以實踐能力和崗位需求為核心的“互換性與測量技術(shù)”課程體系的重構(gòu)

戴俊 張鳳梅 魏云平 高崇一

關(guān)鍵詞：互換性與測量技術(shù);課程體系;實踐能力;重構(gòu)

“互換性與測量技術(shù)”是機(jī)械類專業(yè)的一門主干技術(shù)專業(yè)課，它在教學(xué)中具有關(guān)聯(lián)機(jī)械設(shè)計技術(shù)類課程和制造工藝類課程之間的紐帶性功能，是教學(xué)實踐性和理論應(yīng)用性都比較強(qiáng)的一門專業(yè)課程，在機(jī)械類系列的課程結(jié)構(gòu)體系中都占有重要的地位。

近年來很多院校針對“互換性與測量技術(shù)”課程的特點及教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，積極實施教學(xué)改革，但適用于應(yīng)用型本科院校教育的不多，普遍存在在課時壓縮的情況下只注重理論教學(xué)，理論與實踐脫節(jié)，學(xué)生對精度設(shè)計和實驗儀器的操作熟練程度不夠，對設(shè)計及檢測中易出現(xiàn)的問題估計與應(yīng)變能力不足，分析問題和解決問題的綜合能力在實踐中沒有得到顯著的提高，導(dǎo)致學(xué)生在后期的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計中和課程銜接不上，和工程實踐脫節(jié)，走上工作崗位后所學(xué)的理論知識不會應(yīng)用，動手操作能力差，不能直接滿足工作崗位的需求。

本文根據(jù)新工科的特點與要求，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和滿足企業(yè)需求為主要目標(biāo)，對互換性與測量技術(shù)課程進(jìn)行課程體系的重構(gòu)，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)大學(xué)生的自主參與性和實踐能力，推進(jìn)理論教學(xué)與實踐能力培養(yǎng)的深度整合，推進(jìn)工科類專業(yè)人才培訓(xùn)模式的改革，緊跟我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級與社會發(fā)展的步伐。

一、辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

作為一所地方性的高校，我院始終堅持的辦學(xué)宗旨是“為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計與制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用性的高級工程技術(shù)專業(yè)人才”。互換性課程的教學(xué)內(nèi)容主要是由互換性和技術(shù)測量兩大部分組成。前者主要是學(xué)習(xí)幾何測量公差尺寸標(biāo)準(zhǔn)的組織構(gòu)成以及其應(yīng)用，即深入地研究生產(chǎn)商對于零部件的精度控制所采取的一種基本原則和方法;后者主要是為了掌握測量技術(shù)的基礎(chǔ)知識和技能。兩部分內(nèi)容需要通過實驗課程來進(jìn)行實際的測量、分析和驗證。從辦學(xué)定位和課程性質(zhì)出發(fā)，本課程設(shè)定如下課程目標(biāo)：

（1）掌握機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化及公差配合概念、原理;使學(xué)生具備識讀精度設(shè)計信息的基本技能。

（2）使學(xué)生具備機(jī)械零件幾何量精度設(shè)計的基本能力，能夠正確利用有關(guān)基礎(chǔ)表格和標(biāo)準(zhǔn)，開展典型機(jī)械零件的精度設(shè)計。

（3）讓大學(xué)生進(jìn)一步熟悉專業(yè)技術(shù)性測量的基礎(chǔ)知識，了解主要的測量工具基本原理及使用方式，具備建立自己的實驗方式、選用自己的實驗工具、確定自己的實驗方案等綜合能力。

（4）讓大學(xué)生深刻地認(rèn)識到產(chǎn)品互換性與標(biāo)準(zhǔn)化在我國現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系中的重要意義，了解標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品互換性實現(xiàn)的途徑及其保障措施。了解當(dāng)前產(chǎn)品和行業(yè)最新技術(shù)，將“中國夢、強(qiáng)國夢”的理想信念深深地植入大學(xué)生心中，樹立“工匠精神”，為中國特色社會主義事業(yè)培育出一批合格的接班人。

二、新課程體系的重構(gòu)

教學(xué)改革從課程、教學(xué)模式、實驗教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)資源、評價體系五方面進(jìn)行研究和重構(gòu)，提升“互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)質(zhì)量，以增強(qiáng)學(xué)生實踐能力和滿足企業(yè)崗位需求為目標(biāo)，打造符合新工科和專業(yè)認(rèn)證的一流精品課程。

（一）以崗位需求為目標(biāo)進(jìn)行課程內(nèi)容的重構(gòu)

