專業(yè)認(rèn)證背景下“互換性與測(cè)量技術(shù)”教學(xué)改革探索

吳小艷，成經(jīng)平，王 書，陶 晶

(湖北理工學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 黃石 435003)

自2005年以來(lái)，我國(guó)開始構(gòu)建工程教育專業(yè)認(rèn)證體系，經(jīng)過10多年的努力與實(shí)踐，我國(guó)于2016年成為第18個(gè)《華盛頓協(xié)議》正式成員國(guó)[1-2]?！度A盛頓協(xié)議》是一個(gè)基于實(shí)質(zhì)等效原則的國(guó)際學(xué)位互認(rèn)協(xié)議，其核心思想是強(qiáng)化以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)的先進(jìn)工程教育理念、教學(xué)設(shè)計(jì)理論和教學(xué)評(píng)價(jià)理念，其認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是工程教育的最低要求和“準(zhǔn)入”門檻[3-4]。工程教育專業(yè)認(rèn)證是我國(guó)高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分，截至2018年底，全國(guó)共有227所高等院校的1 170個(gè)專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證，分布于機(jī)械、化工與制藥等21個(gè)工科專業(yè)類。

工程教育認(rèn)證通告[2019]第1號(hào)文中，號(hào)召全國(guó)高校扎實(shí)推動(dòng)一流專業(yè)建設(shè)，增強(qiáng)“質(zhì)量意識(shí)”，打造高等教育“質(zhì)量中國(guó)”品牌[5-6]。因此，為了推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，打造以學(xué)生學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的精品課程[7]，針對(duì)“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教學(xué)中出現(xiàn)的一系列問題進(jìn)行教學(xué)模式改革，將“項(xiàng)目式教學(xué)模式”引入“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教學(xué)中，以提高課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生的“學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出”具有重要意義。

1 課程定位與特點(diǎn)剖析

“互換性與測(cè)量技術(shù)”是我國(guó)高等院校機(jī)械類、機(jī)電一體類、儀器儀表類專業(yè)中的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程教學(xué)主要涉及幾何量公差與誤差檢測(cè)兩方面內(nèi)容，而將標(biāo)準(zhǔn)化和計(jì)量學(xué)有關(guān)部分有機(jī)地結(jié)合在一起，是機(jī)械工程技術(shù)人員必須掌握的基本知識(shí)技能。在課程設(shè)置上，該課程一般安排在大一下學(xué)期或大二上學(xué)期，上接“機(jī)械制圖”“工程力學(xué)”“材料力學(xué)”等課程，下接“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械制造”等課程，是聯(lián)系設(shè)計(jì)類課程與工藝類課程的紐帶，更是架設(shè)在專業(yè)基礎(chǔ)課、實(shí)踐課和專業(yè)課之間的橋梁[1-2]。“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程具有專用術(shù)語(yǔ)多、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)多、符號(hào)多、抽象概念多以及涉及知識(shí)面廣的“四多一廣”的特點(diǎn)[8]，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很容易感到枯燥和乏味。

2 課程教學(xué)中存在的問題

2.1 教材質(zhì)量參差不齊

目前，“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教材種類繁多，大部分教材存在“重理論、輕實(shí)踐”的現(xiàn)象，即以理論性較強(qiáng)的知識(shí)為主，對(duì)于工程應(yīng)用方面的介紹較少；同時(shí)，有些編寫者缺乏工程應(yīng)用與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)[8]，仍然沿用許多舊標(biāo)準(zhǔn)，不能隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的不斷修訂而作出更新，導(dǎo)致編寫出的教材質(zhì)量不高。

2.2 課時(shí)安排不合理

“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的主要教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，而現(xiàn)有教學(xué)方式仍以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主，對(duì)實(shí)踐課程的重視程度不夠。在課時(shí)安排上，課程總學(xué)時(shí)較少，只有32學(xué)時(shí)，教師授課時(shí)無(wú)法覆蓋到所有的知識(shí)點(diǎn)，所以傾向于將有限的學(xué)時(shí)分配給理論教學(xué)，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)比例為3∶1，實(shí)踐教學(xué)課時(shí)少占比低，學(xué)生無(wú)法及時(shí)將所學(xué)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化應(yīng)用到工程實(shí)訓(xùn)中去。

2.3 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)嚴(yán)重分離

“互換性與測(cè)量技術(shù)”的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)出現(xiàn)嚴(yán)重分離，主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面。

