基于高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的三坐標(biāo)測量實驗室建設(shè)

左艷迪

摘 要 在高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的大背景下，獨立學(xué)院結(jié)合自身實際，優(yōu)化教學(xué)資源配置，強化實踐教學(xué)過程，建立適應(yīng)社會發(fā)展及企業(yè)技術(shù)需求的實驗室，對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力至關(guān)重要。本文結(jié)合我校轉(zhuǎn)型發(fā)展中實驗室建設(shè)的實際情況，從現(xiàn)有實踐教學(xué)的局限性出發(fā)，探討了三坐標(biāo)測量技術(shù)與學(xué)科理論、學(xué)科前沿和企業(yè)技術(shù)需求的交叉點，分析了建設(shè)三坐標(biāo)測量實驗室的必要性，并從實驗室的定位、實驗項目的設(shè)置、教學(xué)資源的優(yōu)化、學(xué)科融合等方面提出了對三坐標(biāo)測量實踐教學(xué)的思考。

關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)型 三坐標(biāo)測量 實驗室建設(shè)

中圖分類號：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.09.009

Abstract Under the great background of the universitys transformation and development， it is important for the independent Colleges to build the new laboratory which can meet the needs of the social development， satisfy the demands of the enterprises production technology， foster the students practical ability and improve students innovation ability. In the building process， independent Colleges should unify own actual situation， optimize the reallocation of education resources and strengthen practical teaching. Combining with the actual situation of the laboratory construction under the transformation and development of our college， it is discussed in the paper where is the intersection of the Coordinate Measuring technology and the measuring theory， the academic frontier and the production requirements. Some reflection about the practical education is also addressed in the paper ， such as the location of the laboratory， the setting of the experiment items， the optimization of teaching resources and the amalgamation of multi-subjects.

Key words transformation； coordinate measuring； the construction of laboratory

0 引言

作為一所以工科為主的民辦高校，武漢華夏理工學(xué)院在轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程中，重點引進一批精密測量儀器，建設(shè)切合學(xué)校發(fā)展和企業(yè)用人要求的實驗室，是學(xué)校結(jié)合就業(yè)市場需求的重要舉措。三坐標(biāo)測量機作為一種集光、機、電為一體的精密測量設(shè)備，因其高精度和高效率的自動檢測功能在機械制造、模具、電子和儀器儀表等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。在轉(zhuǎn)型發(fā)展時期的實驗室建設(shè)中，引入三坐標(biāo)測量機，讓機械和汽車類專業(yè)學(xué)生在校期間熟悉并掌握三坐標(biāo)測量機的使用、維護及操作方法 ，有助于學(xué)校就業(yè)率和學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。在課程設(shè)置上，引入三坐標(biāo)測量實踐環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生鞏固理論知識，掌握先進的測量技術(shù)，并對后期的專業(yè)課程學(xué)習(xí)大有裨益。

1 三坐標(biāo)測量實驗室建設(shè)概況

三坐標(biāo)測量技術(shù)作為一種高精度、高效率的自動化檢測儀器，特別適用于對箱體類零件、模具鑄件、汽車外殼等有特定空間曲面的零件進行測量。這些測量技術(shù)是工科院校學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的一個延伸，同時也是機電、企業(yè)類學(xué)生應(yīng)聘時需要掌握的專業(yè)技術(shù)知識。

基于對學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的考慮和學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要，我校于2015年8月從海克斯康中國（青島）有限公司購進一臺固定橋式三坐標(biāo)測量機，由主機（包括光柵尺）、測頭、控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。它的基本測量原理是將被測物體放入測量機的容許測量空間內(nèi)，通過測頭探測，準(zhǔn)確獲得被測物體在X、Y、Z三個軸的坐標(biāo)位置，經(jīng)過計算機的擬合處理得到該物體的幾何尺寸和形位公差等。三坐標(biāo)測量實驗室環(huán)境如圖1所示。

該實驗室在建設(shè)過程中充分考慮了設(shè)備的工作條件要求，配置了空壓機、冷干機、空調(diào)等滿足測量機對壓力、溫度、濕度等環(huán)境的要求。測量機臺面采用花崗巖材質(zhì)，受溫度和濕度影響而導(dǎo)致的變形小，X、Y、Z軸采用的氣浮導(dǎo)軌可以使測量平穩(wěn)進行，測量精度高，測量操縱盒人性化的設(shè)計使測量方便快捷，可以在自動和手動模式下進行無縫切換。

