《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程面向新工程教育的教學(xué)重構(gòu)

張丹 蘇丹 陳玉 鞠金艷 潘莉

摘 要：論述了新工程教育改革的形成，提出了《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程面向新工程教育改革的目標(biāo);對(duì)《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程面向新工程教育進(jìn)行了教學(xué)重構(gòu)：通過學(xué)科邏輯和心理邏輯的整合實(shí)現(xiàn)教學(xué)邏輯的重構(gòu)，通過構(gòu)建面向未來的新工程體系實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)，通過以項(xiàng)目為中心的案例教學(xué)實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的重構(gòu)，通過強(qiáng)化思維能力培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力重構(gòu)。

關(guān)鍵詞：《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程;新工程教育;教學(xué)重構(gòu)

1 新工程教育改革的提出

進(jìn)入21世紀(jì)以來，大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代技術(shù)方興未艾，產(chǎn)業(yè)變革與結(jié)構(gòu)調(diào)整更新的速度不斷加快，在線學(xué)習(xí)、慕課、智慧學(xué)習(xí)等新的學(xué)習(xí)形式不斷涌現(xiàn)，給工程教育活動(dòng)的開展提出了新的挑戰(zhàn)。2017年8月，美國(guó)麻省理工學(xué)院?jiǎn)?dòng)了新一輪的工程教育改革“新工程教育轉(zhuǎn)型”，代表了美國(guó)工程教育的最新發(fā)展方向。新工科改革是對(duì)工程教育的一次系統(tǒng)性反思，強(qiáng)調(diào)工程教育以學(xué)生為中心，變革學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)內(nèi)容，以培養(yǎng)能夠引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)界和社會(huì)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)型工程人才為目標(biāo)。

2 《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程面向新工程教育改革的目標(biāo)

《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程作為高校機(jī)械、近機(jī)類專業(yè)的主干專業(yè)必修課，在支撐學(xué)生畢業(yè)能力指標(biāo)點(diǎn)上，在多個(gè)指標(biāo)點(diǎn)支撐上起到強(qiáng)支撐作用。為了能夠更好地達(dá)成畢業(yè)能力目標(biāo)，需要對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)重構(gòu)改革。在課程實(shí)施改革的過程中，其具體目標(biāo)有以下幾點(diǎn)：

（1）修訂和完善課程教學(xué)大綱，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，從整體上全面優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生成為工程制造者或發(fā)現(xiàn)者奠定基礎(chǔ);

（2）關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)，形成“以學(xué)生為中心”的多元異構(gòu)的教學(xué)組織方式和教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)多種學(xué)習(xí)模式的有效融合，創(chuàng)設(shè)由不同教學(xué)平臺(tái)、不同教師構(gòu)成的教學(xué)環(huán)境;

（3）建立多方位的資源共享平臺(tái)，將資源共享平臺(tái)中的共享資源分類，逐步面向各專業(yè)建立多方位資源與學(xué)習(xí)庫(kù)，同時(shí)逐步充實(shí)工程案例庫(kù)，為學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)提供途徑;

（4）告別傳統(tǒng)的單一制的期末考核方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)狀態(tài)及效果的全過程監(jiān)控，形成面向“新工科”建設(shè)下重視創(chuàng)新工程與適應(yīng)變化能力培養(yǎng)的考核體系。

3 《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程面向新工程教育的教學(xué)重構(gòu)

3.1 《互換性與測(cè)量技術(shù)》的教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中最重要的部分，決定了教學(xué)的方法與目標(biāo)。教學(xué)內(nèi)容包含在教學(xué)邏輯中，教師基于對(duì)學(xué)科教學(xué)與學(xué)生發(fā)展關(guān)系認(rèn)知，結(jié)合授課內(nèi)容與授課對(duì)象，便會(huì)形成教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動(dòng)序列安排的構(gòu)想。教師的教學(xué)邏輯合理與否，直接影響著學(xué)科多元教學(xué)價(jià)值的達(dá)成。教師要研究學(xué)生的認(rèn)知邏輯，新工科背景下，教師不但要具備“學(xué)科專業(yè)背景”，熟悉學(xué)科發(fā)展，同時(shí)要具有“學(xué)生認(rèn)知背景”，以學(xué)生能力需求為導(dǎo)向，從學(xué)科發(fā)展與能力需求的角度對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化與整合。如筆者所授課的專業(yè)為模具設(shè)計(jì)專業(yè)，則在課程緒論部分以典型的沖壓模具或注塑模具為例進(jìn)行導(dǎo)入，重點(diǎn)引用近年來對(duì)學(xué)科發(fā)展有促進(jìn)意義的項(xiàng)目作為案例，整個(gè)課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)圍繞此模具進(jìn)行講解，而不是傳統(tǒng)教學(xué)中以減速器為例進(jìn)行講解，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科邏輯和心理邏輯的整合。由案例引入互換性與標(biāo)準(zhǔn)化等概念，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的與學(xué)習(xí)目標(biāo)。之后按照測(cè)量基本知識(shí)，孔軸公差與配合、幾何公差、表面粗糙度及典型零部件精度設(shè)計(jì)依次進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。課程與模具設(shè)計(jì)專業(yè)方向基礎(chǔ)課程同時(shí)進(jìn)行講授，因此，專業(yè)課程中的典型案例都可以在課程中進(jìn)行使用，使學(xué)生明確如何通過本課程的知識(shí)學(xué)習(xí)，保證模具設(shè)計(jì)與制造的精度要，同時(shí)能夠分析，影響模具精度的因素有哪些。

3.2 《互換性與測(cè)量技術(shù)》的教學(xué)方法重構(gòu)

