《互換性與測量技術》課程工程應用能力形成機制研究

楊發展+王玉玲+劉琨明+楊勇

摘要：本文重點圍繞學生在上課環節中的教學模式創新，探索改善和提高學生的工程應用能力和實現途徑，充分利用各種媒體和手段，將課程教學知識點引入實驗教學和工程測量中，在授課環節不斷推動教學方式和實驗教學手段多樣化。同時，在教學后續大作業中引入工程實例與開發新項目，激發學生對課程的學習興趣和學習的主觀能動性。并將該教學方式在2014級卓越工程師班嘗試推廣應用，驗證該教學方法的效果和學生的掌握情況，了解和掌握學生工程素質和創新能力的提升情況。

關鍵詞：工程應用能力；形成機制；工程素質；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）07-0234-02

一、引言

培養學生的工程應用能力和創新能力已成為目前高等教育改革的核心內容，其中教學模式和教學方法改革是教學改革中的重要環節，通過不斷提升和優化教學方法，使培養出來的人才符合社會的需要。而在本科層次人才培養過程中，教學環節對學生工程應用能力形成的影響至關重要，因此，本文將結合課程特點和人才培養各要素之間的內在關系，探索人才培養中不同要素對人才工程應用能力的影響機制和形成機制。

二、研究背景及問題分析

1.研究背景。《互換性與測量技術》是機械類專業的一門非常重要的基礎課，重點解決被加工零部件的幾何量精度設計方法、圖樣標注、檢測等，是聯系機械設計與后續機械加工工藝等課程和課程設計的紐帶，課程涉及國家標準多，知識點等概念性強，實踐驗證要求較高等，且很多內容又比較抽象且難以理解。目前，國內不少高校對該課程教學研究進行了探索，總結出一些較好的教學方法與改革思路。但是，目前高校培養出來的人才和社會的要求還有一定的錯位，存在一定的差距，畢業生到了企業很多情況下還是不能及時地將所學的知識靈活運用到生產中，對書本上的理論和生產實際的應用還有不少的錯位。

2.工程應用能力組成及影響。工程應用能力目前主要包括工程行動能力、工程思維能力和工程基本技能，以及作為三者基礎的工程知識儲備量值。而工程行動能力是核心能力，其他能力均為該能力的基礎和支撐。工程應用能力主要是以專業理論知識為基礎，借助科學思維方法和專業技術的幫助，遵循科學的行動規律來實現形成和提升處理事件、組織項目、解決問題、完成任務的能力。在處理工程類問題活動中體現的解決問題和執行相關行動的能力稱為工程行動能力。在完成工程任務的過程中需要將工程素質、多種能力和理論知識進行綜合運用。其中工程學科知識和工程的基本技能是完成工程任務的基礎，科學思維是人類智慧的體現，對工程設計和質量保證至關重要。

三、工程應用能力達成機制研究與探索

1.工程應用能力形成機制架構分析與研究。目前被廣泛關注的工程應用能力和工程素質主要內涵為工程專業技術人在面向工程實踐和工程理論方法運用中所體現出的一種內在的潛能和適應性，并將工程技能和理論方法很好地理解和應用，解決各種工程問題。研究發現，該能力的形成并非是各類知識的簡單羅列和疊加，而是一個復雜的形成過程，它將不同學科、不同領域的知識和要素融合在工程實踐中，使各要素在工程實踐活動中能夠結合為一個統一體，并能夠轉化為可操作的實施方案和應對策略，它的形成，體現在教育教學的全過程中，并滲透到學習、生活、實踐的每一環節，對于不同工程專業所需的工程素質和應用能力，具有不同的素質要求和訓練環境.。

2.課堂教學優化促進工程應用能力形成機制研究。工程應用能力培養中首要的是將目前的本專業的培養大綱進行修訂，將人才培養目標以服務于企業行業的人才需求作為核心。主要是在課程內容上更加突出技術的工程服務本質，體現運用工程理論和技術進行系統設計和能力培養；在課程組織上提倡從演繹法向歸納法過度，即從問題出發，通過案例分析，歸納總結成理論體系的課程內容；在教學理念上要注重從具體專業理論學習向普適性科學思維能力提升發展，使學生掌握分析工程問題的科學思維方法。充分考慮行業多樣性和人才能力及服務對象的多樣性，把握當前和今后一個時期內企業及行業的人才需求，注重將課程教學內容與各種工程能力培養相銜接，注重教學內容體現基礎理論的同時，又能與現代科技的進步和當前的科技前沿相結合。此外，在教學內容和課程體系設置中，注重知識點的貫穿和連接，使得不同知識點之間能夠相互支撐、解析與輔助融合，而不僅僅是知識點和教學內容的羅列和孤立，從而達到和實現培養和提升學生的實際應用能力、拓展能力的培養目標。在教學內容和課程體系設置中，注重不同課程間的交叉與融合促進，使得該課程在內容設計上既能滿足本課程教學任務和目標的要求，又能夠支撐其他相關課程的后續學習和前部課程的知識應用。

