工程教育認(rèn)證下的“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教學(xué)改革探索＊

熊 映，范潤(rùn)宇，李 茂，湛 栩

（1.武漢華夏理工學(xué)院，湖北 武漢 430223；2.湖南科技職業(yè)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是工程教育國(guó)際互認(rèn)的重要標(biāo)準(zhǔn)，更是中國(guó)高校工程教育發(fā)展的方向標(biāo)。經(jīng)過(guò)10 年多的發(fā)展，該項(xiàng)認(rèn)證工作已逐漸受到各高校的重視，其認(rèn)證體系和核心理念也隨著國(guó)家工程建設(shè)發(fā)展的需要、國(guó)際工程教育發(fā)展的趨勢(shì)不斷被完善和豐富[1]。目前，以“學(xué)生中心（SC）、成果導(dǎo)向（OBE）、持續(xù)改進(jìn)（CQⅠ）”的人才培養(yǎng)理念[2-5]已在國(guó)內(nèi)高校中廣泛傳播，并得到了國(guó)內(nèi)外的廣泛認(rèn)可。該理念指出教育的目的在于培養(yǎng)學(xué)生，使學(xué)生通過(guò)教育取得一定的學(xué)習(xí)成果。因此，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，聚焦學(xué)生的能力培養(yǎng)而設(shè)定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程，輔助或引導(dǎo)學(xué)生獲得相應(yīng)的學(xué)習(xí)成果，并通過(guò)一定的評(píng)價(jià)機(jī)制來(lái)反饋其學(xué)習(xí)成果和教學(xué)效果，推進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化。重視教學(xué)過(guò)程、關(guān)注教育結(jié)果、注重教育反饋，是當(dāng)前工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證教育質(zhì)量觀(guān)的詮釋?zhuān)钱?dāng)前高校應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效保障。據(jù)此，在分析“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，研究了該課程的相關(guān)教學(xué)改革。

1 “互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，上承“工程制圖”，下啟“機(jī)械設(shè)計(jì)”“課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)”等，是機(jī)械零部件設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)的精度語(yǔ)言。其教學(xué)內(nèi)容可分為零部件精度設(shè)計(jì)和測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)2 大模塊，理論性和實(shí)踐性并存，具有“四多一廣兩強(qiáng)”[6]的鮮明特點(diǎn)，即專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)多、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)多、抽象概念多、符號(hào)項(xiàng)目多，涉及的知識(shí)面廣，學(xué)科交叉性強(qiáng)、綜合應(yīng)用型強(qiáng)。但實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣并不高，學(xué)習(xí)的效果往往停留于基礎(chǔ)概念上，很難運(yùn)用于實(shí)踐之中。

究其原因，主要有：①教學(xué)目標(biāo)不夠明確。該課程教學(xué)以教師講授理論知識(shí)為主，灌輸式的教學(xué)使教師和學(xué)生都過(guò)于注重理論知識(shí)的講解和掌握，忽略了該課程的實(shí)踐性目標(biāo)和要求，從而影響其教學(xué)效果。②教學(xué)內(nèi)容相對(duì)落后。課程圍繞零部件的精度設(shè)計(jì)展開(kāi)，多源于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，教材新標(biāo)準(zhǔn)和新技術(shù)更新不及時(shí)、教材知識(shí)脫離實(shí)際工程運(yùn)用等問(wèn)題極易出現(xiàn)。如實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍停留在傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器方面，現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)和設(shè)備欠缺。③教材的理論性過(guò)強(qiáng)。教材多以基礎(chǔ)概念為主，冗雜且無(wú)邏輯性，很容易混淆；缺乏工程實(shí)例，缺少對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)深度和高度方面的挖掘，實(shí)踐指導(dǎo)性意義較小。④課程課時(shí)不足。隨著工程教育的改革，專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)不斷被調(diào)整，課程課時(shí)不斷減少。同樣的教學(xué)內(nèi)容要求，課時(shí)明顯不足。

2 課程教學(xué)改革策略

針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)標(biāo)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證和學(xué)校、學(xué)院專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系，進(jìn)一步明確課程的教學(xué)目標(biāo)，整合規(guī)劃現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容，嘗試不同傳統(tǒng)教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)和課程思政教學(xué)，優(yōu)化課程考核體系，開(kāi)展了以學(xué)生為中心，應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程教學(xué)改革。

2.1 進(jìn)一步明確教學(xué)目標(biāo)

課程開(kāi)設(shè)目的為專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)、人才培養(yǎng)，根據(jù)“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的特點(diǎn)，對(duì)標(biāo)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求和專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，將傳統(tǒng)籠統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)層次化、細(xì)化為“三階式”，如表1 所示。其中知識(shí)與技能目標(biāo)為掌握課程基礎(chǔ)知識(shí)與技能的要求；方法與過(guò)程目標(biāo)在于為課程教學(xué)的設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人綜合能力；而價(jià)值觀(guān)目標(biāo)為通過(guò)視頻、案例等與課程內(nèi)容的有機(jī)融合，助力個(gè)人樹(shù)立積極向上的生活觀(guān)、社會(huì)觀(guān)、文明觀(guān)等。

表1 “互換性與測(cè)量技術(shù)”課程教學(xué)目標(biāo)

2.2 整合規(guī)劃理論教學(xué)內(nèi)容

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了社會(huì)對(duì)人才的要求提高，也促進(jìn)了高校人才培養(yǎng)體系的不斷完善。以工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為基礎(chǔ)，在其核心教育理念指導(dǎo)下，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容是解決當(dāng)下人才培養(yǎng)中高標(biāo)準(zhǔn)、少課時(shí)的重要途徑。

