基于高校轉型發展的三坐標測量實驗室建設

左艷迪

摘 要 在高校轉型發展的大背景下，獨立學院結合自身實際，優化教學資源配置，強化實踐教學過程，建立適應社會發展及企業技術需求的實驗室，對培養學生的實踐能力和創新能力至關重要。本文結合我校轉型發展中實驗室建設的實際情況，從現有實踐教學的局限性出發，探討了三坐標測量技術與學科理論、學科前沿和企業技術需求的交叉點，分析了建設三坐標測量實驗室的必要性，并從實驗室的定位、實驗項目的設置、教學資源的優化、學科融合等方面提出了對三坐標測量實踐教學的思考。

關鍵詞 轉型 三坐標測量 實驗室建設

中圖分類號：G482 文獻標識碼：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，武漢華夏理工學院在轉型發展的過程中，重點引進一批精密測量儀器，建設切合學校發展和企業用人要求的實驗室，是學校結合就業市場需求的重要舉措。三坐標測量機作為一種集光、機、電為一體的精密測量設備，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得到廣泛應用。在轉型發展時期的實驗室建設中，引入三坐標測量機，讓機械和汽車類專業學生在校期間熟悉并掌握三坐標測量機的使用、維護及操作方法 ，有助于學校就業率和學生綜合素質的提高。在課程設置上，引入三坐標測量實踐環節，有助于學生鞏固理論知識，掌握先進的測量技術，并對后期的專業課程學習大有裨益。

1 三坐標測量實驗室建設概況

三坐標測量技術作為一種高精度、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。這些測量技術是工科院校學生對理論學習的一個延伸，同時也是機電、企業類學生應聘時需要掌握的專業技術知識。

基于對學生綜合素質培養的考慮和學校轉型發展的需要，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測量機，由主機（包括光柵尺）、測頭、控制系統和軟件系統組成。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，通過測頭探測，準確獲得被測物體在X、Y、Z三個軸的坐標位置，經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。三坐標測量實驗室環境如圖1所示。

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

在實驗室建設的過程中，我院除了配備完善的硬件設施外，積極選派優秀教師參加海克斯康廠方組織的三坐標測量機的應用培訓，學習測量機的使用、維護以及企業生產中使用的先進測量技術。通過實驗室建設和教師培訓能夠提高現有的師資教學力量，擴寬教師的教學思路，整合并高效地使用現有教學資源，有效地推動學校相關專業教學改革的開展，從而更好地實現轉型發展的目標。

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

2 三坐標測量實驗室建設的意義

2.1 有利于提高教學質量

轉型時期建設的三坐標測量實驗室可以對有限的實驗教學資源進行整合，滿足多學科、多專業學生的實驗教學需求。這種實踐性、綜合性實驗課程的開設可以大大提高學生的實驗動手能力、創新能力和就業能力，從而提高我校畢業生的就業質量。我院作為獨立本科院校，學生對形位公差理論知識的掌握程度比較好，充分利用這一優勢，加強測量實踐教學，可以為企業和社會輸送更加優秀的應用型人才，提高我校的教學水平。這也是我校進行轉型發展的基本精神。

2.2 有利于探索實施開放式實驗教學

開放式實驗不同于傳統的課內實驗，是針對小眾學生群體開設的課程計劃外的實驗項目，對設備、教師水平的要求比課內實驗要求更高。三坐標測量實驗室建立后，為開放性實驗項目的開設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新、競賽、畢業設計等提供更好的實驗場所，從而推薦學科建設的創新和發展。

2.3 有利于促進學科融合

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

3三坐標測量實驗室建設策略

轉型時期建設的三坐標測量實驗室需要集教學、科研、競賽和社會服務等功能為一體，加強理論與實踐的結合，促進高校教學與企業、社會發展需求的融合。

3.1 科學定位實驗室功能

首先，實驗室需要為課內實踐教學提供實驗場所。在基礎性實驗階段，學生可以對三坐標測量機的測量過程形成初步認識，學習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，學生可以更深層次的學習測量機的測量流程，從基礎的手動測量進階到自動測量。實驗室開設的實驗項目，需要起到搭建學校學習與企業生產實習之間的橋梁作用。其次，需要滿足學科競賽和創新實驗需求。實驗室在滿足基本的實驗教學的基礎上，可以為各種比賽提供開放的實驗環境。指導老師積極引導學生參加創新研究與訓練，通過項目立項帶動學生將理論知識與實踐知識相結合，這也是實驗室的一項重大而艱巨的任務。再次，需要為教學教研活動提供平臺。該實驗室可以為教師實驗素養的提升提供培訓平臺，更新實驗教學素材，為科研課題積累素材。

3.2 科學設置實驗項目

實驗室建立以后，所有實驗項目應該統一安排，根據專業基礎性實驗、專業綜合性實驗、設計與研究性實驗進行分層次教學，同時開設開放性實驗項目，允許學生進行跨專業選修。這些實驗項目里應包含企業生產中必需的基本操作項目，如利用測量機軟件建立零件坐標系，檢測幾何尺寸和行為公差，反向逆推數字模型或設計圖紙，導入導出CAD圖紙，誤差分析等。這些實驗項目的考核注重對學生實驗分析問題和解決的能力進行考核，鼓勵學生進行創新思考，綜合評價學生的學習和動手能力。

3.3 提高實驗教學師資力量

實驗室面向全校開設課程，涉及學科內容泛多，對教師的理論知識、實踐經驗和實驗技術要求越來越高。因此，實驗室的老師需要加強學習，經常參加培訓，多到企業中參觀學習，積累實踐經驗，不斷進行自我發展和自我提高，才能為實驗室的建設提供強有力的人才支撐，有效提高實驗教學水平。現有的教學管理體系也應該采取一些激勵措施，鼓勵青年教師多從專業或學科的角度思考問題，多向經驗豐富的老師或企業技術人員請教，爭取建立一支技術全面和業務水平過硬的教師隊伍才能為實驗室的教學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

三坐標測量實驗室現有的軟硬件資源已經配備齊全，如何對這些資源進行維護、使用和管理是后續工作的重點。對實驗室資源的維護和管理上需安排專人進行負責，比如測頭的校準、測量機氣浮導軌的維護，測量機工作環境的保持等，要逐步提高測量機的使用率，充分發揮其在教學實踐中的作用。

3.5 科學規劃后續建設規劃、學科融合

三坐標測量實驗室需要不斷完善管理機制，除了滿足老師和學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性發展，進一步做好教學資源的共享共建工作，為更多學生提供實驗平臺，鼓勵學生到實驗教學資源的建設中。同時，可以聯系企業進行校企合作，雙方根據產業發展需求，合作開發案例、編寫教材等，使學校實驗項目與企業生產更加契合，充實和完善現有的實驗教學資源。

4 總結

本文簡要介紹了我校轉型發展時期三坐標測量實驗室建設的基本情況，包括實驗室建設的意義，目前的建設概括，現有的建設策略，后期的發展規劃等。通過建立三坐標測量實驗室，可以使學生將形位公差的測量和誤差分析有一個全新的認識，從理論知識上升到實踐，擴寬了專業知識面，并對三維傳感器和計算機控制技術的實際應用有了更直觀的認識。

在今后的實驗教學管理工作中，我們會繼續努力，建立高效而健全的實驗教學中心，為社會培養優秀的應用型高素質人才，為學校的轉型工作增磚添瓦。

參考文獻

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