《互換性與測量技術(shù)》課程工程應(yīng)用能力形成機制研究

楊發(fā)展+王玉玲+劉琨明+楊勇

摘要：本文重點圍繞學(xué)生在上課環(huán)節(jié)中的教學(xué)模式創(chuàng)新，探索改善和提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和實現(xiàn)途徑，充分利用各種媒體和手段，將課程教學(xué)知識點引入實驗教學(xué)和工程測量中，在授課環(huán)節(jié)不斷推動教學(xué)方式和實驗教學(xué)手段多樣化。同時，在教學(xué)后續(xù)大作業(yè)中引入工程實例與開發(fā)新項目，激發(fā)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主觀能動性。并將該教學(xué)方式在2014級卓越工程師班嘗試推廣應(yīng)用，驗證該教學(xué)方法的效果和學(xué)生的掌握情況，了解和掌握學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的提升情況。

關(guān)鍵詞：工程應(yīng)用能力；形成機制；工程素質(zhì)；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）07-0234-02

一、引言

培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力已成為目前高等教育改革的核心內(nèi)容，其中教學(xué)模式和教學(xué)方法改革是教學(xué)改革中的重要環(huán)節(jié)，通過不斷提升和優(yōu)化教學(xué)方法，使培養(yǎng)出來的人才符合社會的需要。而在本科層次人才培養(yǎng)過程中，教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生工程應(yīng)用能力形成的影響至關(guān)重要，因此，本文將結(jié)合課程特點和人才培養(yǎng)各要素之間的內(nèi)在關(guān)系，探索人才培養(yǎng)中不同要素對人才工程應(yīng)用能力的影響機制和形成機制。

二、研究背景及問題分析

1.研究背景。《互換性與測量技術(shù)》是機械類專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課，重點解決被加工零部件的幾何量精度設(shè)計方法、圖樣標注、檢測等，是聯(lián)系機械設(shè)計與后續(xù)機械加工工藝等課程和課程設(shè)計的紐帶，課程涉及國家標準多，知識點等概念性強，實踐驗證要求較高等，且很多內(nèi)容又比較抽象且難以理解。目前，國內(nèi)不少高校對該課程教學(xué)研究進行了探索，總結(jié)出一些較好的教學(xué)方法與改革思路。但是，目前高校培養(yǎng)出來的人才和社會的要求還有一定的錯位，存在一定的差距，畢業(yè)生到了企業(yè)很多情況下還是不能及時地將所學(xué)的知識靈活運用到生產(chǎn)中，對書本上的理論和生產(chǎn)實際的應(yīng)用還有不少的錯位。

2.工程應(yīng)用能力組成及影響。工程應(yīng)用能力目前主要包括工程行動能力、工程思維能力和工程基本技能，以及作為三者基礎(chǔ)的工程知識儲備量值。而工程行動能力是核心能力，其他能力均為該能力的基礎(chǔ)和支撐。工程應(yīng)用能力主要是以專業(yè)理論知識為基礎(chǔ)，借助科學(xué)思維方法和專業(yè)技術(shù)的幫助，遵循科學(xué)的行動規(guī)律來實現(xiàn)形成和提升處理事件、組織項目、解決問題、完成任務(wù)的能力。在處理工程類問題活動中體現(xiàn)的解決問題和執(zhí)行相關(guān)行動的能力稱為工程行動能力。在完成工程任務(wù)的過程中需要將工程素質(zhì)、多種能力和理論知識進行綜合運用。其中工程學(xué)科知識和工程的基本技能是完成工程任務(wù)的基礎(chǔ)，科學(xué)思維是人類智慧的體現(xiàn)，對工程設(shè)計和質(zhì)量保證至關(guān)重要。

