基于雙線三段四環的三坐標測量教學探索

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.22.116

摘 要 探索基于“雙線三段四環”的高等教育工程訓練三坐標測量教學實施方法：首先，介紹包括技能主線和思政主線、技能與思政同向同行的“雙線”教學內容設計；其次，詳細闡述三維教學目標、塔式思政體系和教學評價體系設計；再次，提出基于“三段四環”的線上、線下混合式教學實施方案，包括課前、課中、課后三段式具體教學實施過程和“學、練、創、評”四環節崗位技能強化訓練策略；最后，通過實際教學實施驗證，對該教學方案進行評估和總結。結果表明，基于“雙線三段四環”的三坐標測量教學實施方案能夠有效提高學生的三坐標測量技能和崗位安全規范意識，對于改進和創新三坐標測量教學具有重要意義。

關鍵詞 工程訓練教學；三坐標測量；思政體系；微課；中國精度

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）22-0-05

0 引言

隨著機械制造業向著高精尖發展，現代先進的測量技術也得到快速發展，先進測量技術在中國精度領域發揮著重要作用，對于提高產品質量與可靠性具有重要作用。在從傳統測量方法逐漸向先進測量技術轉變過程中，三坐標測量技術以其獨有的高精度、高效率對物體進行測量和分析，成為精密測量和“中國精度”的重要組成部分。

在高等教育工程訓練教學中開設三坐標測量教學，以三坐標測量技能的創新應用和崗位規范意識養成為育人主旨，使學生了解、掌握三坐標測量的設備原理、操作流程和崗位安全規范等相關知識，熟練運用三坐標測量技術開展創新、競賽等項目實踐，對于培養學生的大工程意識和全業態工程理念具有重要作用。本文基于先進測量技術發展現狀和高精度檢測應用的時代背景需求，在工程訓練教學體系中開設10課時三坐標測量教學內容，線上、線下相結合，課內、課外相結合，必修、選修相結合，重點培養學生高精度檢測的實踐應用能力、問題解決能力和安全規范意識[1]。

1 “雙線”教學內容設計

1.1 明確三維教學目標

1.1.1 知識目標

了解三坐標測量機的結構組成和測量原理；掌握三坐標測量機的使用方法和操作技巧；掌握三坐標測量機進行零件精度誤差檢測及報告生成方法；掌握三坐標測量安全操作規程和崗位操作規范。

1.1.2 能力目標

能夠正確操作三坐標測量機進行測量；能夠準確讀取和記錄三坐標測量數據；能夠使用三坐標測量軟件進行數據處理和分析；能夠編制三坐標測量報告并進行結果解讀。

1.1.3 素養目標

在采集測量數據點的過程中培養學生的觀察力和細致入微的工作態度；在測量方案分析過程中培養學生嚴謹的邏輯思維和分析問題能力；在測量實踐操作過程中逐步樹立學生的崗位規范意識；在測量結果數據處理過程中提升學生的“中國精度”意識。

1.2 “雙線”教學內容

在教學內容規劃設計過程中，以10課時為時間主軸，設置技能主線和思政主線兩條主線，將三坐標測量技能與思政有機結合。在教學實施過程中，“專”“思”同向同行，相互支撐、相互滲透，使學生不僅能夠掌握專業知識和技能，而且能夠培養崗位職業素養，提高綜合素質和創新實踐能力[2]。“專”“思”“雙線”教學內容設計如表1所示。

1.3 思政體系設計

以教學內容整體為視角，從上往下依次設置思政育人目標和要素。以打造高精度測量的“中國精度”作為實驗項目層面思政育人主旨，并依次逐層設置四個教學環節和N個教學子環節的思政育人要素。每層思政育人設計既支撐本層級教學要求，體現崗位特色，又遵循上層級的思政設計方向，形成“層層有思政，一層一特色”的塔式課程思政育人模式，全面保障安全教學、規范操作、素質養成。三層塔式思政育人體系如圖1所示。

1.4 教學評價體系設計

依據三維教學目標，明確考核評價目標，從評價內容、評價時段和評價主體三方面推進多元化考核。如表2所示，評價內容聚焦三坐標測量相關知識、崗位技能和崗位職業素養；評價時段貫穿教學實施全過程，又細分出測量操作過程、測量運行結果、思政素養三個典型時段；評價主體涵蓋教師評價和學生互評，以任務工單的方式開展定量化教學評價。結合學生個體差異性，注重學生個性化成長，讓學生掌握自身學習情況，進而實現自我認知、激勵與調整。教師依據量化的考核評價結果，確定具體的課后創新拓展教學策略[3]。

2 “三段四環”教學實施

2.1 教學實施流程

為幫助教師更好地把握教學過程中的關鍵環節和要點，使教師和學生在教學過程中更加有序地進行各項活動，采用“三段四環”組織教學實施：課前，線上新知自學；課中，巧設“學、練、創、評”四個典型教學環節，四步循序漸進，開展崗位技能訓練；課后，創新拓展，強化崗位技能。思政教育與工程技能培養同向同行，崗位操作規范升華崗位安全規范意識，結合教學內容的具體教學實施流程如圖2所示[4]。

2.2 教學實施過程

針對三維教學目標，分別創設課前、課中、課后三段式教學場景：課前，圍繞新知和重難點創設線上學習場景，進行淺層知識獲取；課中，創設

“學、練、創、評”四個典型教學環節進行深層知識加工，促進新知和重難點內化；課后，創設實際工作任務場景，對重難點進行分級鞏固深化。理論與實踐相結合，教師示范與崗位體驗相結合，突出突破重難點[5]。

