與時(shí)俱進(jìn)探討“精密測(cè)量技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革

余卿 崔長(zhǎng)彩 張認(rèn)成 傅師偉

摘要：針對(duì)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，探討《精密測(cè)量技術(shù)》的教學(xué)內(nèi)容和方法新發(fā)展：在內(nèi)容上增加新一代幾何產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范與認(rèn)證（GPS）體系下的不確定度理論、三維表面形貌測(cè)量理論和方法以及微納測(cè)量技術(shù)等；在理論授課方法上增加多媒體輔助教學(xué)手段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)增加虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)選修環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：教育學(xué)；精密測(cè)量技術(shù)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）13-0146-02

一、前言

隨著新技術(shù)新原理的發(fā)展，傳統(tǒng)測(cè)量理論和方法及儀器也得到了不斷的發(fā)展和完善，針對(duì)測(cè)控專業(yè)本科生和研究生的教學(xué)，需要在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上調(diào)整和充實(shí)新的教學(xué)內(nèi)容[1]。對(duì)于測(cè)控專業(yè)，大部分院校受授課學(xué)時(shí)的限制沒有開設(shè)“互換性與測(cè)量技術(shù)”等相關(guān)課程，而在其后續(xù)課程中都離不開對(duì)機(jī)械互換性基本概念和原理的知識(shí)基礎(chǔ)[2]。新一代幾何產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范與認(rèn)證（GPS）體系是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)原有幾何量相關(guān)組織改組以后，適應(yīng)新的要求規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)框架，其內(nèi)容涵蓋從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與認(rèn)證、使用等全生命周期的各個(gè)方面，其技術(shù)方法以計(jì)量數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，集中了計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、微納技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，是一個(gè)更豐富、更合理、更易于實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)體系，提出了新模型概念、模型操作概念、新不確定度概念、三維表面形貌測(cè)量技術(shù)、軟件量規(guī)概念等等[3-4]。

二、教學(xué)內(nèi)容改革探索

為適應(yīng)學(xué)科體系發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的需要，調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容將在經(jīng)典理論和方法的基礎(chǔ)上，充實(shí)新原理、新技術(shù)、新手段，除去不適合、不適用的部分，突出一個(gè)“新”字。調(diào)整后的精密測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容體系如下：

第一章：概述。包括測(cè)量的意義和地位；測(cè)量原則和測(cè)量方法的選用；測(cè)量不確定度的基本概念和計(jì)算。

第二章：典型通用測(cè)量?jī)x器原理和應(yīng)用：包括新型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（二坐標(biāo)、三坐標(biāo)）；輪廓儀（接觸式、非接觸式）等。

第三章：尺寸測(cè)量的基本方法。包括尺寸測(cè)量的意義；尺寸公差和偏差的概念；孔的測(cè)量方法；軸的測(cè)量方法；角度測(cè)量方法。尺寸測(cè)量的新方法。

第四章：形位誤差測(cè)量的基本方法。包括形位誤差測(cè)量的意義；形位誤差的定義和類別；直線度誤差的定義和測(cè)量；平面度誤差的定義和測(cè)量；圓度誤差的定義和測(cè)量；位置誤差的定義和測(cè)量。形位誤差測(cè)量和評(píng)定的新方法。

第五章：表面形貌及其評(píng)定方法。包括微觀形貌測(cè)量的意義與尺寸和形位誤差的關(guān)系；微觀形貌測(cè)量的主要參數(shù)；二維參數(shù)的測(cè)量方法和評(píng)定；三維參數(shù)的測(cè)量方法和評(píng)定。微觀形貌測(cè)量的新方法。

第六章：典型零部件的測(cè)量方法。包括螺紋的測(cè)量參數(shù)和測(cè)量方法；齒輪的測(cè)量參數(shù)和測(cè)量方法；典型零部件的測(cè)量新方法。

第七章：微納米測(cè)量方法。包括微納尺度的定義；微納器件的測(cè)量參數(shù)；微納器件的精密測(cè)量方法。

第八章：新一代GPS體系結(jié)構(gòu)和理論體系。包括體系結(jié)構(gòu)介紹；基礎(chǔ)理論介紹；新一代不確定度理論介紹。

三、教學(xué)方法改革探索

（一）理論教學(xué)的教學(xué)方式

為了充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段的便利性和提高授課效率，對(duì)于這門課程，理論教學(xué)部分易于采用多媒體教學(xué)手段[5]。

1.采用多媒體教學(xué)的意義：

（1）促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情：由于《精密測(cè)量技術(shù)》這門課程屬于專業(yè)課，是一門注重應(yīng)用、以實(shí)現(xiàn)測(cè)量為主要目的課程，更注重于實(shí)踐，而其中的大量?jī)x器原理圖、結(jié)構(gòu)圖以及實(shí)際應(yīng)用案例比較復(fù)雜，通過多媒體可以更翔實(shí)、生動(dòng)地呈現(xiàn)給學(xué)生，便于講解，也有利于學(xué)生的理解，提高學(xué)生的興趣。尤其是很多儀器實(shí)驗(yàn)室不具備，學(xué)生又有了解的愿望，另外對(duì)于一些精密儀器不宜拆卸加上實(shí)驗(yàn)儀器資源相對(duì)于學(xué)生的比例匱乏，多媒體教學(xué)形式可以大大充實(shí)一些教學(xué)內(nèi)容，有利于緩解以上問題。

