专业认证背景下“互换性与测量技术”教学改革探索

吴小艳，成经平，王 书，陶 晶

(湖北理工学院 机电工程学院，湖北 黄石 435003)

自2005年以来，我国开始构建工程教育专业认证体系，经过10多年的努力与实践，我国于2016年成为第18个《华盛顿协议》正式成员国[1-2]。《华盛顿协议》是一个基于实质等效原则的国际学位互认协议，其核心思想是强化以成果产出为导向，以学生为中心，坚持持续改进的先进工程教育理念、教学设计理论和教学评价理念，其认证标准是工程教育的最低要求和“准入”门槛[3-4]。工程教育专业认证是我国高等教育质量保障体系的重要组成部分，截至2018年底，全国共有227所高等院校的1 170个专业通过了工程教育专业认证，分布于机械、化工与制药等21个工科专业类。

工程教育认证通告[2019]第1号文中，号召全国高校扎实推动一流专业建设，增强“质量意识”，打造高等教育“质量中国”品牌[5-6]。因此，为了推进工程教育专业认证工作，打造以学生学习成果产出为导向的精品课程[7]，针对“互换性与测量技术”课程教学中出现的一系列问题进行教学模式改革，将“项目式教学模式”引入“互换性与测量技术”课程教学中，以提高课程的教学质量和教学效果，对学生的“学习成果产出”具有重要意义。

1 课程定位与特点剖析

“互换性与测量技术”是我国高等院校机械类、机电一体类、仪器仪表类专业中的一门重要技术基础课程，该课程教学主要涉及几何量公差与误差检测两方面内容，而将标准化和计量学有关部分有机地结合在一起，是机械工程技术人员必须掌握的基本知识技能。在课程设置上，该课程一般安排在大一下学期或大二上学期，上接“机械制图”“工程力学”“材料力学”等课程，下接“机械设计”“机械制造”等课程，是联系设计类课程与工艺类课程的纽带，更是架设在专业基础课、实践课和专业课之间的桥梁[1-2]。“互换性与测量技术”课程具有专用术语多、国家标准多、符号多、抽象概念多以及涉及知识面广的“四多一广”的特点[8]，致使学生在学习过程中很容易感到枯燥和乏味。

2 课程教学中存在的问题

2.1 教材质量参差不齐

目前，“互换性与测量技术”课程教材种类繁多，大部分教材存在“重理论、轻实践”的现象，即以理论性较强的知识为主，对于工程应用方面的介绍较少；同时，有些编写者缺乏工程应用与实际生产经验[8]，仍然沿用许多旧标准，不能随着国家标准的不断修订而作出更新，导致编写出的教材质量不高。

2.2 课时安排不合理

“互换性与测量技术”课程的主要教学目标是培养学生的工程应用能力，而现有教学方式仍以传统课堂教学为主，对实践课程的重视程度不够。在课时安排上，课程总学时较少，只有32学时，教师授课时无法覆盖到所有的知识点，所以倾向于将有限的学时分配给理论教学，理论教学与实践教学的课时比例为3∶1，实践教学课时少占比低，学生无法及时将所学理论知识转化应用到工程实训中去。

2.3 理论教学与实践教学严重分离

“互换性与测量技术”的理论教学与实践教学出现严重分离，主要体现在以下2个方面。

1)由于任课教师自身缺乏工程实践的经验，所以在教学过程中更加侧重于对概念性知识的讲解，且大多是有针对性地讲授一些应试技巧，很少引入工程实例进行剖析，致使学生不能很好地理解和掌握几何精度设计部分的相关知识与应用，导致学生学习效果不太理想。

2)实验教学偏离理论教学且缺乏创新；同时，实验课的时间安排与理论教学不同步，致使学生不能更好地将理论知识向应用能力转化。

2.4 考核与评价模式过于单一

“互换性与测量技术”课程仍采用传统的考核与评价模式，即期末考试成绩与平时成绩加权平均的综合评定方式。这种缺乏多元化和过程化的考评方法无法真实体现学生在教学过程中的参与情况和实践能力，也与工程教育专业认证的理念和标准相违背。

3 课程教学改革具体措施

3.1 明确教学模式实施原则

针对“互换性与测量技术”课程教学中存在的问题，结合工程教育专业认证的理念与标准，对照机械类行业产业需求、学校定位与特色发展进行教学模式改革。“项目式教学模式”由传统的以课程为导向转化为以成果产出为导向，重点突出教学设计和教学实施遵循反向设计原则。“项目式教学模式”较传统教学模式更加注重师生之间的交流与互动，转变教师和学生的教学地位[9]，引导学生主动探索知识，提高学生学习的主动性和积极性，培养学生的知识应用能力和解决实际问题的能力。

“项目式教学模式”是以项目为载体，以任务为驱动，以工程案例为依托，将过程和产品作为参量来衡量的一种新型教学模式。将该教学模式引入“互换性与测量技术”课程中，以项目作为主线，将众多零散的、逻辑不太紧密的知识点串联起来，贯穿于各个章节之中，将整个教学过程有机地结合起来，形成一个整体。

