新工科背景下《互換性與技術(shù)測量》課程改革探索

劉新玲 姜文革 宋杰

摘要：根據(jù)新工科的特點(diǎn)與要求，針對(duì)《互換性與技術(shù)測量》課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從教學(xué)內(nèi)容的選取與組織、教學(xué)模式的改革、考核機(jī)制的改進(jìn)等方面提出教學(xué)改革，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：新工科;課程改革;互換性與技術(shù)測量

0? 引言

隨著當(dāng)代工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展[1]，教育部積極推進(jìn)了新工科建設(shè)，復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南，構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式，助力高等教育的強(qiáng)國建設(shè)。新工科”建設(shè)行動(dòng)路線（“天大行動(dòng)”）[2]提出“問學(xué)生志趣變方法，創(chuàng)新工程教育的方式與手段”，落實(shí)以學(xué)生為中心的理念，改革教學(xué)方法和考核方式，形成以學(xué)習(xí)者為中心的工程教育模式。推進(jìn)信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合，建設(shè)和推廣應(yīng)用在線開放課程，充分利用虛擬仿真等技術(shù)創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)方式。因此改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，將“線上學(xué)習(xí)”和“線下課堂”教學(xué)相融合的混合式教學(xué)模式成為傳統(tǒng)課堂教育改革的重要方向。

《互換性與技術(shù)測量》課程是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它具有聯(lián)系設(shè)計(jì)類課程與制造工藝類課程的紐帶作用，是基礎(chǔ)課、專業(yè)課和實(shí)踐課之間的橋梁[3]，在機(jī)械類系列課程體系中占有重要地位，面向“新工科”與工程教育認(rèn)證[4]，如何選取合適的教學(xué)內(nèi)容并對(duì)其進(jìn)行安排與教學(xué)組織，如何培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和技能解決實(shí)際工程問題的能力等有待進(jìn)一步研究。特別是隨著現(xiàn)代測量技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于該課程賦予了新的內(nèi)涵與任務(wù)，開展課程優(yōu)化創(chuàng)新，改進(jìn)教育模式，提升學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)勢在必行。

1? 課程教學(xué)內(nèi)容中存在的問題

1.1 知識(shí)體系問題

傳統(tǒng)《互換性與技術(shù)測量》課程專用術(shù)語多、國家標(biāo)準(zhǔn)多、符號(hào)多、抽象概念多且涉及知識(shí)面廣[5]，傳統(tǒng)教學(xué)主要講解基本概念、理論和方法，教材大部分以理論知識(shí)為主，涉及實(shí)際工程應(yīng)用的內(nèi)容較少，教學(xué)內(nèi)容和課程體系沒有更新，相關(guān)學(xué)科的前沿技術(shù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等少有介紹。這些都不能達(dá)到新工科建設(shè)的要求，因此課程改革迫在眉睫。

1.2 培養(yǎng)模式問題

傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在理論基礎(chǔ)與實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合較差，以學(xué)生被動(dòng)接受教師講解的理論知識(shí)為主，實(shí)際操作與知識(shí)運(yùn)用練習(xí)時(shí)間較少測量結(jié)果驗(yàn)證存在困難等問題，導(dǎo)致學(xué)生難以掌握零件幾何精度的設(shè)計(jì)及測量要領(lǐng)。評(píng)價(jià)體系單一，無法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行考核，技能操作及職業(yè)素養(yǎng)無考核標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)以上問題，本文在新工科的建設(shè)背景下，依托我校的網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)及其手機(jī)APP“優(yōu)慕課”，對(duì)互換性與技術(shù)測量課程的進(jìn)行教學(xué)改革探索。

