基于卓越工程師培養的《互換性與技術測量》的教學模式研究

蘆玉梅+于鳳云+張文生+張志平+劉文海+唐慶菊

摘要：根據卓越工程師培養的目標要求，為培養高質量工程技術人才，有必要對《互換性與技術測量》課程進行有效的教學改革。為此從教學體系、教學內容、教學方法和教學手段改革、實踐教學環節等方面詳細闡述了對《互換性與技術測量》的教學改革。

關鍵詞：卓越工程師；互換性與技術測量；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0154-02

教育部“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”），是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項目，是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[1-4]。卓越工程師的核心要求是培養的專業技術人才要具有創新意識、工程意識、工程素質和工程實踐的能力。要想實現此目標高校必須改變傳統的以基礎理論知識為主的教學模式，以全方位培養能力素質為目標，探索全新的教學方法。

機械設計制造及其自動化專業是黑龍江科技大學實施“卓越工程師教育培養計劃”的重點專業之一，《互換性與技術測量》是機械專業的主干學科必修課，是學生學習專業課以及進行工程設計的基礎與工具。但該課程具有標準項目多，抽象概念多，符號代號多，涉及的知識面廣，理論性及實踐性強等特點，學生學習過程參與性不高，主動性和積極性不強，傳統教學模式很難達到預期效果。因此，為適應新形勢培養創新型綜合應用人才，對該課程進行相應的教學改革是非常重要的。

一、教學體系和教學內容的調整優化

《互換性與技術測量》從課程體系上講，其具有聯系設計類課程與制造工藝類課程的紐帶作用，具有從基礎課向專業課過渡的橋梁作用。但傳統的互換性與測量技術教學過程中，課程過分注意單獨學科的邏輯性，并且主要講解基本概念、基本理論和基本測量方法，涉及到公差與配合的實際應用的內容比較少，而在機械產品設計中，公差與配合的巧妙選擇和使用至關重要的，這就導致教學理論與生產實踐相偏離，培養出來的學生普遍學習效果差，對公差與配合的原理理解不足，在實際工作中無所適從。而且學生由于沒有到過生產現場，在學習本課程的相關內容時缺少一定的工藝常識，很多內容難以理解。而實行“卓越工程師教育培養計劃”后，在開設《互換性與技術測量》課程之前，增加了一周到工廠的認識實習，學校先后安排學生去了哈爾濱軸承廠、哈爾濱電極廠等實習，通過到生產一線實習，學生見到了實際加工的零件圖，見到了幾何精度在機械設計和機械制造中的應用，同時又簡單了解了常用的量具、儀器的工作原理以及在加工生產中的應用。通過前期的認識實習，加深了學生對課程本身的理解，又培養了學生的工程應用能力和工程意識。為《互換性與技術測量》這門課的學習打下了一定的工程基礎。

同時針對《互換性與技術測量》課時少、內容多，而且其中很多內容都很抽象，學生在有限的學習時間內完全掌握難度大。因此根據教學大綱和教學內容特點重新規劃教學內容是十分必要的。《互換性與技術測量》主要內容包括機械零件幾何參數的互換性和測量技術兩部分，前者研究幾何量公差標準及其應用，屬于幾何精度范疇；包括：孔和軸的公差與配合；幾何公差及檢測、表面粗糙度及典型零部件（滾動軸承、螺紋、鍵和花鍵及齒輪）的公差與配合；后者介紹測量技術的基本知識和理論，包括常用標準和常用幾何量測試基本技能。

針對教學內容，將《互換性與技術測量》課程分為三部分：第一部分為課堂理論教學；第二部分為實驗教學；第三部分為綜合大作業訓練。在理論教學中盡量多采用一些生產中實際的零件圖，并采用項目教學法重點講解孔和軸的公差與配合，幾何公差及檢測和表面粗糙度的定義、符號、標注方式、選用原則和應用。而典型零件（如：滾動軸承、螺紋、鍵和花鍵、齒輪等）的公差與配合則采用簡單介紹，然后通過實例講解，讓學生掌握典型零件中公差與配合以及測量器具的選用，然后通過綜合大作業再加強練習。在實驗教學中重點介紹測量技術的基本知識和理論以及常用量具的使用。