在實驗室建設(shè)的過程中，我院除了配備完善的硬件設(shè)施外，積極選派優(yōu)秀教師參加海克斯康廠方組織的三坐標(biāo)測量機的應(yīng)用培訓(xùn)，學(xué)習(xí)測量機的使用、維護以及企業(yè)生產(chǎn)中使用的先進測量技術(shù)。通過實驗室建設(shè)和教師培訓(xùn)能夠提高現(xiàn)有的師資教學(xué)力量，擴寬教師的教學(xué)思路，整合并高效地使用現(xiàn)有教學(xué)資源，有效地推動學(xué)校相關(guān)專業(yè)教學(xué)改革的開展，從而更好地實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的目標(biāo)。

該實驗室主要針對機電類和汽車類學(xué)生開放使用。在實踐教學(xué)中引入三坐標(biāo)測量機課程，可以提高學(xué)生的工程實踐能力和就業(yè)競爭力，鞏固學(xué)生的理論知識和動手能力。

2 三坐標(biāo)測量實驗室建設(shè)的意義

2.1 有利于提高教學(xué)質(zhì)量

轉(zhuǎn)型時期建設(shè)的三坐標(biāo)測量實驗室可以對有限的實驗教學(xué)資源進行整合，滿足多學(xué)科、多專業(yè)學(xué)生的實驗教學(xué)需求。這種實踐性、綜合性實驗課程的開設(shè)可以大大提高學(xué)生的實驗動手能力、創(chuàng)新能力和就業(yè)能力，從而提高我校畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量。我院作為獨立本科院校，學(xué)生對形位公差理論知識的掌握程度比較好，充分利用這一優(yōu)勢，加強測量實踐教學(xué)，可以為企業(yè)和社會輸送更加優(yōu)秀的應(yīng)用型人才，提高我校的教學(xué)水平。這也是我校進行轉(zhuǎn)型發(fā)展的基本精神。

2.2 有利于探索實施開放式實驗教學(xué)

開放式實驗不同于傳統(tǒng)的課內(nèi)實驗，是針對小眾學(xué)生群體開設(shè)的課程計劃外的實驗項目，對設(shè)備、教師水平的要求比課內(nèi)實驗要求更高。三坐標(biāo)測量實驗室建立后，為開放性實驗項目的開設(shè)提供了必要的硬件和軟件條件。此外，該實驗室可以為各類科技創(chuàng)新、競賽、畢業(yè)設(shè)計等提供更好的實驗場所，從而推薦學(xué)科建設(shè)的創(chuàng)新和發(fā)展。

2.3 有利于促進學(xué)科融合

實驗室建設(shè)完成后面向廣大師生開放管理，打破院系、專業(yè)、課程之間的局限，可以促進學(xué)科融合，優(yōu)化資源配置，充分利用有限的實驗資源，為更多的專業(yè)和學(xué)科服務(wù)。

3三坐標(biāo)測量實驗室建設(shè)策略

轉(zhuǎn)型時期建設(shè)的三坐標(biāo)測量實驗室需要集教學(xué)、科研、競賽和社會服務(wù)等功能為一體，加強理論與實踐的結(jié)合，促進高校教學(xué)與企業(yè)、社會發(fā)展需求的融合。

3.1 科學(xué)定位實驗室功能

首先，實驗室需要為課內(nèi)實踐教學(xué)提供實驗場所。在基礎(chǔ)性實驗階段，學(xué)生可以對三坐標(biāo)測量機的測量過程形成初步認(rèn)識，學(xué)習(xí)正確使用測量機的操作方法；進階性實驗階段，主要偏重于綜合性實驗，學(xué)生可以更深層次的學(xué)習(xí)測量機的測量流程，從基礎(chǔ)的手動測量進階到自動測量。實驗室開設(shè)的實驗項目，需要起到搭建學(xué)校學(xué)習(xí)與企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)之間的橋梁作用。其次，需要滿足學(xué)科競賽和創(chuàng)新實驗需求。實驗室在滿足基本的實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，可以為各種比賽提供開放的實驗環(huán)境。指導(dǎo)老師積極引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新研究與訓(xùn)練，通過項目立項帶動學(xué)生將理論知識與實踐知識相結(jié)合，這也是實驗室的一項重大而艱巨的任務(wù)。再次，需要為教學(xué)教研活動提供平臺。該實驗室可以為教師實驗素養(yǎng)的提升提供培訓(xùn)平臺，更新實驗教學(xué)素材，為科研課題積累素材。