2? 整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

新工科背景下以實(shí)際工程問題解決能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新的規(guī)劃整合，突出基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)技能、應(yīng)用能力的綜合培養(yǎng)與提升，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合。課程教學(xué)內(nèi)容以相關(guān)機(jī)械行業(yè)職業(yè)崗位的調(diào)研和分析為基礎(chǔ)，針對(duì)畢業(yè)生的常見就業(yè)崗位，通過對(duì)企業(yè)零件常用的測量器具和實(shí)際生產(chǎn)中零件測量流程的了解，結(jié)合企業(yè)專家們的建議，依據(jù)高職院校教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，選取能反映相關(guān)工作崗位要求和內(nèi)容的典型工作任務(wù)作為課程教學(xué)內(nèi)容，將課程中的知識(shí)點(diǎn)如尺寸誤差、形狀誤差、方向誤差、位置誤差和表面粗糙度測量以及齒輪參數(shù)偏差測量等相關(guān)術(shù)語與知識(shí)點(diǎn)融于到各學(xué)習(xí)任務(wù)中。將崗位實(shí)際工作流程及工作過程中需要的相關(guān)資料文件及操作規(guī)則等一起融入到相關(guān)教學(xué)情境中，將理論知識(shí)與實(shí)踐技能有機(jī)結(jié)合，并與測繪、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)床操作實(shí)習(xí)等相關(guān)課程內(nèi)容結(jié)合，引入課程相關(guān)的新技術(shù)、新進(jìn)展，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，綜合上述，以減速器為載體，設(shè)置軸徑測量、箱體測量、齒輪測量及典型零件測量4個(gè)學(xué)習(xí)情境，按照教學(xué)內(nèi)容設(shè)置16個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，如圖1所示。

3? 混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)

針對(duì)課程特點(diǎn)，本文提出任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)，將教學(xué)做融為一體。《互換性與技術(shù)測量》課程的理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)，依托網(wǎng)絡(luò)在線課程平臺(tái)，按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)零件測量的實(shí)際工作過程將教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)為課前、課中和課后三部分。學(xué)生通過學(xué)習(xí)項(xiàng)目完成之前所設(shè)定的測量任務(wù)，教師作為課程的組織者和引導(dǎo)者，借助學(xué)生熱衷于網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)在教學(xué)組織上引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，以測量任務(wù)為學(xué)習(xí)導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，根據(jù)項(xiàng)目要求分解任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生思考任務(wù)完成所需知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，將學(xué)生的被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，達(dá)到學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)工作、實(shí)現(xiàn)掌握知識(shí)、發(fā)展能力與提高素質(zhì)的統(tǒng)一。課程借助網(wǎng)絡(luò)將與課程相關(guān)的思政元素相關(guān)視頻、文件等融于課程內(nèi)容，同時(shí)借助任務(wù)拓展等功能將大國工匠、時(shí)代楷模等先進(jìn)事跡融入課程，在提升學(xué)生專業(yè)知識(shí)與技能的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和工匠意識(shí)。基于課程平臺(tái)的混合式教學(xué)模式如圖2所示。

課程具體實(shí)施過程如下所述：

課前，教師結(jié)合崗位能力需求，設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)布任務(wù)清單，即給定零件圖，要求同學(xué)們根據(jù)圖紙標(biāo)注，選擇合適的測量器具并完成實(shí)際零件圖的檢測，以判斷零件的合格性。并將對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)、電子教案、微課、案例素材等相關(guān)課程資源上傳平臺(tái)，學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過程中可借助平臺(tái)提出自學(xué)過程中所產(chǎn)生的疑問，并完成相關(guān)的任務(wù)小測試。教師通過平臺(tái)在線答疑，查閱作業(yè)及調(diào)查問卷結(jié)果等以充分掌握學(xué)生的自學(xué)情況，找出學(xué)生自學(xué)過程中遇到的難點(diǎn)，從而有針對(duì)性的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。學(xué)生們?cè)谡n前學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)自學(xué)能力并帶著問題進(jìn)入課堂，提高學(xué)習(xí)興趣。