（2）加強(qiáng)學(xué)生的理解和吸收：《精密測(cè)量技術(shù)》這門課程技術(shù)強(qiáng)，涉及大量專業(yè)術(shù)語和詞匯，以及技術(shù)規(guī)范和儀器原理，內(nèi)容比較枯燥，通過多媒體豐富的圖形、色彩和功能，可以條理清晰、結(jié)構(gòu)分明的講解，把重點(diǎn)概念、術(shù)語和枯燥的規(guī)范以圖文并茂的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，加強(qiáng)學(xué)生的理解和吸收，極大地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（3）提高教學(xué)的質(zhì)和量：《精密測(cè)量技術(shù)》采用多媒體教學(xué)的第三個(gè)原因是可以節(jié)約傳統(tǒng)教學(xué)板書所需的時(shí)間。由于一些儀器復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和繁冗的測(cè)量原理需要大量課堂時(shí)間繪制，使實(shí)際講授時(shí)間大大減少，課堂時(shí)間十分緊張。采用多媒體技術(shù)不僅節(jié)約板書時(shí)間，而且增加課堂知識(shí)含量，加快教學(xué)節(jié)奏，同時(shí)可以避免粉塵污染，降低教學(xué)疲勞，提高教學(xué)質(zhì)量。

（4）擴(kuò)大該課的影響范圍：目前該課在機(jī)電學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)械電子工程、機(jī)電專升本等開設(shè)，授課對(duì)象較多。另外該課對(duì)華僑大學(xué)各個(gè)工科專業(yè)都有重要意義，通過多媒體形式授課，便于網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)資源共享，擴(kuò)大知識(shí)影響面。

2.用好多媒體教學(xué)的建議：多媒體教學(xué)不同于傳統(tǒng)的板書式教學(xué)，要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，必須注意影響其教學(xué)效果的各個(gè)因素。以下方面值得注意[6]：

（1）教學(xué)內(nèi)容方面：多媒體教學(xué)的內(nèi)容在上課之前必須組織按照教學(xué)大綱組織清楚、條理清晰、盡可能的提供旁釋，克服不便于及時(shí)書寫弊端。沒有必要對(duì)多媒體效果過于渲染，形式過于花哨。

（2）授課節(jié)奏方面：由于課件的使用減少了大量的板書時(shí)間，因此難免使課堂教學(xué)的節(jié)奏變快，導(dǎo)致學(xué)生記筆記的速度跟不上，同步思維和對(duì)內(nèi)容的理解也都跟不上，始終處于一種“聽也不是、記也不是”的狀態(tài)，這樣容易造成精力分散、注意力無法集中，反而影響課堂效果。因此在掌握節(jié)奏方面要盡可能的與學(xué)生的接受能力同步，注意察言觀色，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)能力控制好速度。

多媒體教學(xué)雖然在授課形式上不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式，但是其目的是一致的，因此許多傳統(tǒng)的輔助教學(xué)模式仍然有用，而且更加有助于多媒體教學(xué)方式。如：教師的恰當(dāng)?shù)皿w的肢體語言勝過枯燥乏味的文字語言，即興的臨場(chǎng)發(fā)揮起到啟迪的效果和豐富課堂有限的板書空間，現(xiàn)場(chǎng)提問起到互動(dòng)、提高學(xué)生注意力、掌控教學(xué)進(jìn)度以及及時(shí)答疑解惑的效果。

（二）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的必要性

1.實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。精密測(cè)量是一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，必須通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)概念的理解，對(duì)儀器結(jié)構(gòu)的了解，操作流程，數(shù)據(jù)處理方法。沒有實(shí)驗(yàn)，《精密測(cè)量技術(shù)》這門課將變成紙上談兵，很難達(dá)到課程設(shè)置的目的。

2.增加虛擬實(shí)驗(yàn)的意義和可能性。近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的迅速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)和生活的各項(xiàng)活動(dòng)越來越離不開網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其依賴日益加深。為了充分利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來的便利，以補(bǔ)充實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的不足，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生。其形式和內(nèi)容靈活，便于操作、便于維護(hù)、便于學(xué)生適時(shí)訪問和利用。

四、結(jié)束語

精密測(cè)量技術(shù)是科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)，沒有測(cè)量就沒有科學(xué)，沒有評(píng)判手段任何科學(xué)技術(shù)活動(dòng)都將無法開展。隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，《精密測(cè)量技術(shù)》這門課程也必將不斷充實(shí)其內(nèi)容，其教學(xué)方法也將得到不斷的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]X. Jiang，P. J.Scott，D. J. Whitehouse，L. Blunt. Paradigm shifts in surface metrology[J].Part I. Historical philosophy.Proc. R. Soc. A，2007，（463）：2049-2070.

[5]崔長(zhǎng)彩，張認(rèn)成.測(cè)控總線與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學(xué)方法[J].農(nóng)機(jī)化研究，2005，（02）：272-273.

[6]張偉.高等院校多媒體教學(xué)的現(xiàn)狀及對(duì)策[J].信息技術(shù)，2014，（01）：62-64.