傳統(tǒng)教學(xué)中，“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的理論教學(xué)包括緒論、測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)、尺寸的公差與配合、幾何公差、表面粗糙度、圓錐和角度公差、尺寸鏈基礎(chǔ)、光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)、常用結(jié)合件的公差、漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪傳動(dòng)公差共10 章內(nèi)容。但實(shí)際工程運(yùn)用中，圓錐和角度公差、光滑極限量規(guī)設(shè)計(jì)等內(nèi)容使用很少；常用結(jié)合件的公差部分多為標(biāo)準(zhǔn)件，實(shí)際運(yùn)用中只需按參數(shù)選擇即可，學(xué)生只需了解，可以相應(yīng)減少闡述，突出其重難點(diǎn)即可；尺寸鏈部分在后續(xù)課程中會(huì)有更詳細(xì)的學(xué)習(xí)。由此，為強(qiáng)化教學(xué)效果，將上述內(nèi)容進(jìn)行整合規(guī)劃和課時(shí)安排，分為3 個(gè)模塊進(jìn)行教學(xué)，如表2 所示。

表2 “互換性與測(cè)量技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排

2.3 采用項(xiàng)目式教學(xué)

項(xiàng)目式教學(xué)的核心與工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中SC 理念不謀而合——以學(xué)生為中心，提倡在“做中學(xué)、學(xué)中做”，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性。該教學(xué)方法的關(guān)鍵在于合適的項(xiàng)目選擇和教學(xué)任務(wù)的分配，學(xué)生通過(guò)教師分配的項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索，解決項(xiàng)目問(wèn)題的同時(shí)學(xué)習(xí)和掌握課程知識(shí)，并鍛煉學(xué)生理論運(yùn)用的能力。

“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程采用典型的雙級(jí)齒輪減速器案例，將其分解為高速軸系、中間軸系和低速軸系結(jié)構(gòu)。結(jié)合零部件幾何參數(shù)的精度設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，將其分配融入至各章節(jié)的學(xué)習(xí)，如高速軸上各軸段的精度設(shè)計(jì)融入課程模塊一，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)尺寸公差與配合、幾何公差、表面粗糙度的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)；將與軸相配合的齒輪傳動(dòng)、鍵連接和滾動(dòng)軸承零部件以及聯(lián)軸器上普通螺紋聯(lián)接等的精度設(shè)計(jì)融入課程模塊二，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)這些典型零部件的精度設(shè)計(jì)內(nèi)容；并配以中間軸系或者低速軸系上的精度設(shè)計(jì)練習(xí)和誤差檢測(cè)，完成模塊三的學(xué)習(xí)。通過(guò)小組形式展開(kāi)上述教學(xué)，形成“圖紙解讀—基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與練習(xí)—簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)—實(shí)操判斷”的學(xué)習(xí)體系，完成知識(shí)與技能目標(biāo)的培養(yǎng)和方法與過(guò)程目標(biāo)的培養(yǎng)。

培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，以工程實(shí)例項(xiàng)目導(dǎo)入，教學(xué)目標(biāo)很明確，且更具象化，學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感和學(xué)習(xí)積極性都得到了較大提高。

2.4 推進(jìn)課程思政教學(xué)

高校的根本任務(wù)在于人才培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生“成長(zhǎng)”和“成才”。隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，德才兼?zhèn)涑蔀樯鐣?huì)對(duì)人才的新追求，高校教育中加大思政教育投入成為使然。近年來(lái)，隨著教育部課程思政的逐步推進(jìn)，將思政教育融入專(zhuān)業(yè)課程、教學(xué)講堂成為高校教師教學(xué)改革的一大目標(biāo)。

“互換性與測(cè)量技術(shù)”課程作為機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也蘊(yùn)含著不少思政元素，如課程零部件精度設(shè)計(jì)與嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、一絲不茍的工作作風(fēng)；標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容與法律規(guī)范、道德標(biāo)準(zhǔn)的遵守；尺寸精度內(nèi)容與中華文明、古人智慧等。深入挖掘課程中的思政內(nèi)容，結(jié)合課程內(nèi)容和課程特色，通過(guò)視頻（如大國(guó)工匠、智能制造等視頻）、動(dòng)畫(huà)（如卯榫結(jié)構(gòu)等）、圖片（如新舊國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的變化等）等方式融入課程學(xué)習(xí)，以期達(dá)到潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的教學(xué)效果。

2.5 優(yōu)化課程考核體系

OBE 教育理念強(qiáng)調(diào)“成果導(dǎo)向”，教學(xué)的成果一方面反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，另一方面也是教師教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過(guò)程的效果體現(xiàn)。因此，優(yōu)化課程考核體系，將其作為衡量教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成的重要手段十分必要?！盎Q性與測(cè)量技術(shù)”課程考核以100 分計(jì)，包括60%的期末卷面成績(jī)和40%的平時(shí)成績(jī)。增大平時(shí)成績(jī)的考核占比，將學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的到課情況、課堂表現(xiàn)情況、課后作業(yè)情況、實(shí)驗(yàn)操作情況等納入考核之中，將CQⅠ理念貫穿于教學(xué)之中。

3 結(jié)語(yǔ)

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證體系隨著工程人才培養(yǎng)要求的逐步提高而完善，強(qiáng)調(diào)“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的核心教育理念，引領(lǐng)著工程教育體系和課程的改革?；诖耍迩濉盎Q性與技術(shù)測(cè)量”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)標(biāo)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)一步明確教學(xué)目標(biāo)，合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，并嘗試項(xiàng)目式教學(xué)和課程思政教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，優(yōu)化課程考核體系，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的管理，其學(xué)習(xí)效果提高顯著，學(xué)習(xí)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況得到提升。