以實(shí)踐能力和崗位需求為核心的“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程體系的重構(gòu)

戴俊 張鳳梅 魏云平 高崇一

關(guān)鍵詞：互換性與測(cè)量技術(shù);課程體系;實(shí)踐能力;重構(gòu)

“互換性與測(cè)量技術(shù)”是機(jī)械類專業(yè)的一門主干技術(shù)專業(yè)課，它在教學(xué)中具有關(guān)聯(lián)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)類課程和制造工藝類課程之間的紐帶性功能，是教學(xué)實(shí)踐性和理論應(yīng)用性都比較強(qiáng)的一門專業(yè)課程，在機(jī)械類系列的課程結(jié)構(gòu)體系中都占有重要的地位。

近年來很多院校針對(duì)“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，積極實(shí)施教學(xué)改革，但適用于應(yīng)用型本科院校教育的不多，普遍存在在課時(shí)壓縮的情況下只注重理論教學(xué)，理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生對(duì)精度設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)儀器的操作熟練程度不夠，對(duì)設(shè)計(jì)及檢測(cè)中易出現(xiàn)的問題估計(jì)與應(yīng)變能力不足，分析問題和解決問題的綜合能力在實(shí)踐中沒有得到顯著的提高，導(dǎo)致學(xué)生在后期的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中和課程銜接不上，和工程實(shí)踐脫節(jié)，走上工作崗位后所學(xué)的理論知識(shí)不會(huì)應(yīng)用，動(dòng)手操作能力差，不能直接滿足工作崗位的需求。

本文根據(jù)新工科的特點(diǎn)與要求，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和滿足企業(yè)需求為主要目標(biāo)，對(duì)互換性與測(cè)量技術(shù)課程進(jìn)行課程體系的重構(gòu)，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)大學(xué)生的自主參與性和實(shí)踐能力，推進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐能力培養(yǎng)的深度整合，推進(jìn)工科類專業(yè)人才培訓(xùn)模式的改革，緊跟我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)與社會(huì)發(fā)展的步伐。

一、辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

作為一所地方性的高校，我院始終堅(jiān)持的辦學(xué)宗旨是“為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用性的高級(jí)工程技術(shù)專業(yè)人才”。互換性課程的教學(xué)內(nèi)容主要是由互換性和技術(shù)測(cè)量?jī)纱蟛糠纸M成。前者主要是學(xué)習(xí)幾何測(cè)量公差尺寸標(biāo)準(zhǔn)的組織構(gòu)成以及其應(yīng)用，即深入地研究生產(chǎn)商對(duì)于零部件的精度控制所采取的一種基本原則和方法;后者主要是為了掌握測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和技能。兩部分內(nèi)容需要通過實(shí)驗(yàn)課程來進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量、分析和驗(yàn)證。從辦學(xué)定位和課程性質(zhì)出發(fā)，本課程設(shè)定如下課程目標(biāo)：

（1）掌握機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化及公差配合概念、原理;使學(xué)生具備識(shí)讀精度設(shè)計(jì)信息的基本技能。

（2）使學(xué)生具備機(jī)械零件幾何量精度設(shè)計(jì)的基本能力，能夠正確利用有關(guān)基礎(chǔ)表格和標(biāo)準(zhǔn)，開展典型機(jī)械零件的精度設(shè)計(jì)。

（3）讓大學(xué)生進(jìn)一步熟悉專業(yè)技術(shù)性測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)，了解主要的測(cè)量工具基本原理及使用方式，具備建立自己的實(shí)驗(yàn)方式、選用自己的實(shí)驗(yàn)工具、確定自己的實(shí)驗(yàn)方案等綜合能力。

（4）讓大學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品互換性與標(biāo)準(zhǔn)化在我國(guó)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系中的重要意義，了解標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品互換性實(shí)現(xiàn)的途徑及其保障措施。了解當(dāng)前產(chǎn)品和行業(yè)最新技術(shù)，將“中國(guó)夢(mèng)、強(qiáng)國(guó)夢(mèng)”的理想信念深深地植入大學(xué)生心中，樹立“工匠精神”，為中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)培育出一批合格的接班人。

二、新課程體系的重構(gòu)

教學(xué)改革從課程、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)資源、評(píng)價(jià)體系五方面進(jìn)行研究和重構(gòu)，提升“互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)質(zhì)量，以增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和滿足企業(yè)崗位需求為目標(biāo)，打造符合新工科和專業(yè)認(rèn)證的一流精品課程。

（一）以崗位需求為目標(biāo)進(jìn)行課程內(nèi)容的重構(gòu)

