的現(xiàn)狀及問題

“精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)”課程是一門理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)的課程，即強(qiáng)調(diào)理論性和綜合性知識(shí)的講授，又側(cè)重學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)，這也是卓越機(jī)械工程師培養(yǎng)計(jì)劃所要求的[3]，但是傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和模式并沒有達(dá)到這一目的，存在的主要問題有：

1.該課程具有定義多、符號(hào)多、規(guī)范多等特點(diǎn)，既需要講授互換性、標(biāo)準(zhǔn)化、計(jì)量學(xué)及質(zhì)量工程等基本概念，又需要講授機(jī)械產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)的方法和產(chǎn)品誤差的測量評(píng)定方法。同時(shí)，該課程是一門多種技術(shù)交叉綜合學(xué)科，課程內(nèi)容與相關(guān)前期課程和后續(xù)課程都有較大的聯(lián)系，與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系也非常緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺有些吃力。在課時(shí)較少的情況下，如何合理安排教學(xué)內(nèi)容和更新教學(xué)手段，保證取得較好的教學(xué)效果是必須考慮的重要問題。

2.受傳統(tǒng)教育觀念和教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的限制，該課程的主要教學(xué)內(nèi)容過于偏重理論知識(shí)的講授，而忽略了能力的培養(yǎng)。

3.現(xiàn)有課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和演示性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容居多，缺少學(xué)生自主的研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容和訓(xùn)練環(huán)節(jié)，單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及的知識(shí)點(diǎn)比較單一，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握只限于幾個(gè)相對(duì)孤立的知識(shí)點(diǎn)，缺乏對(duì)各知識(shí)點(diǎn)之間的相互貫通，無法將所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)與分析、解決生產(chǎn)實(shí)際問題相聯(lián)系，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

因此，為使“精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)”課程滿足卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的新教育理念，加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要重新組織、編排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)，更新教學(xué)手段等。

二、課程建設(shè)實(shí)施方案

1.調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容?！熬仍O(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)”課程內(nèi)容多、信息量大，既包括精度設(shè)計(jì)、誤差測量評(píng)定、質(zhì)量控制的基本理論，又包括進(jìn)行精度設(shè)計(jì)、誤差測量評(píng)定、質(zhì)量控制的基本方法。在教學(xué)學(xué)時(shí)有限的情況下（理論教學(xué)學(xué)時(shí)為30學(xué)時(shí)），要做到面面俱到是不可能的。因此，需要緊密結(jié)合“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃對(duì)本課程提出的基本要求，整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。首先，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求將課程內(nèi)容整合為基礎(chǔ)模塊、提高模塊和應(yīng)用模塊?；A(chǔ)模塊包括基本幾何精度和測量技術(shù)基礎(chǔ)兩個(gè)子模塊，基本幾何精度子模塊中，將三項(xiàng)基本幾何精度及互換性中涉及到的基礎(chǔ)概念和基本知識(shí)劃分為多個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，在各知識(shí)點(diǎn)的講授過程中，采用案例法進(jìn)行教學(xué)，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。在提高模塊中，結(jié)合工程實(shí)際案例講解典型零部件的精度及互換性。應(yīng)用模塊包括一般零件的基本幾何精度設(shè)計(jì)、典型產(chǎn)品的幾何精度設(shè)計(jì)、產(chǎn)品幾何誤差的測量與評(píng)定和量規(guī)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容，在講授過程中，注意突出重點(diǎn)、理順難點(diǎn)、深入淺出、探索和把握其內(nèi)在規(guī)律性，著重突出“三結(jié)合”，“三結(jié)合”，即精度設(shè)計(jì)的理論與實(shí)際的工程項(xiàng)目相結(jié)合、傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與CAT/CAD技術(shù)相結(jié)合、三項(xiàng)基本幾何精度設(shè)計(jì)的聯(lián)系與結(jié)合。然后，根據(jù)課程要求，調(diào)整課程內(nèi)容的學(xué)時(shí)分配，在有限的課時(shí)內(nèi)突出與實(shí)際應(yīng)用緊密關(guān)聯(lián)的理論知識(shí)，淡化公式推導(dǎo)內(nèi)容的講解。如刪減了“直接或間接測量誤差處理”中公式推導(dǎo)的講解，減少了“極限與配合國家標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成規(guī)律”內(nèi)容的學(xué)時(shí)分配等。最后，結(jié)合學(xué)科研究前沿和熱點(diǎn)，設(shè)置具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用功能的教學(xué)內(nèi)容。如：隨著制造業(yè)信息化的飛速發(fā)展，與本課程密切相關(guān)的產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）目前已發(fā)生了巨大的變化，已經(jīng)由以幾何學(xué)為基礎(chǔ)的第一代GPS發(fā)展成為以計(jì)量學(xué)為基礎(chǔ)的新一代GPS，ISO/TC213和美國的ASME Y14.5目前均已頒布實(shí)施了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)[4]，為了使學(xué)生更好地了解本課程內(nèi)容相關(guān)技術(shù)的國際最新進(jìn)展，需要在本課程中的教學(xué)中引入這些教學(xué)內(nèi)容，從而達(dá)到開闊學(xué)生視野、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力的目的。

