工程教育專業(yè)認證背景下的精密測量技術(shù)課程建設(shè)

【摘 要】本文介紹北京信息科技大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)在工程教育專業(yè)認證背景下對課程精密測量技術(shù)進行建設(shè)與調(diào)整。給出工程教育認證背景下課程建設(shè)的執(zhí)行思路，實施與培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求相對應(yīng)的課程教學(xué)大綱修訂、實驗教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的調(diào)整，明確課程教學(xué)結(jié)果的考核評價方式。

【關(guān)鍵詞】工程教育專業(yè)認證 測控技術(shù)與儀器 精密測量技術(shù) 課程建設(shè)

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）04-0010-02

一 工程教育專業(yè)認證

2013年6月，在韓國首爾召開的國際工程聯(lián)盟大會上，世界上最具影響力的國際本科工程學(xué)位互認協(xié)議——《華盛頓協(xié)議》接納中國成為該協(xié)議簽約成員?！度A盛頓協(xié)議》的宗旨是通過雙邊或多邊認可工程教育資格及工程師執(zhí)業(yè)資格，促進工程師跨國執(zhí)業(yè)。協(xié)議遵循的工程專業(yè)教育標準和工程師職業(yè)能力標準，是對工科畢業(yè)生和工程師職業(yè)能力公認的權(quán)威要求。以加入《華盛頓協(xié)議》為契機，我國將在工科主要專業(yè)領(lǐng)域逐步擴大認證范圍，采用國際化的標準進行工程教育改革，引導(dǎo)工程教育專業(yè)建設(shè)，提高中國高等工程教育國際化水平，持續(xù)提升高等工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。

經(jīng)過多年持續(xù)建設(shè)與改進，北京信息科技大學(xué)積極籌備，已申請于2014年進行測控技術(shù)與儀器專業(yè)的工程教育專業(yè)認證。該專業(yè)前身為北京機械工業(yè)學(xué)院精密儀器專業(yè)，1998年經(jīng)過專業(yè)調(diào)整更名為“測控技術(shù)與儀器”。專業(yè)課程體系一方面涉及電子學(xué)、光學(xué)、精密機械、計算機、信息與控制技術(shù)等多學(xué)科；另一方面沿襲傳統(tǒng)機械工業(yè)部所屬高校精密儀器專業(yè)的特點，具有鮮明的幾何量精密測量特色。

工程教育專業(yè)認證背景下，專業(yè)課程體系以及專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)過程、教學(xué)結(jié)果評價等方面的改革通常需要遵循五條通用范式，即在理念上以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)結(jié)果為導(dǎo)向；在目標上強調(diào)與產(chǎn)業(yè)社會相結(jié)合；在行動上強調(diào)持續(xù)改進；在過程中注重對目標達成的支撐；在認證和評價上實行第三方機制。本文以北京信息科技大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)為例，介紹工程教育認證背景下專業(yè)課程精密測量技術(shù)的課程建設(shè)情況。

二 測控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求

《華盛頓協(xié)議》框架要求工程類畢業(yè)生達到如下能力要求：（1）具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德。（2）具有從事工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟和管理知識。（3）掌握工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識，具有系統(tǒng)的工程實踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷；了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。（4）具備設(shè)計和實施工程實驗的能力，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析。（5）掌握基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識；具有綜合運用理論和技術(shù)手段設(shè)計系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素。（6）掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。（7）了解與本專業(yè)相關(guān)的職業(yè)和行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計、研究與開發(fā)、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法律、法規(guī)，能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響。（8）具有一定的組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發(fā)揮作用的能力。（9）對終身學(xué)習(xí)有正確認識，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。（10）具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。

根據(jù)自身定位和辦學(xué)特色，北京信息科技大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)制訂了本專業(yè)的培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求。培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)能適應(yīng)我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，在德、智、體、美等諸方面全面發(fā)展，具有良好科學(xué)文化素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力，能從事測控技術(shù)與儀器、光機電一體化系統(tǒng)以及信息檢測和處理等領(lǐng)域內(nèi)的各種設(shè)備、儀器和系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計、制造、應(yīng)用開發(fā)、維護和運行管理的技術(shù)人才。具體設(shè)定的畢業(yè)要求為：a.具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德；b.具有從事測量控制技術(shù)與儀器集成設(shè)計和應(yīng)用工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、物理以及經(jīng)濟和管理知識；c.掌握測量控制技術(shù)與儀器集成設(shè)計和應(yīng)用的基本理論和基礎(chǔ)知識，包括測量理論與誤差分析、控制原理與技術(shù)、精密機械學(xué)、電子線路與計算機技術(shù)應(yīng)用、儀器設(shè)計與應(yīng)用等，并完成相關(guān)工程實踐訓(xùn)練；d.了解國內(nèi)外測量控制與儀器儀表技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；e.掌握光、機、電、計算機相結(jié)合的當(dāng)代測控技術(shù)和實驗研究方法，具有設(shè)計和實施工程實驗的能力，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析；f.掌握分析和解決測量與控制領(lǐng)域?qū)嶋H問題的基本技能和方法，具有綜合運用理論和技術(shù)手段設(shè)計系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素，了解基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識；g.掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；h.了解本專業(yè)的常用技術(shù)規(guī)范和標準，并能夠在設(shè)計中運用，了解相關(guān)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)對現(xiàn)代儀器與測控系統(tǒng)的生產(chǎn)、設(shè)計、研究與開發(fā)、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法律、法規(guī)，能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響；i.具有一定的技術(shù)開發(fā)和工程設(shè)計組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發(fā)揮作用的能力；j.對終身學(xué)習(xí)有正確認識，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的

