工程教育認證下的“互換性與測量技術”課程教學改革探索＊

熊 映，范潤宇，李 茂，湛 栩

（1.武漢華夏理工學院，湖北 武漢 430223；2.湖南科技職業學院，湖南 長沙 410004）

工程教育專業認證是工程教育國際互認的重要標準，更是中國高校工程教育發展的方向標。經過10 年多的發展，該項認證工作已逐漸受到各高校的重視，其認證體系和核心理念也隨著國家工程建設發展的需要、國際工程教育發展的趨勢不斷被完善和豐富[1]。目前，以“學生中心（SC）、成果導向（OBE）、持續改進（CQⅠ）”的人才培養理念[2-5]已在國內高校中廣泛傳播，并得到了國內外的廣泛認可。該理念指出教育的目的在于培養學生，使學生通過教育取得一定的學習成果。因此，學生才是學習的主體，聚焦學生的能力培養而設定相應的教學目標、教學內容和教學過程，輔助或引導學生獲得相應的學習成果，并通過一定的評價機制來反饋其學習成果和教學效果，推進教學設計的進一步優化。重視教學過程、關注教育結果、注重教育反饋，是當前工程教育專業認證教育質量觀的詮釋，更是當前高校應用型技術人才培養質量的有效保障。據此，在分析“互換性與測量技術”課程的教學現狀基礎上，研究了該課程的相關教學改革。

1 “互換性與測量技術”課程的教學現狀

“互換性與測量技術”課程是機械類專業的一門重要專業基礎課，上承“工程制圖”，下啟“機械設計”“課程設計及畢業設計”等，是機械零部件設計、制造、檢測的精度語言。其教學內容可分為零部件精度設計和測量技術基礎2 大模塊，理論性和實踐性并存，具有“四多一廣兩強”[6]的鮮明特點，即專業術語多、國家標準多、抽象概念多、符號項目多，涉及的知識面廣，學科交叉性強、綜合應用型強。但實際教學中，學生對該課程的學習興趣并不高，學習的效果往往停留于基礎概念上，很難運用于實踐之中。

究其原因，主要有：①教學目標不夠明確。該課程教學以教師講授理論知識為主，灌輸式的教學使教師和學生都過于注重理論知識的講解和掌握，忽略了該課程的實踐性目標和要求，從而影響其教學效果。②教學內容相對落后。課程圍繞零部件的精度設計展開，多源于國家標準，教材新標準和新技術更新不及時、教材知識脫離實際工程運用等問題極易出現。如實驗教學仍停留在傳統的測量儀器方面，現代測量技術和設備欠缺。③教材的理論性過強。教材多以基礎概念為主，冗雜且無邏輯性，很容易混淆；缺乏工程實例，缺少對基礎知識深度和高度方面的挖掘，實踐指導性意義較小。④課程課時不足。隨著工程教育的改革，專業教學體系結構不斷被調整，課程課時不斷減少。同樣的教學內容要求，課時明顯不足。

2 課程教學改革策略

針對以上問題，對標工程教育專業認證和學校、學院專業人才培養體系，進一步明確課程的教學目標，整合規劃現有的教學內容，嘗試不同傳統教學的項目式教學和課程思政教學，優化課程考核體系，開展了以學生為中心，應用型技術人才培養為導向的課程教學改革。

2.1 進一步明確教學目標

課程開設目的為專業培養、人才培養，根據“互換性與測量技術”課程的特點，對標專業學生的畢業要求和專業認證，將傳統籠統的教學目標層次化、細化為“三階式”，如表1 所示。其中知識與技能目標為掌握課程基礎知識與技能的要求；方法與過程目標在于為課程教學的設計培養學生的個人綜合能力；而價值觀目標為通過視頻、案例等與課程內容的有機融合，助力個人樹立積極向上的生活觀、社會觀、文明觀等。

表1 “互換性與測量技術”課程教學目標

2.2 整合規劃理論教學內容

科學技術的飛速發展促進了社會對人才的要求提高，也促進了高校人才培養體系的不斷完善。以工程教育專業認證為基礎，在其核心教育理念指導下，優化課程教學內容是解決當下人才培養中高標準、少課時的重要途徑。