根據(jù)我國新工科專業(yè)特點與要求，結(jié)合機(jī)械工程教育認(rèn)證的專業(yè)發(fā)展總體目標(biāo)，對照相關(guān)機(jī)械類專業(yè)產(chǎn)業(yè)的需求，修改和完善了課程教學(xué)大綱，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和更新。針對畢業(yè)生的常見就業(yè)崗位，選取能反映相關(guān)工作崗位要求和內(nèi)容的典型項目作為主線，圍繞項目任務(wù)展開每一章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，將許多零碎的、邏輯不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R點相互串聯(lián)在一起，形成了一個整體。將崗位的實際工作流程以及在工作過程中所必須需要掌握的一些相關(guān)信息、資料、文件和操作規(guī)則等一起整合并融入應(yīng)用于相關(guān)的教學(xué)中，將其理論知識和實踐技巧有機(jī)地結(jié)合在一起，從而提高和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（二）以增強(qiáng)學(xué)生實踐能力為目的進(jìn)行教學(xué)模式的重構(gòu)

將線上線下、課內(nèi)課外、理論和實踐相互融合，實現(xiàn)了知識、能力、素質(zhì)的綜合訓(xùn)練。實施過程中將本次課程的學(xué)習(xí)和機(jī)械設(shè)計課程的課程設(shè)計有機(jī)地融入，和本專業(yè)的學(xué)科競賽有機(jī)地融入，和本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計相融入，和本企業(yè)產(chǎn)品相融入有機(jī)結(jié)合的“四位一體”研究型課堂教學(xué)模式，將實踐和課堂教學(xué)有效地融合，把培訓(xùn)和提升學(xué)生的工程實踐技術(shù)能力始終貫穿在本次課程教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)。針對課程項目將其分解成為具體的教學(xué)任務(wù)，采取了由任務(wù)驅(qū)動式的線上、線下相結(jié)合的教學(xué)設(shè)計，將教、學(xué)、做融為一體。運(yùn)用校企交流合作、項目現(xiàn)場調(diào)研、學(xué)科競賽、課程設(shè)計等多種方式有效夯實學(xué)生的理論專業(yè)知識，增強(qiáng)了學(xué)生的理論實踐操作技能和技巧。

（三）以學(xué)生為中心進(jìn)行實踐能力的重構(gòu)

改變單一的實驗類型、被動的實驗過程，合理地設(shè)置實驗內(nèi)容。將企業(yè)的具體實際零件作為試驗件，采用由學(xué)生自主設(shè)計、操作、分析的遞進(jìn)式實驗?zāi)Ｊ剑瑫r借助線上的網(wǎng)絡(luò)實驗室、視頻資料等材料介紹目前先進(jìn)的、前沿的檢測手段和方法，使學(xué)生了解時代發(fā)展的新動向、新技術(shù)。開設(shè)了開放式實驗室，延伸專業(yè)實驗室的用途，鼓勵學(xué)生將科研項目、學(xué)科競賽帶入實驗室，使學(xué)生學(xué)以致用，以科研、競賽促進(jìn)課程學(xué)習(xí)。

（四）以網(wǎng)絡(luò)為依托進(jìn)行教學(xué)共享資源的重構(gòu)

基于超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)課程平臺，建立了“互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)”線上課程，教師在平臺內(nèi)發(fā)布學(xué)習(xí)資料，有授課視頻、電子教案、課件、習(xí)題庫、考試樣卷庫、虛擬實驗室（網(wǎng)頁版）、設(shè)計案例庫等，學(xué)生可以不限時間、不限地點預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，開展專題討論，線上課程為學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)提供了平臺。

（五）注重過程學(xué)習(xí)進(jìn)行評價體系的重構(gòu)

傳統(tǒng)的課程考核重理論，輕實踐，僅僅局限于期末考試，學(xué)生考試總體成績較高，但在進(jìn)行專業(yè)課程設(shè)計時應(yīng)用技術(shù)能力弱的現(xiàn)象并非少數(shù)，未能完全達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。為此，本次課程的考核評估采用學(xué)習(xí)過程和課程考核相結(jié)合、理論學(xué)習(xí)與實踐操作相結(jié)合的多元化成績評價方法。主要從學(xué)習(xí)過程、實踐操作以及學(xué)科拓展三大方面對課程成績評價方式進(jìn)行探索，其中學(xué)科拓展包括學(xué)科競賽、課程實踐，通過這樣的全過程、多內(nèi)容的考核機(jī)制做到對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的全過程評價，學(xué)生成績組成如下：