二、革新教學方法和教學手段

傳統的教學方法，往往是教師采用“粉筆+黑板”滿堂灌的方法，由于學生被動聽課，并且該課程符號、定義、標準比較多，學生會感到很枯燥，很難調動起來學生學習的積極性，這樣就嚴重地影響了教學的效果。另外傳統的教學往往重視理論知識的講解，而脫離了實際應用，即使當時學生記注了，時間長了也會記得不牢靠，這點在后續相關的課程設計和畢業設計中表現突出，不能很好地滿足卓越工程師專業技術人才的培養要求。在新的教學方法中要改變以教師為中心的傳統理念，樹立以“學生為本”的教育理念。因此在教學過程中要調整教與學的關系，要遵循“學生是教育教學活動的主體”原則，以學生為本，以學生為中心[5]。在教學過程中，采用項目驅動法完成教學，每節課根據教學內容，設置和生產相聯系的課題，圍繞課題展開教學。教學過程中可以靈活采用啟發式、比較式和討論式、問題教學式等多形式結合，改變“一言堂”、“滿堂灌”的單向灌輸的教學模式，然后通過實例教學法引導學生完成相應問題，幫助學生進一步消化理解所學內容。通過這些教學方法調動了學生的學習熱情，也初步培養了學生工程意識和應用能力。

教學手段的更新和縱深運用是該門課程教學的一個硬件，也是實現教學方法的條件和保障。在教學中我們采用多媒體技術和傳統的教學手段相結合的方法。多媒體由于其圖、文、聲并茂，形象直觀生動，使課堂教學由靜態的灌輸變為動態的傳播，學生耳聞其聲，目睹其形，大腦皮層形成并保持廣泛的興奮點，“聲、圖、文，顏色、光彩、視聽”并舉，多渠道多方位，激發了學生學習的積極性和主動性，同時也加大了有效信息的接受量，提高了教學效率，這是傳統教學無可比擬的優勢。所以一方面多媒體技術可將互換性和測量技術中的教學內容生動而直觀地表現出來，學生容易理解、接受，明顯提高學生的學習興趣。同時與傳統教學手段相結合，又避免了多媒體播放速度快，部分學生對主要內容沒有理解的問題。所以多媒體技術和傳統的教學手段相結合能發揮各自的優點，為提高教學質量發揮出更大更有效的作用。endprint

三、搭建課程教學資源網站平臺

為了進一步提升《互換性與技術測量》課程的教學水平，課程組利用網絡資源，建立了網絡教學平臺。該網站包含電子教案、電子教材等教學基本文件，還包括網絡在線自測題、習題等網絡資源。學生可以通過該網站進行自主學習，同時可以交流和在線自測，開闊眼界，提高主學習的能力。

四、加強實驗教學建設

實驗教學是學生對知識運用的重要環節，它的目的是使學生進一步掌握和鞏固課堂上所學的公差理論、基本的測量技術和初步熟悉某些計量器具的正確使用，培養科學實驗能力。根據《互換性與技術測量》課程的特點開設了驗證性實驗和綜合性實驗。同時日常還將實驗室進行開放，學生可利用業余時間隨時到實驗室學習計量器具的使用，促進學生獨立學習能力的提高。

五、增設實踐大作業，鍛煉學生的實踐能力

課程設計是培養學生工程能力重要的環節，是在對課程內容的深刻理解基礎上來進行實際項目的設計，是每門課程教學的最終目的。但是，目前該門課程沒有安排課程設計。為此，我們增加實踐大作業環節，在實踐大作業內容及題目的選題、設計過程、考核答辯等多方面做好工作，更好地讓學生能學以致用。

六、課程考核方式的改革

為了體現學生對知識的運用能力和實踐動手能力，在《互換性與技術測量》考試方式中改變了過去只依據一份試卷對學生成績評定的情況。將考試模式分為三部分：（1）平時成績：這部分占總成績的30%，包括學生的出勤、課堂表現等；（2）期末考試：這部分占總成績的60%；（3）實踐考核：這部分占總成績的10%，包括考核綜合大作業的和實驗操作完成情況。

七、結束語

《互換性與技術測量》具有很強的實踐性，因此，在《互換性與技術測量》教學中要強化實踐教學，注重工程實際應用，增強學生的實踐能力和創新思維能力，為培養卓越工程師打下了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]張安富，劉興鳳.實施“卓越工程師教育培養計劃”的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.

[2]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制[J].高等工程教育研究，2010，（4）：21-29.

[3]傅宇.高等工程教育的工程能力結構及其培養途徑[J].理工高教研究，2006，（3）：84-85.

[4]中華人民共和國教育部門戶網站.教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃”（2010）[DB/OL].http：//www.moe.gov.cn.publicfiles/business/htmlfiles/moe/s4560/201006/94139.html.

[5]于庚蒲.關于高等教育理念與教學改革的若干思考[J].北華大學學報：社科版，2001，（3）：29-32.endprint