課中，按照所設(shè)置任務(wù)的實(shí)際解決過程組織實(shí)施教學(xué)，根據(jù)企業(yè)實(shí)際零件檢測過程結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生首先讀懂圖紙中尺寸標(biāo)注或幾何標(biāo)注的含義，即掌握理論術(shù)語的含義;根據(jù)標(biāo)注要求選擇合適的測量器具，即掌握測量器具選用方法;掌握測量器具的基本原理及使用方法，即學(xué)習(xí)測量器具的使用;最后能夠利用所選擇儀器完成工件的測量并判斷所測量零件的合格性，即會(huì)運(yùn)用。從而形成“識(shí)標(biāo)注——選器具——會(huì)操作——能運(yùn)用”的學(xué)習(xí)過程。教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生所出現(xiàn)的問題，進(jìn)行重點(diǎn)指導(dǎo)，并引導(dǎo)學(xué)生不斷思考解決問題所需的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)及解決問題的方法和步驟。借助動(dòng)畫、視頻等將出現(xiàn)的理論、抽象內(nèi)容盡可能形象化展示。借助仿真軟件給學(xué)生提供更多的練習(xí)機(jī)會(huì)，對(duì)重、難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)練習(xí)、講解。教學(xué)過程中借助角色扮演、小組討論、操作演示、小組講課等教學(xué)手段，讓學(xué)生更好的體驗(yàn)工作過程，更好的消化知識(shí)、解決生活中的問題。學(xué)生也可借助平臺(tái)上傳完成相關(guān)任務(wù)的具體實(shí)施過程視頻和結(jié)果，大家共同討論任務(wù)完成過程中存在的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)生的問題，強(qiáng)化對(duì)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用及實(shí)際問題的解決能力，培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和操作規(guī)范。

課后，學(xué)生繼續(xù)利用課程平臺(tái)進(jìn)行自主拓展學(xué)習(xí)，查看相關(guān)知識(shí)點(diǎn)所涉及的先進(jìn)技術(shù)及企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并完成所布置的課后任務(wù)，上傳作業(yè)，教師與學(xué)生在線互動(dòng)，解疑答惑。

線上線下混合式教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)域性，拓展了傳統(tǒng)課堂，將“教、學(xué)、做”融為一體，教師借助平臺(tái)和教學(xué)資源開展線上、線下教學(xué)，增加了學(xué)習(xí)資源形態(tài)，擴(kuò)充了學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)面，同時(shí)能更好的引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，鍛煉自學(xué)、互學(xué)等綜合能力素養(yǎng)。

4? 評(píng)價(jià)體系改革

為提高學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)其在新工科背景解決實(shí)際工程問題的能力，采用過程考核與終結(jié)考核相結(jié)合、理論考核與技能操作考核相結(jié)合的考核方式?？己顺煽兒w過程考核及期末考核，包含了線上、線下作業(yè)完成情況、理論知識(shí)掌握情況、操作規(guī)范程度、線上學(xué)習(xí)狀態(tài)、線下學(xué)習(xí)態(tài)度等多方面，考核內(nèi)容兼顧知識(shí)的掌握、職業(yè)能力的提高、職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成、自主學(xué)習(xí)意識(shí)的養(yǎng)成等。學(xué)生參與評(píng)價(jià)，進(jìn)一步加深對(duì)質(zhì)量控制的理解，提高學(xué)生主動(dòng)、持續(xù)參與教學(xué)過程的興趣。全過程多內(nèi)容的考核機(jī)制做到了學(xué)生學(xué)習(xí)效果的全過程評(píng)價(jià)，督促學(xué)生掌握課程內(nèi)容并培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣及正確的操作規(guī)范，全方位提高學(xué)生的綜合能力。

5? 結(jié)語

在新工科建設(shè)的大背景下，考慮傳統(tǒng)《互換性與技術(shù)測量》中存在的問題，以培養(yǎng)工程應(yīng)用技術(shù)為目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，按照企業(yè)測量過程組織實(shí)施教學(xué)，借助線上線下混合式教學(xué)法將教學(xué)做融為一體，使學(xué)生成為教與學(xué)的中心，同時(shí)打破學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)域性，提出符合學(xué)生學(xué)習(xí)能力提升的多元考核模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的參與度與積極性，并綜合考核學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和整體學(xué)習(xí)效果。

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