3.教學方法在促進工程應用能力方面的驅動機制研究。據統計，在目前的課堂教學中，學生在教學環節中主觀能動性表現存在較大差異，很多學生并沒有教學規定中所定義的“積極”與“主動”的狀態。與目前的“填鴨式知識灌輸”教學模式相比，推廣實施知識架構自組織形成模式教學方法具有更多的優勢，在這種教學模式下，教學過程主要是為了引導學生自己主動地建構知識框架，在該框架下調動學生學習的積極性，是由學生自己建構，并在教學中續輔以工程問題教學（探究式）方法、工程案例教學方法（探究式）和設置子母項目等多種教學方法，引導學生主動探索和發現。

在教學中，讓學生參與課堂教學和研討，創造師生對話、學生間對話的條件和討論對象，讓學生在對問題、案例等剖析的過程中學會學習和探索，提升學生分析問題、解決問題的能力。此外，學生在主動探索和研究工程問題中也增強了學習的興趣。只有教師在授課過程中采用恰當的驅動引導方式，使其主導作用得以充分、合理的發揮，才能形成外驅力、激發內驅力并使二者有機合成為強大的學習動力，以促使學生主體認知結構的發生改變，使學生在學習理論知識的同時，主動性的探索互換性課程有關術語背后的工程問題，實現課堂教學的最佳效果，這也正是建立課堂教學實施知識架構自組織形成模式教學驅動機制的必要性所在。

4.課程實驗在促進工程應用能力方面的驅動機制研究。目前，互換性與測量技術課程實驗主要為驗證性實驗，而機械行業是一個與實踐和積累結合較為緊密的行業和領域，必須在該領域有長時間的積累和領悟，在此基礎上，進一步拓展和擴充，提升學生運用綜合知識的創造力和實戰能力。因此，工程實踐在培養機械類高級工程技術人才的全局中具有引領學生提高認知水平、增強學生對機械結構、加工、制造技術的運作能力和開發創造能力的作用，并在創新工藝開發的知識結構中占有核心地位。因此，從設備方面來講，學生由于受到實驗室設備的限制，現代測量所用儀器不可能詳細討論。這個時候可以將課堂搬到課程實驗室進行，通過結合原理性的設備，在實驗現場講授中重點對各種測量方法原理、測量中產生的誤差分析、形位誤差評定的數據處理、精密測試中靜態測量的誤差理論和數據處理等則可在課堂教學中增加或加強。而后緊接著通過在企業的實習和鍛煉，學生在加工現場和質量檢測線上都能夠對課程所涉及的理論知識進行應用和加深了解和掌握。在教學人才培養中，讓一線教師參與工程實踐、到企業實習實踐，參與和指導與機械專業相關的設計比賽和競賽，參與新產品和概念設計，將理論知識與實踐結合，將知識點融入設計的產品及開發環節，逐漸提升設計能力和技能水平。

總之，工科類學生工程應用能力的培養必須立足于行業和企業的需求，以企業的需求和社會應用為內在驅動力，將高校、企業、實訓中心以及高等學校教師的科研課題等相結合，對人才培養機制和人才成長規律進行深入研究和探討，培養學生對“工程內涵”和“工程語言轉換為工程應用”的興趣，充分激發學生在解決工程問題的主觀能動性和創造力，實現真正意義上的學有所長、學有所用，通過產學研結合，真正實現和達到學生工程應用能力和創新能力的提升。

參考文獻：

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Abstract：This article focuses on the teaching mode innovation in to promote the application ability of the students，make full use of various media and other means，the knowledge will be introduce to the experimental and engineering survey. At the same time，in the follow-up work，engineering examples and the new projects will be introduced. The teaching method is adopted into the excellent engineers class，to estimate the students' engineering quality and innovation ability.

Key words：engineering application ability；forming mechanisms；engineering quality；teaching mode