新工科背景下測量課程教學改革研究

摘 要 通過分析目前高校工程訓練中心測量課程課時數少，設備側重于傳統測量，課程內容與先進技術水平存在較大差距，師資力量薄弱等教學現狀，在“新工科”背景下，秉承“一流課程上水平”的辦學理念，以南航工程訓練中心天目湖新校區建設為契機，引入先進測量設備，構建現代化測量實驗室；以培養學生工程實際應用和創新能力為目標，對傳統測量教學模式和課程考核方法進行改革，以適應新工科建設背景下需要的理實結合綜合性人才培養機制。

關鍵詞 新工科；傳統測量；教學模式；課程考核方法

中圖分類號：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.3.015

Research on Teaching Reform of Measurement Course under

the Background of New Engineering

——Taking the Engineering Training Center of Nanjing University of Aeronautics and

Astronautics as an example

GE Yanan， XU Feng， WANG Huaming

（Engineering Training Center of the Public Experimental Teaching Department， Nanjing University of

Aeronautics and Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016）

Abstract By analyzing the current teaching situation of measurement courses in engineering training center of universities， such as few class hours， equipment focusing on traditional measurement， large gap between course content and advanced technology level， and weak teachers. Under the background of \"new engineering\"， adhering to the school running concept of \"Best courses should reach a higher level\"， and taking the construction of the new campus of NUAA as an opportunity， introducing modern advanced measurement equipment and building a modern measurement laboratory. Aiming at cultivating students' engineering practical application and innovation ability， the traditional measurement teaching mode and curriculum assessment method， are reformed to meet the needs of the comprehensive talent training mechanism of combining theory with practice， under the background of the construction of new engineering.

Keywords new engineering; traditional measurement; teaching mode; course assessment method

近年來，隨著社會和制造業的蓬勃發展，教育部積極推進“新工科”建設以適應新一輪科技革命和產業革命[1]，其內涵是：以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[2-3]。作為高校更需要緊隨步伐，以培養適應新時代發展的綜合性人才。

實驗教學是本科生人才培養的重要環節，目的在于深化和加強學生對理論的認知，將理論與實踐緊密結合，互為貫通。測量實驗教學讓學生通過動手操作工具測量實物，在實驗中分析和解決問題的能力得到充分鍛煉，同時加強學生對數據管理的嚴謹性和端正工作態度，在實訓環節中自然而然地建立質量觀。近年來，企業因質量問題導致的重大事故屢見不鮮，究其原因就是在生產過程中，對于測量環節未高度重視，存有僥幸心理，最終導致慘劇發生，高校作為人才培養的重要平臺，大到應從政策上重視測量，小到課程實施細節如何體現，從而起到育人于無聲。

測量作為一門與科研和實際生產應用息息相關的工藝課程，往往在很多情況下被人們所忽視，例如目前國內很多高校工程訓練中心開設的測量課程內容相對簡單，所使用的測量教學設備相對落后，這在一定層面上也會讓學生生成測量并不重要的意識。同樣在企業層面上，測量工藝也被排在價值流之外，而隨著科學技術的不斷發展，測量的重要性也日益突出，測量技術的水平決定了產品的質量管控程度。因此，在新工科背景下，如何對工程訓練中心的傳統測量課程進行教學改革，提高學生掌握現代化測量實際應用能力和工程創新能力，顯得尤為重要。

本文在調研國內眾多高校測量相關課程的基礎上，分析目前存在的問題，并以南航工程訓練中心的測量課程為改革點，以南航工程訓練中心天目湖新校區建設為立足點，從教學硬件、教學方式和考核方式三位一體全面進行試點改革，力求培養符合新時代發展需求的工程創新型人才。

1" 工訓中心測量課程教學現狀分析

1.1" 實驗設備較為落后，教學內容與先進技術水平差距較大

目前，很多高校工程訓練中心授課的教學測量設備還主要以傳統測量儀器為主，比如游標卡尺、千分尺，高度規等，此類測量設備的精度有限而且測量結果很大程度上取決于測量人員的水平，這就導致最終測量讀數千差萬別。并且在如今自動化程度日益集中的企業里，由于傳統測量方式的效率低，測量結果差異性大等原因，早已被擯棄。現代技術與傳統技術相互沖突，新技術、新方法在教學中的表現就目前高校中的現狀來說幾乎是不可能。學校對儀器的資金投入遠遠不夠，設備與目前市場的需求完全脫節。