能力；k.掌握一門外語，能夠參與跨文化交流、競爭與合作。

為實現(xiàn)培養(yǎng)目標，達成畢業(yè)要求，以工程教育專業(yè)認證為引領(lǐng)，我們對課程體系、主干課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、評價方式等進行了相應(yīng)的調(diào)整與建設(shè)。

三 精密測量技術(shù)的課程地位與現(xiàn)存的問題

課程建設(shè)之前，精密測量技術(shù)是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門專業(yè)課，總學(xué)時數(shù)40小時，其中實驗學(xué)時數(shù)8小時。本課程的教學(xué)目標是：要求學(xué)生掌握精密測量技術(shù)的基本理論、基本概念、基本方法和技術(shù)，了解本領(lǐng)域的最新研究成果和進展，熟悉精密測量技術(shù)中關(guān)于長度、形狀位置、角度、圓分度、表面粗糙度、螺紋、齒輪參數(shù)等的測量原理、測量方法、測量誤差分析與處理，從而使學(xué)生獲得從事精密測量技術(shù)工作的能力。

精密測量技術(shù)課程綜合性強，要求基礎(chǔ)知識面廣，因此安排在所有基礎(chǔ)課與專業(yè)基礎(chǔ)課之后，在第9學(xué)期開設(shè)。課程內(nèi)容涉及光學(xué)、機械學(xué)、電學(xué)、計算機科學(xué)、精密測量理論等多門學(xué)科。2010年專業(yè)課程調(diào)整以前，該課程名為“測量技術(shù)”，教學(xué)內(nèi)容包括誤差理論與數(shù)據(jù)處理和幾何量測量兩門課程的內(nèi)容。自2011年開始，誤差理論與數(shù)據(jù)處理和精密測量技術(shù)獨立設(shè)課。

課程存在的主要問題是：（1）原先課程目標與工程教育認證體系下能力達成的對應(yīng)性不明確，存在有限教學(xué)時數(shù)與教學(xué)內(nèi)容、能力培養(yǎng)失配的問題；（2）近幾年實驗室添置了若干體現(xiàn)精密測量新技術(shù)的儀器設(shè)備，包括探針掃描隧道顯微鏡、影像測量儀、輪廓度檢測儀、關(guān)節(jié)臂測量機、測角儀等，對典型傳統(tǒng)精密計量儀器如萬能工具顯微鏡、立式光學(xué)計、自準直儀等進行了數(shù)字化升級換代，因此有必要對課堂教學(xué)內(nèi)容與實驗教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整，以使課程教學(xué)內(nèi)容緊跟科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐。

四 精密測量技術(shù)課程建設(shè)思路與實施

第一，以工程教育專業(yè)認證為引領(lǐng)，對精密測量技術(shù)課程教學(xué)大綱進行修訂，明確課程目標與學(xué)生能力培養(yǎng)的對應(yīng)關(guān)系。

修訂后，教學(xué)大綱規(guī)定：通過課堂學(xué)習(xí)、資料查閱、討論、作業(yè)、實驗、設(shè)計報告等形式，學(xué)生應(yīng)了解精密測量技術(shù)特別是幾何量精密測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，了解精密計量規(guī)范、標準、政策和法規(guī)，掌握精密測量基本理論，掌握精密測量系統(tǒng)的誤差分析理論與方法，掌握精密測量的數(shù)據(jù)處理和參數(shù)評定知識，掌握常規(guī)精密儀器的操作使用。學(xué)生應(yīng)能確定精密測量方案，選擇精密測量系統(tǒng)，應(yīng)初步形成組織管理精密測量的能力，提高工程設(shè)計、應(yīng)用與科研方面的綜合素質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容與達成畢業(yè)能力要求的對應(yīng)關(guān)系如下（括弧內(nèi)字母為上述畢業(yè)要求條目編號，即通過該內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可達成相應(yīng)能力的培養(yǎng)）：（1）了解精密測量技術(shù)特別是幾何量精密測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢（d，k）；（2）了解我國幾何量量值傳遞體系和計量檢定規(guī)范、標準、政策和法規(guī)（c，d，h，k）；（3）了解精密測量基本概念，掌握測量方法選擇和重要測量學(xué)原則原理（b，c，d，e，h）；（4）掌握長度基準、量塊標定、長度尺寸測量，了解大尺寸測量、坐標測量技術(shù)和微納米測量技術(shù)（b，c，e，f，h，i）；（5）掌握直線度、平面度、圓度的測量方法和數(shù)據(jù)處理過程，了解平行度、垂直度、同軸度的測量方法（b，c，e，f，h，i）；（6）掌握表面粗糙度的測量方法和數(shù)據(jù)處理過程，了解表面輪廓非接觸測量方法和微納米表面形貌測量分析（b，c，e，f，h，i）；（7）掌握角度測量方法和圓分度誤差的測量（b，c，e，f，h，i）；（8）了解速度、轉(zhuǎn)速、加速度的測量方法，了解機械振動及其他物理量的測量（c，d）。