1)由于任課教師自身缺乏工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，所以在教學(xué)過程中更加側(cè)重于對(duì)概念性知識(shí)的講解，且大多是有針對(duì)性地講授一些應(yīng)試技巧，很少引入工程實(shí)例進(jìn)行剖析，致使學(xué)生不能很好地理解和掌握幾何精度設(shè)計(jì)部分的相關(guān)知識(shí)與應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果不太理想。

2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)偏離理論教學(xué)且缺乏創(chuàng)新；同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間安排與理論教學(xué)不同步，致使學(xué)生不能更好地將理論知識(shí)向應(yīng)用能力轉(zhuǎn)化。

2.4 考核與評(píng)價(jià)模式過于單一

“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程仍采用傳統(tǒng)的考核與評(píng)價(jià)模式，即期末考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)加權(quán)平均的綜合評(píng)定方式。這種缺乏多元化和過程化的考評(píng)方法無(wú)法真實(shí)體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)過程中的參與情況和實(shí)踐能力，也與工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念和標(biāo)準(zhǔn)相違背。

3 課程教學(xué)改革具體措施

3.1 明確教學(xué)模式實(shí)施原則

針對(duì)“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念與標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)照機(jī)械類行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求、學(xué)校定位與特色發(fā)展進(jìn)行教學(xué)模式改革?！绊?xiàng)目式教學(xué)模式”由傳統(tǒng)的以課程為導(dǎo)向轉(zhuǎn)化為以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，重點(diǎn)突出教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施遵循反向設(shè)計(jì)原則?！绊?xiàng)目式教學(xué)模式”較傳統(tǒng)教學(xué)模式更加注重師生之間的交流與互動(dòng)，轉(zhuǎn)變教師和學(xué)生的教學(xué)地位[9]，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題的能力。

“項(xiàng)目式教學(xué)模式”是以項(xiàng)目為載體，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以工程案例為依托，將過程和產(chǎn)品作為參量來(lái)衡量的一種新型教學(xué)模式。將該教學(xué)模式引入“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程中，以項(xiàng)目作為主線，將眾多零散的、邏輯不太緊密的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，貫穿于各個(gè)章節(jié)之中，將整個(gè)教學(xué)過程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)整體。

3.2 正確選擇專業(yè)教材

課程教學(xué)選用由胡鳳蘭、任桂華主編，華中科技大學(xué)出版社出版的全國(guó)普通高等學(xué)校機(jī)械類“十二五”規(guī)劃系列教材《互換性與技術(shù)測(cè)量》，該教材共有9章內(nèi)容，前后章節(jié)聯(lián)系緊密，承接性較強(qiáng)[10-11]。其內(nèi)容由淺入深，循序漸進(jìn)地介紹互換性與公差配合的基本知識(shí)、基本理論、基本方法和基本技能。

3.3 合理安排課時(shí)比例

“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，為了突出和鞏固學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程應(yīng)用能力，該課程總學(xué)時(shí)由32學(xué)時(shí)增加至40學(xué)時(shí)，其中，理論教學(xué)增加至28學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)增加至12學(xué)時(shí)，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)比例達(dá)到2.33∶1。增加的理論教學(xué)學(xué)時(shí)安排講授內(nèi)容為緒論(1學(xué)時(shí))和表面粗糙度(3學(xué)時(shí))；增加的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)安排講授內(nèi)容包括表面精度測(cè)量和軸類零件的綜合測(cè)量(4學(xué)時(shí))。

3.4 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

通過深入分析“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的教學(xué)大綱、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容等，將“一級(jí)減速機(jī)構(gòu)”作為項(xiàng)目主線，根據(jù)課時(shí)安排與教材中各章節(jié)內(nèi)容，將該項(xiàng)目分解為若干個(gè)具體的任務(wù)，并圍繞該項(xiàng)目任務(wù)展開每一章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容?！耙患?jí)減速機(jī)構(gòu)”這一機(jī)械傳動(dòng)裝置涉及零部件配合尺寸及代號(hào)的選取、尺寸及形位精度的設(shè)計(jì)、表面加工精度的設(shè)計(jì)、減速器箱體的設(shè)計(jì)以及檢測(cè)技術(shù)等，該項(xiàng)目主線將“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教學(xué)中的精度設(shè)計(jì)和零部件檢測(cè)技術(shù)等知識(shí)緊密聯(lián)系起來(lái)，并將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中，大大提高了教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。