在測量實踐教學中，學生對這門實驗課程的思考很少，極少有學生主動去尋求這門學科的作用與實際意義，學校教學方法大多數比較陳舊，在授課過程中，學生主要是被動學習，絕大部分學生已失去主動思考的能力。此外，高校教師講授的測量課程內容，還局限于工訓中心現有的設備，測量知識和技術相對落后。因此，高校迫切需要購進現代化先進測量設備，并且不斷更新授課內容緊隨先進測量技術水平，以實現學校人才的輸送與社會需求相接軌。

1.2" 課程學時安排少，難以滿足工程實踐和創新能力的培養

目前，很多高校工程訓練中心關于測量工藝的課程安排學時設置為4學時或者8學時，其中理論的授課學時為2學時或者4學時，而且對于所有專業的學生授以相同的教學內容，分布不合理。例如南航公共實驗教學部關于工訓授課周期為兩周一個循環，其中測量的學時為4學時，實際授課過程中，學生能學習到的理論知識有限，實操的機會更是少之又少。所以測量實驗教師只能講解一些簡單淺顯的教學內容，安排給學生的測量練習任務也不能很好地鍛煉學生的工程實際應用能力。而在各行各業實際應用過程中涉及到的測量新技術、新方法日益更新，這就導致學校授課的內容與實際工程應用之間存在較為明顯的脫節，難以滿足學生工程實踐和創新能力的培養。因此需要探索更為合理的課程學時安排。

高校的測量實訓主要面向機械類專業學生，開設幾何量檢測（主要涉及幾何量的測量）等內容，與工程實際有很大的差距，隨著我國制造業的蓬勃發展，對加工精度要求不斷提高，使得測量的挑戰度也大大提高，工訓中心也應加強與實際聯系，尤其是與工程實際應用的關聯性和交互性。現在很多學院也開設相應的精密測量課程，內容涵蓋了機械、光學、電氣、數學等多門學科的綜合性實踐教學模塊，這就進一步給工訓中心新的思考，如何在保證差異性的前提下讓學生的工程實踐綜合能力得到進一步提升，在工程質量價值觀，經濟觀和全局觀的形成上起到積極促進作用。

1.3" 師資力量薄弱，課程考核模式簡單

以往，高校工程實訓測量課程的授課側重于理論教學，由于理論學習的枯燥性，即使教師使用大量的視頻和動畫展示，也很難調動學生的積極性以及創新意識。在實操環節中，具體的操作技能培訓是圍繞工訓中心現有的測量設備展開教學，很難習得目前世界先進設備的結構和測量理念，并且工訓中心在引進人才時，更多側重于學歷而非實際的工程應用能力，這就導致學生實踐經驗缺乏，知識儲備單一，對于新設備、新技術的理解與掌握較為困難。此外，目前測量課程的考核方式為在課堂上以小組為單位，合作使用相應的測量設備完成測量任務即可，這樣考核方式較為單一，很難提高學生的工程實際應用和創新能力。

2" 秉承“一流課程上水平”的現代化測量教學改革措施

2.1" 以天目湖新校區建設為契機，引入現代化先進測量設備

目前，南航在常州溧陽建立天目湖新校區，以此契機購進一批現代化先進測量設備，積極推進產學合作，與測量設備行業的領軍企業共同建立現代化測量實驗室，比如購買海克斯康三坐標測量儀和測量全息仿真教學系統，激光跟蹤儀，三維掃描儀等。同時以實踐條件和實踐基地建設為基礎，以師資培訓為支柱，實現理論與實踐相融合、人才培養與師資培養同步、人才培養與企業發展合作共贏的目標。

工訓中心的課程面向高校所有學院，現代化測量課程應根據不同學院授以相應課程內容，并且授課學時也應做出相應調整。比如，針對文科類學院，課程學時可適當縮短，設置4―8學時，授課內容以普及現代化測量的基本應用和行業發展為目標，再授之以基本的操作和教師展示為主，而針對理工科類學院，課程學時根據實際情況設置為16―24學時，同時教師在授課內容上不能僅限于基本的測量原理和測量方法，應注重開展科研式教學，激發學生的工程實際應用和創新能力，比如通過開展項目式實訓環節，根據測量課程內容和實踐能力考核要求，將測量實訓環節分解為若干個貼近實際的測量項目，提高學生實踐能力。