3.2 科學(xué)設(shè)置實驗項目

實驗室建立以后，所有實驗項目應(yīng)該統(tǒng)一安排，根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)性實驗、專業(yè)綜合性實驗、設(shè)計與研究性實驗進行分層次教學(xué)，同時開設(shè)開放性實驗項目，允許學(xué)生進行跨專業(yè)選修。這些實驗項目里應(yīng)包含企業(yè)生產(chǎn)中必需的基本操作項目，如利用測量機軟件建立零件坐標(biāo)系，檢測幾何尺寸和行為公差，反向逆推數(shù)字模型或設(shè)計圖紙，導(dǎo)入導(dǎo)出CAD圖紙，誤差分析等。這些實驗項目的考核注重對學(xué)生實驗分析問題和解決的能力進行考核，鼓勵學(xué)生進行創(chuàng)新思考，綜合評價學(xué)生的學(xué)習(xí)和動手能力。

3.3 提高實驗教學(xué)師資力量

實驗室面向全校開設(shè)課程，涉及學(xué)科內(nèi)容泛多，對教師的理論知識、實踐經(jīng)驗和實驗技術(shù)要求越來越高。因此，實驗室的老師需要加強學(xué)習(xí)，經(jīng)常參加培訓(xùn)，多到企業(yè)中參觀學(xué)習(xí)，積累實踐經(jīng)驗，不斷進行自我發(fā)展和自我提高，才能為實驗室的建設(shè)提供強有力的人才支撐，有效提高實驗教學(xué)水平。現(xiàn)有的教學(xué)管理體系也應(yīng)該采取一些激勵措施，鼓勵青年教師多從專業(yè)或?qū)W科的角度思考問題，多向經(jīng)驗豐富的老師或企業(yè)技術(shù)人員請教，爭取建立一支技術(shù)全面和業(yè)務(wù)水平過硬的教師隊伍才能為實驗室的教學(xué)工作提供有力的人才支撐。

3.4 加強實驗室資源的維護和管理

三坐標(biāo)測量實驗室現(xiàn)有的軟硬件資源已經(jīng)配備齊全，如何對這些資源進行維護、使用和管理是后續(xù)工作的重點。對實驗室資源的維護和管理上需安排專人進行負(fù)責(zé)，比如測頭的校準(zhǔn)、測量機氣浮導(dǎo)軌的維護，測量機工作環(huán)境的保持等，要逐步提高測量機的使用率，充分發(fā)揮其在教學(xué)實踐中的作用。

3.5 科學(xué)規(guī)劃后續(xù)建設(shè)規(guī)劃、學(xué)科融合

三坐標(biāo)測量實驗室需要不斷完善管理機制，除了滿足老師和學(xué)生的實驗和科研工作之外，也可以嘗試對外進行工件的形位公差測量和誤差分析。通過多種方式并行促進該實驗室的可持續(xù)性發(fā)展，進一步做好教學(xué)資源的共享共建工作，為更多學(xué)生提供實驗平臺，鼓勵學(xué)生到實驗教學(xué)資源的建設(shè)中。同時，可以聯(lián)系企業(yè)進行校企合作，雙方根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，合作開發(fā)案例、編寫教材等，使學(xué)校實驗項目與企業(yè)生產(chǎn)更加契合，充實和完善現(xiàn)有的實驗教學(xué)資源。

4 總結(jié)

本文簡要介紹了我校轉(zhuǎn)型發(fā)展時期三坐標(biāo)測量實驗室建設(shè)的基本情況，包括實驗室建設(shè)的意義，目前的建設(shè)概括，現(xiàn)有的建設(shè)策略，后期的發(fā)展規(guī)劃等。通過建立三坐標(biāo)測量實驗室，可以使學(xué)生將形位公差的測量和誤差分析有一個全新的認(rèn)識，從理論知識上升到實踐，擴寬了專業(yè)知識面，并對三維傳感器和計算機控制技術(shù)的實際應(yīng)用有了更直觀的認(rèn)識。

在今后的實驗教學(xué)管理工作中，我們會繼續(xù)努力，建立高效而健全的實驗教學(xué)中心，為社會培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型高素質(zhì)人才，為學(xué)校的轉(zhuǎn)型工作增磚添瓦。

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