3.5 項(xiàng)目式教學(xué)模式實(shí)施步驟

“項(xiàng)目式教學(xué)模式”實(shí)施過程包括重難點(diǎn)解析、典型項(xiàng)目剖析和點(diǎn)評(píng)總結(jié)3個(gè)階段，具體的實(shí)施步驟如下：①根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，安排教室、實(shí)驗(yàn)室和金工車間等教學(xué)場(chǎng)地。引入“一級(jí)減速機(jī)構(gòu)”項(xiàng)目主線，根據(jù)本堂課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目分解，并劃分任務(wù)到各小組，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，教師和學(xué)生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，總結(jié)出重難點(diǎn)，以學(xué)生為主體進(jìn)行重難點(diǎn)解析，并組織學(xué)生討論交流。②引入典型工程案例并劃分任務(wù)到各小組，小組成員進(jìn)行案例剖析，并組織學(xué)生討論交流。③教師參與討論并進(jìn)行提問點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。以項(xiàng)目為主線，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，可有效地學(xué)習(xí)并掌握該課程的理論知識(shí)和實(shí)踐技能。

3.6 重構(gòu)課程考核與評(píng)價(jià)模式

基于“成果導(dǎo)向教育”的工程教育理念和專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目式教學(xué)改革，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和綜合運(yùn)用能力，因此，采用 “知識(shí)+技能+態(tài)度”的課程考核與評(píng)價(jià)模式，該考核與評(píng)價(jià)模式倡導(dǎo)學(xué)生平時(shí)刻苦學(xué)習(xí)[12]，不僅有利于減輕學(xué)生期末考試的壓力，還可以出現(xiàn)考前臨時(shí)突擊，基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)的現(xiàn)象。具體的課程教學(xué)考核辦法如下：①問卷調(diào)查方式。課程臨近結(jié)束時(shí)，發(fā)放問卷調(diào)查表，以評(píng)估學(xué)生對(duì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況。②知識(shí)、技能、態(tài)度分析。對(duì)學(xué)生聽課、課堂研討、課后討論、預(yù)習(xí)筆記、習(xí)題作業(yè)等情況進(jìn)行分析，重點(diǎn)分析學(xué)生是否具有運(yùn)用課程相關(guān)知識(shí)解決機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)計(jì)、制造與研發(fā)等復(fù)雜工程問題的能力。③期末試卷分析。對(duì)學(xué)生的期末試卷進(jìn)行分析，重點(diǎn)分析學(xué)生運(yùn)用“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有效閱讀和繪制機(jī)械系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)圖的能力。④實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分析。對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況、答辯情況進(jìn)行綜合分析。⑤根據(jù)各個(gè)項(xiàng)目的考核結(jié)果填寫《湖北理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院課程達(dá)成度分析和持續(xù)改進(jìn)報(bào)告》。

4 課程教學(xué)改革效果分析

選取湖北理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院2016級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化(以下簡(jiǎn)稱機(jī)制)本科1班和2班的學(xué)生為研究對(duì)象，機(jī)制1班引入“一級(jí)減速機(jī)構(gòu)”作為項(xiàng)目主線，采用“項(xiàng)目式教學(xué)模式”展開教學(xué)；機(jī)制2班仍然采用“傳統(tǒng)教學(xué)模式”進(jìn)行教學(xué)。采取調(diào)查問卷的形式并結(jié)合學(xué)校教學(xué)質(zhì)量保障系統(tǒng)中的學(xué)生評(píng)教結(jié)果，對(duì)2個(gè)班級(jí)的教學(xué)效果進(jìn)行分析。機(jī)制1班和機(jī)制2班教學(xué)效果見表1。

表1 機(jī)制1班和機(jī)制2班教學(xué)效果

由表1可知，機(jī)制1班學(xué)生對(duì)“互換性與測(cè)量技術(shù)”課堂教學(xué)的滿意度、學(xué)生評(píng)教分?jǐn)?shù)、期末成績(jī)平均分均明顯高于機(jī)制2班，機(jī)制1班的實(shí)驗(yàn)操作失誤率比機(jī)制2班低15%，說(shuō)明改革后學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力及動(dòng)手操作能力得到了明顯提高。從企業(yè)的反饋情況可以看出，機(jī)制1班的學(xué)生較機(jī)制2班的學(xué)生能更快地融入到企業(yè)當(dāng)中，很好地勝任工作崗位，得到企業(yè)的肯定。

5 結(jié)束語(yǔ)

在“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教學(xué)過程中以“一級(jí)減速機(jī)構(gòu)”的精度設(shè)計(jì)和零部件檢測(cè)作為項(xiàng)目主線，將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成了一種新的以學(xué)生為主體、以培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力為目標(biāo)的“項(xiàng)目式教學(xué)模式”。該教學(xué)模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，大大提高了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題的能力，有助于加快信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，推動(dòng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，為地方經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和社會(huì)發(fā)展提供人才保障和智力支撐。