根據(jù)我國(guó)新工科專業(yè)特點(diǎn)與要求，結(jié)合機(jī)械工程教育認(rèn)證的專業(yè)發(fā)展總體目標(biāo)，對(duì)照相關(guān)機(jī)械類專業(yè)產(chǎn)業(yè)的需求，修改和完善了課程教學(xué)大綱，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和更新。針對(duì)畢業(yè)生的常見就業(yè)崗位，選取能反映相關(guān)工作崗位要求和內(nèi)容的典型項(xiàng)目作為主線，圍繞項(xiàng)目任務(wù)展開每一章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，將許多零碎的、邏輯不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R(shí)點(diǎn)相互串聯(lián)在一起，形成了一個(gè)整體。將崗位的實(shí)際工作流程以及在工作過程中所必須需要掌握的一些相關(guān)信息、資料、文件和操作規(guī)則等一起整合并融入應(yīng)用于相關(guān)的教學(xué)中，將其理論知識(shí)和實(shí)踐技巧有機(jī)地結(jié)合在一起，從而提高和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（二）以增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力為目的進(jìn)行教學(xué)模式的重構(gòu)

將線上線下、課內(nèi)課外、理論和實(shí)踐相互融合，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)、能力、素質(zhì)的綜合訓(xùn)練。實(shí)施過程中將本次課程的學(xué)習(xí)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程的課程設(shè)計(jì)有機(jī)地融入，和本專業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽有機(jī)地融入，和本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)相融入，和本企業(yè)產(chǎn)品相融入有機(jī)結(jié)合的“四位一體”研究型課堂教學(xué)模式，將實(shí)踐和課堂教學(xué)有效地融合，把培訓(xùn)和提升學(xué)生的工程實(shí)踐技術(shù)能力始終貫穿在本次課程教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。針對(duì)課程項(xiàng)目將其分解成為具體的教學(xué)任務(wù)，采取了由任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的線上、線下相結(jié)合的教學(xué)設(shè)計(jì)，將教、學(xué)、做融為一體。運(yùn)用校企交流合作、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、學(xué)科競(jìng)賽、課程設(shè)計(jì)等多種方式有效夯實(shí)學(xué)生的理論專業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的理論實(shí)踐操作技能和技巧。

（三）以學(xué)生為中心進(jìn)行實(shí)踐能力的重構(gòu)

改變單一的實(shí)驗(yàn)類型、被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程，合理地設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。將企業(yè)的具體實(shí)際零件作為試驗(yàn)件，采用由學(xué)生自主設(shè)計(jì)、操作、分析的遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，同時(shí)借助線上的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室、視頻資料等材料介紹目前先進(jìn)的、前沿的檢測(cè)手段和方法，使學(xué)生了解時(shí)代發(fā)展的新動(dòng)向、新技術(shù)。開設(shè)了開放式實(shí)驗(yàn)室，延伸專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的用途，鼓勵(lì)學(xué)生將科研項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽帶入實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生學(xué)以致用，以科研、競(jìng)賽促進(jìn)課程學(xué)習(xí)。

（四）以網(wǎng)絡(luò)為依托進(jìn)行教學(xué)共享資源的重構(gòu)

基于超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)，建立了“互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)”線上課程，教師在平臺(tái)內(nèi)發(fā)布學(xué)習(xí)資料，有授課視頻、電子教案、課件、習(xí)題庫(kù)、考試樣卷庫(kù)、虛擬實(shí)驗(yàn)室（網(wǎng)頁(yè)版）、設(shè)計(jì)案例庫(kù)等，學(xué)生可以不限時(shí)間、不限地點(diǎn)預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，開展專題討論，線上課程為學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)提供了平臺(tái)。

（五）注重過程學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)體系的重構(gòu)

傳統(tǒng)的課程考核重理論，輕實(shí)踐，僅僅局限于期末考試，學(xué)生考試總體成績(jī)較高，但在進(jìn)行專業(yè)課程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用技術(shù)能力弱的現(xiàn)象并非少數(shù)，未能完全達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。為此，本次課程的考核評(píng)估采用學(xué)習(xí)過程和課程考核相結(jié)合、理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合的多元化成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法。主要從學(xué)習(xí)過程、實(shí)踐操作以及學(xué)科拓展三大方面對(duì)課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式進(jìn)行探索，其中學(xué)科拓展包括學(xué)科競(jìng)賽、課程實(shí)踐，通過這樣的全過程、多內(nèi)容的考核機(jī)制做到對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的全過程評(píng)價(jià)，學(xué)生成績(jī)組成如下：