傳統教學中，“互換性與測量技術”課程的理論教學包括緒論、測量技術基礎、尺寸的公差與配合、幾何公差、表面粗糙度、圓錐和角度公差、尺寸鏈基礎、光滑極限量規設計、常用結合件的公差、漸開線圓柱齒輪傳動公差共10 章內容。但實際工程運用中，圓錐和角度公差、光滑極限量規設計等內容使用很少；常用結合件的公差部分多為標準件，實際運用中只需按參數選擇即可，學生只需了解，可以相應減少闡述，突出其重難點即可；尺寸鏈部分在后續課程中會有更詳細的學習。由此，為強化教學效果，將上述內容進行整合規劃和課時安排，分為3 個模塊進行教學，如表2 所示。

表2 “互換性與測量技術”課程的教學內容及課時安排

2.3 采用項目式教學

項目式教學的核心與工程教育專業認證中SC 理念不謀而合——以學生為中心，提倡在“做中學、學中做”，強調實踐的重要性。該教學方法的關鍵在于合適的項目選擇和教學任務的分配，學生通過教師分配的項目任務進行學習和探索，解決項目問題的同時學習和掌握課程知識，并鍛煉學生理論運用的能力。

“互換性與測量技術”課程采用典型的雙級齒輪減速器案例，將其分解為高速軸系、中間軸系和低速軸系結構。結合零部件幾何參數的精度設計教學內容，將其分配融入至各章節的學習，如高速軸上各軸段的精度設計融入課程模塊一，引導學生學習尺寸公差與配合、幾何公差、表面粗糙度的相關基礎知識；將與軸相配合的齒輪傳動、鍵連接和滾動軸承零部件以及聯軸器上普通螺紋聯接等的精度設計融入課程模塊二，引導學生學習這些典型零部件的精度設計內容；并配以中間軸系或者低速軸系上的精度設計練習和誤差檢測，完成模塊三的學習。通過小組形式展開上述教學，形成“圖紙解讀—基礎學習與練習—簡單設計—實操判斷”的學習體系，完成知識與技能目標的培養和方法與過程目標的培養。

培養中發現，以工程實例項目導入，教學目標很明確，且更具象化，學生的學習成就感和學習積極性都得到了較大提高。

2.4 推進課程思政教學

高校的根本任務在于人才培養，促進學生“成長”和“成才”。隨著社會的進步和經濟技術的發展，德才兼備成為社會對人才的新追求，高校教育中加大思政教育投入成為使然。近年來，隨著教育部課程思政的逐步推進，將思政教育融入專業課程、教學講堂成為高校教師教學改革的一大目標。

“互換性與測量技術”課程作為機械類專業基礎課，也蘊含著不少思政元素，如課程零部件精度設計與嚴謹規范、一絲不茍的工作作風；標準和標準化內容與法律規范、道德標準的遵守；尺寸精度內容與中華文明、古人智慧等。深入挖掘課程中的思政內容，結合課程內容和課程特色，通過視頻（如大國工匠、智能制造等視頻）、動畫（如卯榫結構等）、圖片（如新舊國家標準的變化等）等方式融入課程學習，以期達到潤物細無聲的教學效果。

2.5 優化課程考核體系

OBE 教育理念強調“成果導向”，教學的成果一方面反映了學生的學習成果，另一方面也是教師教學設計和教學過程的效果體現。因此，優化課程考核體系，將其作為衡量教學目標是否達成的重要手段十分必要。“互換性與測量技術”課程考核以100 分計，包括60%的期末卷面成績和40%的平時成績。增大平時成績的考核占比，將學生學習過程中的到課情況、課堂表現情況、課后作業情況、實驗操作情況等納入考核之中，將CQⅠ理念貫穿于教學之中。

3 結語

工程教育專業認證體系隨著工程人才培養要求的逐步提高而完善，強調“學生中心、產出導向、持續改進”的核心教育理念，引領著工程教育體系和課程的改革。基于此，厘清“互換性與技術測量”課程的教學現狀，對標專業人才培養目標進一步明確教學目標，合理規劃教學內容，并嘗試項目式教學和課程思政教學，提高了學生的學習積極性和學習熱情。同時，優化課程考核體系，加強對學生學習過程的管理，其學習效果提高顯著，學習目標實現情況得到提升。