三、工程應(yīng)用能力達成機制研究與探索

1.工程應(yīng)用能力形成機制架構(gòu)分析與研究。目前被廣泛關(guān)注的工程應(yīng)用能力和工程素質(zhì)主要內(nèi)涵為工程專業(yè)技術(shù)人在面向工程實踐和工程理論方法運用中所體現(xiàn)出的一種內(nèi)在的潛能和適應(yīng)性，并將工程技能和理論方法很好地理解和應(yīng)用，解決各種工程問題。研究發(fā)現(xiàn)，該能力的形成并非是各類知識的簡單羅列和疊加，而是一個復(fù)雜的形成過程，它將不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的知識和要素融合在工程實踐中，使各要素在工程實踐活動中能夠結(jié)合為一個統(tǒng)一體，并能夠轉(zhuǎn)化為可操作的實施方案和應(yīng)對策略，它的形成，體現(xiàn)在教育教學(xué)的全過程中，并滲透到學(xué)習(xí)、生活、實踐的每一環(huán)節(jié)，對于不同工程專業(yè)所需的工程素質(zhì)和應(yīng)用能力，具有不同的素質(zhì)要求和訓(xùn)練環(huán)境.。

2.課堂教學(xué)優(yōu)化促進工程應(yīng)用能力形成機制研究。工程應(yīng)用能力培養(yǎng)中首要的是將目前的本專業(yè)的培養(yǎng)大綱進行修訂，將人才培養(yǎng)目標以服務(wù)于企業(yè)行業(yè)的人才需求作為核心。主要是在課程內(nèi)容上更加突出技術(shù)的工程服務(wù)本質(zhì)，體現(xiàn)運用工程理論和技術(shù)進行系統(tǒng)設(shè)計和能力培養(yǎng)；在課程組織上提倡從演繹法向歸納法過度，即從問題出發(fā)，通過案例分析，歸納總結(jié)成理論體系的課程內(nèi)容；在教學(xué)理念上要注重從具體專業(yè)理論學(xué)習(xí)向普適性科學(xué)思維能力提升發(fā)展，使學(xué)生掌握分析工程問題的科學(xué)思維方法。充分考慮行業(yè)多樣性和人才能力及服務(wù)對象的多樣性，把握當前和今后一個時期內(nèi)企業(yè)及行業(yè)的人才需求，注重將課程教學(xué)內(nèi)容與各種工程能力培養(yǎng)相銜接，注重教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)理論的同時，又能與現(xiàn)代科技的進步和當前的科技前沿相結(jié)合。此外，在教學(xué)內(nèi)容和課程體系設(shè)置中，注重知識點的貫穿和連接，使得不同知識點之間能夠相互支撐、解析與輔助融合，而不僅僅是知識點和教學(xué)內(nèi)容的羅列和孤立，從而達到和實現(xiàn)培養(yǎng)和提升學(xué)生的實際應(yīng)用能力、拓展能力的培養(yǎng)目標。在教學(xué)內(nèi)容和課程體系設(shè)置中，注重不同課程間的交叉與融合促進，使得該課程在內(nèi)容設(shè)計上既能滿足本課程教學(xué)任務(wù)和目標的要求，又能夠支撐其他相關(guān)課程的后續(xù)學(xué)習(xí)和前部課程的知識應(yīng)用。

3.教學(xué)方法在促進工程應(yīng)用能力方面的驅(qū)動機制研究。據(jù)統(tǒng)計，在目前的課堂教學(xué)中，學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中主觀能動性表現(xiàn)存在較大差異，很多學(xué)生并沒有教學(xué)規(guī)定中所定義的“積極”與“主動”的狀態(tài)。與目前的“填鴨式知識灌輸”教學(xué)模式相比，推廣實施知識架構(gòu)自組織形成模式教學(xué)方法具有更多的優(yōu)勢，在這種教學(xué)模式下，教學(xué)過程主要是為了引導(dǎo)學(xué)生自己主動地建構(gòu)知識框架，在該框架下調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，是由學(xué)生自己建構(gòu)，并在教學(xué)中續(xù)輔以工程問題教學(xué)（探究式）方法、工程案例教學(xué)方法（探究式）和設(shè)置子母項目等多種教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動探索和發(fā)現(xiàn)。