2.改革教學(xué)方法與教學(xué)手段。在講解基本知識(shí)時(shí)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容，將問題教學(xué)法、案例教學(xué)法、示范法等多種教學(xué)方法靈活運(yùn)用。采用問題教學(xué)法，通過提出問題引起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣或好奇心，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性;案例教學(xué)法通過運(yùn)用實(shí)際工程中豐富生動(dòng)的案例講解理論知識(shí)和技能知識(shí)，通過對(duì)案例的分析提高學(xué)生分析解決問題的能力。示范法是在幾何公差項(xiàng)目檢測中，通過教師或?qū)W生的檢測過程示范，分解步驟和操作要領(lǐng)，給學(xué)生提供觀察學(xué)習(xí)、模仿的機(jī)會(huì)。

本課程為河南省精品資源共享課程，精心準(zhǔn)備有電子教案、多媒體課件和各知識(shí)點(diǎn)的講解視頻，因此，在理論知識(shí)講授時(shí)，大多采用多媒體課件輔助教學(xué)。在課件中，通過視頻錄像、動(dòng)畫等導(dǎo)入學(xué)習(xí)項(xiàng)目，通過圖片資源了解精度設(shè)計(jì)、誤差檢測等，通過動(dòng)畫理解教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)，便于學(xué)生理解和掌握。

3.改革實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。整合各種資源，構(gòu)建“虛實(shí)結(jié)合”的精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，整體優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。其中“實(shí)”的部分是我院產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如高精度圓柱度儀、三坐標(biāo)測量機(jī)、萬能測齒儀、干涉顯微鏡，等等，以及校內(nèi)的教學(xué)工廠、校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地等?！疤摗钡牟糠譃槲覀冏孕虚_發(fā)的產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)和幾何量檢驗(yàn)認(rèn)證虛擬平臺(tái)，通過虛擬平臺(tái)，可以隨時(shí)將產(chǎn)品規(guī)范設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)搬到課堂上進(jìn)行演示，實(shí)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)室”走進(jìn)課堂，“儀器”搬上講臺(tái)。在課下，還可以使每個(gè)學(xué)生立刻進(jìn)入“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，“實(shí)地”反復(fù)操作儀器，教師也不必?fù)?dān)心“儀器”會(huì)被損壞，這樣可以大大提高學(xué)生們?cè)趯?shí)際操作中的動(dòng)手能力、思維能力和創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

構(gòu)建《精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)》課程中的“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)—技能提高性實(shí)驗(yàn)—綜合性實(shí)驗(yàn)—研究型實(shí)驗(yàn)”四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)“能力”培養(yǎng)的基本目標(biāo)，加大符合“能力”培養(yǎng)目標(biāo)要求的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)的改革力度，增設(shè)“計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)”和“產(chǎn)品誤差數(shù)字化計(jì)量認(rèn)證”環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐項(xiàng)目，將科研項(xiàng)目成果應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)建設(shè)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，將課堂教學(xué)與課外研學(xué)、學(xué)科競賽有機(jī)結(jié)合，形成研究性學(xué)習(xí)的氛圍，促進(jìn)學(xué)生自主研學(xué)能力的提高。同時(shí)讓行業(yè)企業(yè)深度參與學(xué)生的培養(yǎng)過程，強(qiáng)化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

4.積極推進(jìn)教材建設(shè)。我們?cè)诳偨Y(jié)多年研究成果及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，參考國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)一步突出精度設(shè)計(jì)主線，強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際，編寫了《精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)》新體系教材，該教材已于2011年8月由中國質(zhì)檢出版社出版了第3版[5]。本書加強(qiáng)了“三基”即基本知識(shí)、基本理論、基本應(yīng)用方法，突出精度設(shè)計(jì)主線，強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際;注重科研與教學(xué)的結(jié)合，以科研工作的深化促進(jìn)教學(xué)改革上層次，促進(jìn)傳統(tǒng)內(nèi)容的改革、更新與充實(shí);注意突出重點(diǎn)、理順難點(diǎn)、深入淺出、探索和把握其內(nèi)在規(guī)律性;淡化了標(biāo)準(zhǔn)的繁雜條目，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成規(guī)律及應(yīng)用的理解和掌握。

5.建設(shè)課程精品網(wǎng)站。自2007年課程組建設(shè)了《精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)》課程網(wǎng)站，同年實(shí)現(xiàn)了該課程部分教學(xué)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。2009年該課程被評(píng)為河南省精品課程，2012年又被評(píng)為河南省精品資源共享課程。利用網(wǎng)絡(luò)輔助課程的教學(xué)，學(xué)生可隨時(shí)隨地自主進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高了教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)束語

為培養(yǎng)卓越機(jī)械工程師，精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制課程課程調(diào)整和優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，制訂出了新的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，解決了課程內(nèi)容多、信息量大、學(xué)時(shí)少的矛盾。同時(shí)，采用多種教學(xué)方法與教學(xué)手段，解決該課程涉及的學(xué)科知識(shí)廣、概念多、規(guī)范性強(qiáng)、理解難度大的問題。改革實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、積極推進(jìn)教材建設(shè)，并將課程組的教學(xué)改革和科研成果引入到教學(xué)中，使課程教學(xué)內(nèi)容保持基礎(chǔ)性的同時(shí)，提高了課程內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。通過本課程的建設(shè)和教學(xué)改革，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才創(chuàng)造了較好的教學(xué)條件，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性有了較大提高，收到了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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