2.2.1 課前：新知自學

為課中落實重難點埋下伏筆，教師依托吉林大學在線學堂發布微課視頻資源和輔助學習資料。學生觀看微課視頻，在線上探討關鍵技能點與操作要點，探究崗位操作規范，完成線上測評。教師線上批改練習并收集相關數據分析學情，預設課堂問題。

2.2.2 課中：技能訓練

課中創設“學、練、創、評”四個典型教學環節，階梯遞進促進崗位技能強化和思政升華。

1）學。教師結合課前學情進一步講解三坐標測量的安全操作規程、CALYPSO檢測軟件操作方法、三坐標測量機操作步驟，示范講解軸系零件的測量操作過程。學生通過課中的集中學習，促進課前新知內化，并逐漸樹立規范操作意識。

2）練。首先，學生小組分工協作，操作三坐標測量機和CALYPSO檢測軟件，練習教學案例“軸系零件測量實踐操作”，教師輔助指導，幫助學生完成教師演示案例的檢測任務。其次，小組討論教學案例“法蘭零件測量實踐操作”的方案，并按照方案要求操作設備完成測量操作任務，結合組內討論和教師針對性的指導突破技能關鍵點，在測量操作實踐過程中完成知識深化、技能加工，并強化和踐行三坐標檢測崗崗位規范。學生實際操作過程如圖3所示[6]。

3）創。各個小組在教學案例庫中隨機抽取零件，按照零件圖紙工藝尺寸精度要求和形位公差要求，組內討論探針系統建立、坐標系建立、輔助坐標系應用、構造元素、分析策略、CNC運行參數等，形成組內檢測方案；按方案要求操作設備，完成零件的檢測任務，生成信息完整的檢測報告。在組內創新實踐過程中進一步強化三坐標檢測操作技能，在規范操作的基礎上進一步強化崗位規范。

4）評。依據“三坐標測量實訓評價工單”開展教學評價，教師評價與學生組間互評相結合，在評價過程中相互查漏補缺，進一步完善內化三坐標測量知識與技能體系，內化崗位規范要求[7]。

2.2.3 課后：創新拓展

課后實現教學目標的縱向創新和橫向拓展：縱向創新對接校內開放性創新實驗，服務于學生專項技能的個性化強化；橫向拓展對接校內三坐標測量技能比武，實現技能的進一步鞏固與深化，在嚴格的崗位操作規范要求下，實現學生規范意識的養成和思政升華[8]。

3 教學效果

實際教學實施驗證，“雙線三段四環”三坐標測量教學實施有效提升了學生的崗位創新應用能力，具體表現在以下四個方面。

1）三坐標測量實訓教學有效幫助學生熟練掌握三坐標測量設備的正確使用，包括設備操作流程、選擇合適的測量策略等。通過實際操作，學生可以更好地理解測量的基本原理和方法。

2）在實訓操作過程中，學生需要親自操作三坐標測量機進行測量和數據處理，通過實際操作，可以熟練掌握設備的操作流程，提高自己的實際操作能力[9]。

3）在實訓操作過程中，學生可能會遇到各種問題，如測量誤差處理、數據分析等，通過解決這些問題，可以培養解決問題的能力，在依據操作規范進行規范操作過程中逐漸養成規范意識，從而提升綜合素質。

4）三坐標測量實訓教學是“中國精度”的重要組成部分，在實訓操作過程中可以讓學生深刻體會“中國精度”、大國精度的精神內涵[10]。

4 結束語

本文探索基于“雙線三段四環”的工程訓練三坐標測量教學實施方法，介紹以三坐標測量技能創新應用和崗位規范意識養成為育人目標、技能培養與思政教育同向同行的“雙線”教學內容設計，詳細闡述三維教學目標、塔式思政體系和教學評價體系設計，提出基于“三段四環”的線上、線下混合式教學實施方案，并通過實際教學實施驗證進行評估和總結。方案的實施結果表明，基于“雙線三段四環”的三坐標測量教學方法在提高學生三坐標測量技能和崗位安全規范意識方面具有顯著效果。通過技能主線和思政主線的有機結合，學生在學習三坐標測量技能的同時能夠培養崗位素養；三維教學目標的設定使學生能夠全面掌握三坐標測量的理論知識和實際操作技能，為將來的工程實踐奠定堅實基礎；塔式思政體系的引入使學生在學習過程中能夠深入思考和探索，培養規范意識和創新能力；教學評價體系的建立能夠全面評估學生的學習成果和能力發展，為個性化教學提供依據。

基于“雙線三段四環”的三坐標測量教學實施方案對于工程訓練教學改革具有重要意義，通過該方案的實施，學生能夠全面提升三坐標測量技能和崗位安全規范意識，為工程實踐提供有力支持。

5 參考文獻

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*項目來源：2023年吉林大學實驗技術項目“反求與先進測量實驗項目設計與平臺搭建”（項目編號：SYXM2023a014）；2023年吉林省教育廳省級研究生教育教學改革研究課題“基于卓越工程師培養產教聯盟路徑的專業學位研究生培養模式研究”（項目編號：JJKH20230041YJG）；吉林省教育科學“十三五”規劃督導研究專項課題“‘雙一流’建設中的學科評估體系構建研究”（項目編號：DD1908）。

作者簡介：黃海龍，高級工程師。