在教學(xué)中，讓學(xué)生參與課堂教學(xué)和研討，創(chuàng)造師生對話、學(xué)生間對話的條件和討論對象，讓學(xué)生在對問題、案例等剖析的過程中學(xué)會學(xué)習(xí)和探索，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。此外，學(xué)生在主動探索和研究工程問題中也增強了學(xué)習(xí)的興趣。只有教師在授課過程中采用恰當?shù)尿?qū)動引導(dǎo)方式，使其主導(dǎo)作用得以充分、合理的發(fā)揮，才能形成外驅(qū)力、激發(fā)內(nèi)驅(qū)力并使二者有機合成為強大的學(xué)習(xí)動力，以促使學(xué)生主體認知結(jié)構(gòu)的發(fā)生改變，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時，主動性的探索互換性課程有關(guān)術(shù)語背后的工程問題，實現(xiàn)課堂教學(xué)的最佳效果，這也正是建立課堂教學(xué)實施知識架構(gòu)自組織形成模式教學(xué)驅(qū)動機制的必要性所在。

4.課程實驗在促進工程應(yīng)用能力方面的驅(qū)動機制研究。目前，互換性與測量技術(shù)課程實驗主要為驗證性實驗，而機械行業(yè)是一個與實踐和積累結(jié)合較為緊密的行業(yè)和領(lǐng)域，必須在該領(lǐng)域有長時間的積累和領(lǐng)悟，在此基礎(chǔ)上，進一步拓展和擴充，提升學(xué)生運用綜合知識的創(chuàng)造力和實戰(zhàn)能力。因此，工程實踐在培養(yǎng)機械類高級工程技術(shù)人才的全局中具有引領(lǐng)學(xué)生提高認知水平、增強學(xué)生對機械結(jié)構(gòu)、加工、制造技術(shù)的運作能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用，并在創(chuàng)新工藝開發(fā)的知識結(jié)構(gòu)中占有核心地位。因此，從設(shè)備方面來講，學(xué)生由于受到實驗室設(shè)備的限制，現(xiàn)代測量所用儀器不可能詳細討論。這個時候可以將課堂搬到課程實驗室進行，通過結(jié)合原理性的設(shè)備，在實驗現(xiàn)場講授中重點對各種測量方法原理、測量中產(chǎn)生的誤差分析、形位誤差評定的數(shù)據(jù)處理、精密測試中靜態(tài)測量的誤差理論和數(shù)據(jù)處理等則可在課堂教學(xué)中增加或加強。而后緊接著通過在企業(yè)的實習(xí)和鍛煉，學(xué)生在加工現(xiàn)場和質(zhì)量檢測線上都能夠?qū)φn程所涉及的理論知識進行應(yīng)用和加深了解和掌握。在教學(xué)人才培養(yǎng)中，讓一線教師參與工程實踐、到企業(yè)實習(xí)實踐，參與和指導(dǎo)與機械專業(yè)相關(guān)的設(shè)計比賽和競賽，參與新產(chǎn)品和概念設(shè)計，將理論知識與實踐結(jié)合，將知識點融入設(shè)計的產(chǎn)品及開發(fā)環(huán)節(jié)，逐漸提升設(shè)計能力和技能水平。

總之，工科類學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)必須立足于行業(yè)和企業(yè)的需求，以企業(yè)的需求和社會應(yīng)用為內(nèi)在驅(qū)動力，將高校、企業(yè)、實訓(xùn)中心以及高等學(xué)校教師的科研課題等相結(jié)合，對人才培養(yǎng)機制和人才成長規(guī)律進行深入研究和探討，培養(yǎng)學(xué)生對“工程內(nèi)涵”和“工程語言轉(zhuǎn)換為工程應(yīng)用”的興趣，充分激發(fā)學(xué)生在解決工程問題的主觀能動性和創(chuàng)造力，實現(xiàn)真正意義上的學(xué)有所長、學(xué)有所用，通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，真正實現(xiàn)和達到學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的提升。

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Abstract：This article focuses on the teaching mode innovation in to promote the application ability of the students，make full use of various media and other means，the knowledge will be introduce to the experimental and engineering survey. At the same time，in the follow-up work，engineering examples and the new projects will be introduced. The teaching method is adopted into the excellent engineers class，to estimate the students' engineering quality and innovation ability.

Key words：engineering application ability；forming mechanisms；engineering quality；teaching mode