學(xué)期總評(píng)成績(jī)=結(jié)課考試40%+實(shí)驗(yàn)20%+

作業(yè)成績(jī)20%+學(xué)科拓展20%

三、課程教學(xué)內(nèi)容及組織實(shí)施情況

教學(xué)中應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)，選取一些企業(yè)的實(shí)際產(chǎn)品為教學(xué)案例，如減速器等，包含了軸、孔、齒輪、軸承、螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接等各種典型的零件，涉及了尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度等要求，較全面地反映了精度設(shè)計(jì)在典型的零部件中的實(shí)際應(yīng)用。以此作為案例并將其貫穿于整個(gè)的理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段。依據(jù)“互換性與測(cè)量技術(shù)”的課程知識(shí)框架共分別設(shè)計(jì)了4個(gè)教學(xué)項(xiàng)目、16個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、2個(gè)綜合性大作業(yè)。

4個(gè)教學(xué)項(xiàng)目根據(jù)課程結(jié)構(gòu)分為尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、典型零件的精度設(shè)計(jì)4個(gè)大項(xiàng)目。在學(xué)習(xí)了基本理論、基礎(chǔ)概念的基礎(chǔ)上，在每個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)和設(shè)計(jì)實(shí)踐中，以教學(xué)案例中的典型的零部件為課堂教學(xué)探索和研究的對(duì)象，首先給出零件圖及裝配圖，帶領(lǐng)學(xué)生讀懂圖紙分析零件間的配合關(guān)系，接著引入本次課的教學(xué)和研究任務(wù)，再向大家詳細(xì)講解本課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，最后是引導(dǎo)大家通過討論、小組合作以及任務(wù)驅(qū)動(dòng)等方式來完成所需要的學(xué)習(xí)任務(wù)。

16個(gè)課程實(shí)驗(yàn)與課程教學(xué)緊密相銜接，采用分組選做的方法，教師指導(dǎo)、學(xué)生參與為活動(dòng)的主體，共同完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)前教師提供了一些典型、常見的零部件和圖紙，學(xué)生自己選擇和使用測(cè)量的對(duì)象與儀器，學(xué)生通過觀察其結(jié)構(gòu)原理、了解其裝配關(guān)系后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，擬定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，選取實(shí)驗(yàn)工具，互相協(xié)助動(dòng)手操作并對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終掌握了零件精度測(cè)量的方法和操作過程。這種采用遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ郊瘸浞謴浹a(bǔ)了傳統(tǒng)驗(yàn)證性工程實(shí)驗(yàn)的不足，又充分提高了學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)的發(fā)展，形成了“識(shí)標(biāo)注一選器具一會(huì)操作一能運(yùn)用”的綜合性學(xué)習(xí)過程，符合新工科背景下的“以成果為導(dǎo)向”的教學(xué)理念。

2個(gè)綜合性大作業(yè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各章節(jié)的知識(shí)，形成完整的知識(shí)體系，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力，同時(shí)使得學(xué)生形成各專業(yè)課程相互關(guān)聯(lián)的意識(shí)。2個(gè)綜合性大作業(yè)，一個(gè)是孔軸配合精度設(shè)計(jì)大作業(yè)，另一個(gè)是齒輪軸系精度設(shè)計(jì)大作業(yè)。前一個(gè)大作業(yè)將課程中尺寸公差部分、幾何公差部分和表面精度三部分內(nèi)容有機(jī)融合，結(jié)合具體應(yīng)用，要求學(xué)生完成給定零件的尺寸精度、幾何精度和表面精度的設(shè)計(jì)，之后規(guī)范地繪制零件圖并做出正確標(biāo)注。第二個(gè)大作業(yè)的設(shè)置和同學(xué)期開設(shè)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程的課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，使學(xué)生進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后應(yīng)用本課程的專業(yè)知識(shí)和技能進(jìn)行機(jī)械的精度設(shè)計(jì)，并在零件圖、裝配體圖上正確表達(dá)。這樣使學(xué)生學(xué)以致用，更深刻理解精度設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，針對(duì)具體的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行課程的實(shí)踐應(yīng)用。

四、教學(xué)效果

課程組的老師們團(tuán)結(jié)合力、不斷努力，通過實(shí)踐教學(xué)不斷進(jìn)行互換性與測(cè)量技術(shù)課程重構(gòu)，形成以理論實(shí)踐能力和崗位要求為核心的課程特色，同時(shí)也從師資力量隊(duì)伍的建設(shè)、深化課程體制改革、創(chuàng)造良好的課堂氛圍和改進(jìn)課程實(shí)施等諸多方面開展出富有成效的活動(dòng)，特別是在教學(xué)資源建設(shè)，教學(xué)改革方面取得了明顯的效果，得到了同行和學(xué)生的一致好評(píng)。

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