2.2" “線上+線下”混合式教學，同時能靈活適應多場景下的實踐教學

隨著近年來互聯網的高速發展，深深影響著高校開展課程教學，尤其是以線下上課為主的工程訓練中心，這就對工訓中心的教師提出了更高要求。高校針對現代化測量課程的特點，積極開展“線上+線下”的混合式教學。“線上”：現代化測量課程的教師提前一周將上課的知識要點和問卷發布在MOOC教學平臺，一方面解決了工訓課時少而教學內容多的問題，另一方面激發了學生的創新意識，在面對面課堂教學過程中，以結果為導向，調動學習積極性。同時，教師創建測量全息仿真教學平臺，通過AR技術讓學生身臨其境感受三坐標測量實物的全過程。“線下”：教師通過分析學生在線學習情況，有針對性地開展線下測量教學，尤其是將學生有疑惑的難點逐個擊破；將學生通過線上完成的測量全息虛擬仿真測量程序導入三坐標測量儀，通過實際測量過程來再現虛擬環境，加深學生對現代化測量的基本概念和技術應用理解，提升學生工程實際應用能力。

在“線上+線下”的混合式教學模式中，打破傳統以教師講，學生聽為主的上課模式，讓興趣成為學生的驅動力，輔以測量全息仿真教學系統提高學生對先進科技的好奇心，在滿足教學內容授課的前提下，提高學生的工程實際應用能力。通過課前的學習和討論，學生帶著問題來線下學習，教師可以通過分析學生的在線學習情況，針對重點難點部分著重講解，讓課堂變得生動高效，大大提高授課效率和學生的工程創新能力。

2.3" “課前—課中—課后”的綜合課程考核方式，貫穿教學全過程

“新工科”背景下，教學理念應由“教師教為主”轉變為“學生學為主”，在測量課程的考核方式上不能僅僅局限于完成相應的測量實驗報告，教學效果應以學生實際工程應用能力和創新能力作為主要的考核指標，從多角度來衡量。首先，在“線上+線下”混合式教學模式中拓寬課程評價內容，“課前”：針對MOOC在線學習模塊，在學習通上發布相應的測試問卷，對學生做相應的“摸底”測試，教師分析學生的在線學習情況，考核學生的自主學習能力。“課中”：通過開展項目式教學方式，布置測量任務，讓學生應用所學知識通過小組合作完成測量任務。通過學生自評和小組互評，有助于學生相互學習共同進步，同時教師也可以更深入地了解學生的學習表現，從而考核學生的解決問題能力和團隊協作能力。“課后”：根據學生的興趣，布置相應的大創項目式思考題，進一步鞏固所學知識，這部分屬于加分項考核，有興趣的學生可以基于這一契機根據所學知識繼續開展大創項目，提高自身的技能儲備，激發學生的工程實際應用和創新能力。通過開展“課前—課中—課后”貫穿教學全過程的綜合課程評價考核方式，增強教師對學生的了解，強化學生的主體地位，培養綜合性人才。

3" 結語

在“新工科”教育理念背景下，針對南航工程訓練中心傳統測量課程，存在的實驗設備較為落后，教學內容與先進技術水平有較大差距問題，提出以天目湖新校區建設為契機，引入現代化先進測量設備改善措施；針對課程學時安排少，難以滿足工程實踐和創新能力的培養問題，提出了“線上+線下”混合式教學，同時能靈活適應多場景下的實踐教學；針對師資力量薄弱，課程考核模式簡單等問題，提出了“課前—課中—課后”貫穿教學全過程的綜合課程考核方式。希望通過以上措施持續推進傳統測量課程的教學改革，提升學生工程實踐應用和創新能力，實現“高校教學”與“社會需求”零距離對接，為新經濟形勢下的社會發展輸送理實結合綜合性人才。

基金項目：南京航空航天大學實驗技術研究與開發自制儀器設備重點項目（SYJS202307Z）；2023年南京航空航天大學本科教育教學改革研究項目（2023JGGS46Y）。

參考文獻

[1] 王姝歆，劉潤.“新工科”建設背景下工程訓練教學的探索與實踐[J].教育教學論壇，2020（35）：119-120.

[2] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[3] 周英明，藍聲寧，韋春曉，等.“新工科”教育背景下工程測量教學改革研究[J].欽州學院學報，2019，34（1）：58-61.