第二，對于課程考核方式進行調(diào)整。規(guī)定課程考核成績由理論課成績和實踐環(huán)節(jié)成績兩部分構(gòu)成，其中理論成績占80%，實踐環(huán)節(jié)成績占20%。實踐環(huán)節(jié)考核成績由實驗完成情況（50%）和實驗報告成績（50%）確定。實踐環(huán)節(jié)成績不合格，則該門課程考核的總成績?yōu)椴患案?。理論課成績包括平時成績和期末考試成績，平時成績由任課教師根據(jù)學(xué)生平時聽課、課堂討論、平時測試、期中考試、出勤考勤及作業(yè)、調(diào)研、論文等方面的學(xué)習(xí)情況綜合評定。其中平時成績占20%～40%，期末考試成績占60%～80%，由任課教師根據(jù)具體情況而定。

第三，對教學(xué)內(nèi)容和方法進行相應(yīng)調(diào)整。主要體現(xiàn)為：（1）將課程緒論部分學(xué)時數(shù)增加到4學(xué)時，解釋我國計量檢定的管理體系、政策法規(guī)、標準規(guī)范；重點講解精密測量基本概念、精密測量方案制訂和重要測量學(xué)原則與原理；并介紹精密測量技術(shù)特別是幾何量精密測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。（2）針對具體幾何量的精密測量，講解對應(yīng)的測量原理、方法、數(shù)學(xué)描述、誤差分析與數(shù)據(jù)處理。對于不同精度要求的測量，介紹系列儀器選用方案，重點講授典型、主流的精密測量技術(shù)，同時增設(shè)新技術(shù)方面的教學(xué)內(nèi)容，如坐標測量技術(shù)、納米測量技術(shù)、視覺測量技術(shù)等。（3）在實驗教學(xué)上，針對具體幾何量，將體現(xiàn)新技術(shù)的儀器設(shè)備融入實驗教學(xué)的實施中，讓學(xué)生將常規(guī)、傳統(tǒng)的測量儀器與新一代數(shù)字化儀器對比應(yīng)用，如將傳統(tǒng)目視判讀的萬能工具顯微鏡與數(shù)字萬能工具顯微鏡、影像測量儀對比使用，不僅增強學(xué)生的實踐動手能力，還促使學(xué)生對精密測量技術(shù)的發(fā)展有更加全面、直觀的認識。（4）在教學(xué)方式方法上，教師的課堂教學(xué)結(jié)合多媒體講授、布置技術(shù)主題，讓學(xué)生查資料寫報告、進行課堂討論等。實驗教學(xué)中，針對典型精密測量實驗，如量塊的檢定，要求學(xué)生分組制訂實驗方案、實施實驗過程、分析處理數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告、提出改進措施。

五 結(jié)束語

以加入《華盛頓協(xié)議》為契機，我國高校的工程教育專業(yè)認證將逐步推廣。作為較早參加認證的高校之一，我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)積極籌備，認真學(xué)習(xí)認證標準，在實施認證過程中，對培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系乃至課程目標與內(nèi)容進行深入細致的調(diào)整和改善，已經(jīng)取得顯著的成效。其中，精密測量技術(shù)課程針對工程教育認證進行了課程建設(shè)，包括課程大綱修訂、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、考核評價方式設(shè)定、教學(xué)方式方法的改進以及實驗教學(xué)實施等內(nèi)容，在今后的教學(xué)工作中為培養(yǎng)合格的工程師人才發(fā)揮更大的作用。

參考文獻

[1]周凌波、王芮.從《華盛頓協(xié)議》談工程教育專業(yè)建設(shè)[J].高等工程教育研究，2014（4）

[2]袁東.工程教育專業(yè)認證框架下環(huán)境工程課程體系[J].廣州化工，2014（14）

〔責(zé)任編輯：龐遠燕〕