面向工程教育課程教學(xué)，通過構(gòu)建以項(xiàng)目為中心的方法體系，既重視知識(shí)的獲取，又重視知識(shí)能力的應(yīng)用。鼓勵(lì)學(xué)生參加各類跨學(xué)科科研實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生們可選擇一個(gè)明確的跨院系課程和項(xiàng)目的“學(xué)科串”，精心安排學(xué)習(xí)目標(biāo)。比如學(xué)生可以通過大學(xué)生科研立項(xiàng)及其他素質(zhì)教育活動(dòng)組成科研實(shí)踐團(tuán)隊(duì)。由于“學(xué)科串”跨越了院系，學(xué)生可組成一個(gè)圍繞共同項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目不但是學(xué)習(xí)制造、發(fā)現(xiàn)、系統(tǒng)和創(chuàng)造力的主要工具，又有助于促進(jìn)學(xué)生從團(tuán)隊(duì)技能到人際關(guān)系技能再到領(lǐng)導(dǎo)能力提升。

學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，要真正做到“以學(xué)生為中心”，在教學(xué)活動(dòng)實(shí)施過程中，除了要考慮學(xué)生的整體水平外，還要充分考慮到個(gè)體的認(rèn)知差異與需求差異，實(shí)行差異化教學(xué)，給予學(xué)生選擇權(quán)。比如讓學(xué)生自主組織項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，自主選擇訓(xùn)練項(xiàng)目，這種方式可以充分尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，激發(fā)學(xué)生的求知欲，從而提高學(xué)生自學(xué)能力，為學(xué)生成為引領(lǐng)未來工程發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)者奠定基礎(chǔ)。

3.3 《互換性與測(cè)量技術(shù)》的學(xué)生能力重構(gòu)

《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程作為機(jī)械類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在面向未來產(chǎn)業(yè)中，要更加注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力和思維能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在工程實(shí)踐中面臨各種未知與復(fù)雜問題時(shí)能夠運(yùn)用恰當(dāng)?shù)乃季S思考解決。《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程要求學(xué)生要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)能力的重構(gòu)：（1）能夠運(yùn)用機(jī)械精度設(shè)計(jì)原理和方法，通過綜合文獻(xiàn)研究，表達(dá)和分析工程問題的影響，并獲得有效結(jié)論;（2）能綜合考慮創(chuàng)新、安全、環(huán)境和社會(huì)因素，設(shè)計(jì)滿足精度要求的產(chǎn)品;（3）能夠進(jìn)行機(jī)械精度檢測(cè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)，獲得結(jié)論;（4）能夠開發(fā)、選擇與使用機(jī)械精度設(shè)計(jì)中的現(xiàn)代設(shè)備與技術(shù)。上述能力，需要通過文獻(xiàn)閱讀報(bào)告、科研團(tuán)隊(duì)合作、項(xiàng)目化作業(yè)、課程實(shí)驗(yàn)以及各類實(shí)訓(xùn)等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)共同獲得。

4 結(jié)語(yǔ)

由于工程科學(xué)知識(shí)更新的速度慢于產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的迭代速度，導(dǎo)致現(xiàn)有工程教育模式下培養(yǎng)出來的是面向現(xiàn)在、乃至過去的工程產(chǎn)業(yè)需求的工程人才。工程教育改革不應(yīng)繼續(xù)把重心置于對(duì)現(xiàn)有工程科學(xué)知識(shí)的習(xí)得及對(duì)當(dāng)前工程產(chǎn)業(yè)界人才需求的追隨?！痘Q性測(cè)量與技術(shù)》這門課程作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，通在學(xué)生養(yǎng)成系統(tǒng)性思維、批判性思維以及創(chuàng)造性思維等方面具有重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]MIT School of Engineering.NEET New Engineering Education Transformation[EB/OL].[2019-04-25].http：//neet.mit.edu/.

[2]MIT School of Engineering.New Engineering Education Transformation Charter [EB/OL].[2019-04-25].http：//neet.mit.edu/.

[3]MIT School of Engineering.Learning to learn-NEET as an Education in Ways of Thinking[EB/OL].[2019-04-25].http：//neet.mit.edu/neet-ways-of-thinking/learning-tolearn/.

[4]張丹，于鳳云，郝鑫，李洪濤.煤炭院校面向工程能力培養(yǎng)的課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐——以《互換性與測(cè)量技術(shù)》為例[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2019（Z1）：67-68.

[5]王留芳，曲凌.混合式工程實(shí)踐的教學(xué)重構(gòu)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2019（05）：24-28.

[6]肖鳳翔，覃麗君.麻省理工學(xué)院新工程教育改革的形成、內(nèi)容及內(nèi)在邏輯[J].高等工程教育研究，2018（02）：45-51.

[7]王占華，趙可.淺析以工程教育認(rèn)證為契機(jī)的專業(yè)課程體系優(yōu)化[J].才智，2019（33）：173.

[8]王翔，鄭高峰，李文望.新工科背景下《互換性與技術(shù)測(cè)量》教學(xué)模式改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2019（52）：122-124.

課題項(xiàng)目：黑龍江省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題：面向新工科建設(shè)的《互換性與測(cè)量技術(shù)》課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐（GBD1317100）;黑龍江省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃專項(xiàng)課題：應(yīng)用型人才產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人模式的探索研究（GBE1317033）

作者簡(jiǎn)介：張丹（1982-），女，黑龍江哈爾濱人，工學(xué)博士，黑龍江科技大學(xué)教師，副教授，研究方向：高等教育教學(xué)方法研究。