3.2 正确选择专业教材

课程教学选用由胡凤兰、任桂华主编，华中科技大学出版社出版的全国普通高等学校机械类“十二五”规划系列教材《互换性与技术测量》，该教材共有9章内容，前后章节联系紧密，承接性较强[10-11]。其内容由浅入深，循序渐进地介绍互换性与公差配合的基本知识、基本理论、基本方法和基本技能。

3.3 合理安排课时比例

“互换性与测量技术”课程是一门实践性很强的技术基础课程，为了突出和巩固学生的实践动手能力和工程应用能力，该课程总学时由32学时增加至40学时，其中，理论教学增加至28学时，实验教学增加至12学时，理论教学与实践教学的学时比例达到2.33∶1。增加的理论教学学时安排讲授内容为绪论(1学时)和表面粗糙度(3学时)；增加的实验教学学时安排讲授内容包括表面精度测量和轴类零件的综合测量(4学时)。

3.4 优化教学内容

通过深入分析“互换性与测量技术”课程的教学大纲、培养目标、教学内容等，将“一级减速机构”作为项目主线，根据课时安排与教材中各章节内容，将该项目分解为若干个具体的任务，并围绕该项目任务展开每一章节的教学内容。“一级减速机构”这一机械传动装置涉及零部件配合尺寸及代号的选取、尺寸及形位精度的设计、表面加工精度的设计、减速器箱体的设计以及检测技术等，该项目主线将“互换性与测量技术”课程教学中的精度设计和零部件检测技术等知识紧密联系起来，并将理论与实践有机地结合起来，贯穿于整个教学过程中，大大提高了教学效果与教学质量。

3.5 项目式教学模式实施步骤

“项目式教学模式”实施过程包括重难点解析、典型项目剖析和点评总结3个阶段，具体的实施步骤如下：①根据教学内容，安排教室、实验室和金工车间等教学场地。引入“一级减速机构”项目主线，根据本堂课的教学内容进行项目分解，并划分任务到各小组，以任务驱动教学，教师和学生双方边教、边学、边做，总结出重难点，以学生为主体进行重难点解析，并组织学生讨论交流。②引入典型工程案例并划分任务到各小组，小组成员进行案例剖析，并组织学生讨论交流。③教师参与讨论并进行提问点评和总结。以项目为主线，以任务为驱动，学生在完成任务的过程中，可有效地学习并掌握该课程的理论知识和实践技能。

3.6 重构课程考核与评价模式

基于“成果导向教育”的工程教育理念和专业认证标准的项目式教学改革，重点考察学生对基础知识的掌握和综合运用能力，因此，采用 “知识+技能+态度”的课程考核与评价模式，该考核与评价模式倡导学生平时刻苦学习[12]，不仅有利于减轻学生期末考试的压力，还可以出现考前临时突击，基础知识不扎实的现象。具体的课程教学考核办法如下：①问卷调查方式。课程临近结束时，发放问卷调查表，以评估学生对相关教学内容的掌握情况。②知识、技能、态度分析。对学生听课、课堂研讨、课后讨论、预习笔记、习题作业等情况进行分析，重点分析学生是否具有运用课程相关知识解决机械系统构成、设计、制造与研发等复杂工程问题的能力。③期末试卷分析。对学生的期末试卷进行分析，重点分析学生运用“互换性与测量技术”课程相关知识进行有效阅读和绘制机械系统工程设计图的能力。④实验项目分析。对实验预习情况、实验操作情况、实验报告完成情况、答辩情况进行综合分析。⑤根据各个项目的考核结果填写《湖北理工学院机电工程学院课程达成度分析和持续改进报告》。

4 课程教学改革效果分析

选取湖北理工学院机电工程学院2016级机械设计制造及自动化(以下简称机制)本科1班和2班的学生为研究对象，机制1班引入“一级减速机构”作为项目主线，采用“项目式教学模式”展开教学；机制2班仍然采用“传统教学模式”进行教学。采取调查问卷的形式并结合学校教学质量保障系统中的学生评教结果，对2个班级的教学效果进行分析。机制1班和机制2班教学效果见表1。

表1 机制1班和机制2班教学效果

由表1可知，机制1班学生对“互换性与测量技术”课堂教学的满意度、学生评教分数、期末成绩平均分均明显高于机制2班，机制1班的实验操作失误率比机制2班低15%，说明改革后学生对理论知识的应用能力及动手操作能力得到了明显提高。从企业的反馈情况可以看出，机制1班的学生较机制2班的学生能更快地融入到企业当中，很好地胜任工作岗位，得到企业的肯定。

5 结束语

在“互换性与测量技术”课程教学过程中以“一级减速机构”的精度设计和零部件检测作为项目主线，将理论与实践有机地结合起来，形成了一种新的以学生为主体、以培养学生工程应用能力为目标的“项目式教学模式”。该教学模式充分调动了学生学习的主动性与积极性，大大提高了学生的知识应用能力和解决实际问题的能力，有助于加快信息技术与教育教学的深度融合，推动工科专业人才培养模式改革，为地方经济转型和社会发展提供人才保障和智力支撑。