學(xué)期總評成績=結(jié)課考試40%+實驗20%+

作業(yè)成績20%+學(xué)科拓展20%

三、課程教學(xué)內(nèi)容及組織實施情況

教學(xué)中應(yīng)用項目式教學(xué)設(shè)計，選取一些企業(yè)的實際產(chǎn)品為教學(xué)案例，如減速器等，包含了軸、孔、齒輪、軸承、螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接等各種典型的零件，涉及了尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度等要求，較全面地反映了精度設(shè)計在典型的零部件中的實際應(yīng)用。以此作為案例并將其貫穿于整個的理論教學(xué)及實驗教學(xué)階段。依據(jù)“互換性與測量技術(shù)”的課程知識框架共分別設(shè)計了4個教學(xué)項目、16個教學(xué)實驗、2個綜合性大作業(yè)。

4個教學(xué)項目根據(jù)課程結(jié)構(gòu)分為尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、典型零件的精度設(shè)計4個大項目。在學(xué)習(xí)了基本理論、基礎(chǔ)概念的基礎(chǔ)上，在每個項目的教學(xué)和設(shè)計實踐中，以教學(xué)案例中的典型的零部件為課堂教學(xué)探索和研究的對象，首先給出零件圖及裝配圖，帶領(lǐng)學(xué)生讀懂圖紙分析零件間的配合關(guān)系，接著引入本次課的教學(xué)和研究任務(wù)，再向大家詳細(xì)講解本課程的相關(guān)知識點，最后是引導(dǎo)大家通過討論、小組合作以及任務(wù)驅(qū)動等方式來完成所需要的學(xué)習(xí)任務(wù)。

16個課程實驗與課程教學(xué)緊密相銜接，采用分組選做的方法，教師指導(dǎo)、學(xué)生參與為活動的主體，共同完成一個實驗項目。實驗前教師提供了一些典型、常見的零部件和圖紙，學(xué)生自己選擇和使用測量的對象與儀器，學(xué)生通過觀察其結(jié)構(gòu)原理、了解其裝配關(guān)系后進(jìn)行實驗分析，擬定實驗設(shè)計方案，選取實驗工具，互相協(xié)助動手操作并對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終掌握了零件精度測量的方法和操作過程。這種采用遞進(jìn)式的實驗?zāi)Ｊ郊瘸浞謴浹a(bǔ)了傳統(tǒng)驗證性工程實驗的不足，又充分提高了學(xué)生工程實踐能力與創(chuàng)新意識的發(fā)展，形成了“識標(biāo)注一選器具一會操作一能運(yùn)用”的綜合性學(xué)習(xí)過程，符合新工科背景下的“以成果為導(dǎo)向”的教學(xué)理念。

2個綜合性大作業(yè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各章節(jié)的知識，形成完整的知識體系，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力，同時使得學(xué)生形成各專業(yè)課程相互關(guān)聯(lián)的意識。2個綜合性大作業(yè)，一個是孔軸配合精度設(shè)計大作業(yè)，另一個是齒輪軸系精度設(shè)計大作業(yè)。前一個大作業(yè)將課程中尺寸公差部分、幾何公差部分和表面精度三部分內(nèi)容有機(jī)融合，結(jié)合具體應(yīng)用，要求學(xué)生完成給定零件的尺寸精度、幾何精度和表面精度的設(shè)計，之后規(guī)范地繪制零件圖并做出正確標(biāo)注。第二個大作業(yè)的設(shè)置和同學(xué)期開設(shè)的機(jī)械設(shè)計課程的課程設(shè)計相結(jié)合，使學(xué)生進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動設(shè)計、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計之后應(yīng)用本課程的專業(yè)知識和技能進(jìn)行機(jī)械的精度設(shè)計，并在零件圖、裝配體圖上正確表達(dá)。這樣使學(xué)生學(xué)以致用，更深刻理解精度設(shè)計在機(jī)械設(shè)計上的應(yīng)用，針對具體的設(shè)計實例進(jìn)行課程的實踐應(yīng)用。

四、教學(xué)效果

課程組的老師們團(tuán)結(jié)合力、不斷努力，通過實踐教學(xué)不斷進(jìn)行互換性與測量技術(shù)課程重構(gòu)，形成以理論實踐能力和崗位要求為核心的課程特色，同時也從師資力量隊伍的建設(shè)、深化課程體制改革、創(chuàng)造良好的課堂氛圍和改進(jìn)課程實施等諸多方面開展出富有成效的活動，特別是在教學(xué)資源建設(shè)，教學(xué)改革方面取得了明顯的效果，得到了同行和學(xué)生的一致好評。

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