新工科背景下《互换性与技术测量》课程改革探索

刘新玲 姜文革 宋杰

摘要：根据新工科的特点与要求，针对《互换性与技术测量》课程的特点及教学现状进行分析，从教学内容的选取与组织、教学模式的改革、考核机制的改进等方面提出教学改革，以培养学生的综合职业能力。

关键词：新工科;课程改革;互换性与技术测量

0  引言

随着当代工业与经济的蓬勃发展[1]，教育部积极推进了新工科建设，复旦共识、天大行动和北京指南，构成了新工科建设的“三部曲”，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式，助力高等教育的强国建设。新工科”建设行动路线（“天大行动”）[2]提出“问学生志趣变方法，创新工程教育的方式与手段”，落实以学生为中心的理念，改革教学方法和考核方式，形成以学习者为中心的工程教育模式。推进信息技术和教育教学深度融合，建设和推广应用在线开放课程，充分利用虚拟仿真等技術创新工程实践教学方式。因此改革传统教学模式，将“线上学习”和“线下课堂”教学相融合的混合式教学模式成为传统课堂教育改革的重要方向。

《互换性与技术测量》课程是机械类专业的一门专业基础课，它具有联系设计类课程与制造工艺类课程的纽带作用，是基础课、专业课和实践课之间的桥梁[3]，在机械类系列课程体系中占有重要地位，面向“新工科”与工程教育认证[4]，如何选取合适的教学内容并对其进行安排与教学组织，如何培养学生运用知识和技能解决实际工程问题的能力等有待进一步研究。特别是随着现代测量技术的快速发展，对于该课程赋予了新的内涵与任务，开展课程优化创新，改进教育模式，提升学生的综合职业素养势在必行。

1  课程教学内容中存在的问题

1.1 知识体系问题

传统《互换性与技术测量》课程专用术语多、国家标准多、符号多、抽象概念多且涉及知识面广[5]，传统教学主要讲解基本概念、理论和方法，教材大部分以理论知识为主，涉及实际工程应用的内容较少，教学内容和课程体系没有更新，相关学科的前沿技术、实践经验等少有介绍。这些都不能达到新工科建设的要求，因此课程改革迫在眉睫。

1.2 培养模式问题

传统教学过程中存在理论基础与实践应用结合较差，以学生被动接受教师讲解的理论知识为主，实际操作与知识运用练习时间较少测量结果验证存在困难等问题，导致学生难以掌握零件几何精度的设计及测量要领。评价体系单一，无法对学生的学习过程进行考核，技能操作及职业素养无考核标准。

针对以上问题，本文在新工科的建设背景下，依托我校的网络课程平台及其手机APP“优慕课”，对互换性与技术测量课程的进行教学改革探索。

2  整合优化教学内容

新工科背景下以实际工程问题解决能力培养为导向，对课程教学内容进行重新的规划整合，突出基础知识、专业技能、应用能力的综合培养与提升，教学内容与实际生产相结合。课程教学内容以相关机械行业职业岗位的调研和分析为基础，针对毕业生的常见就业岗位，通过对企业零件常用的测量器具和实际生产中零件测量流程的了解，结合企业专家们的建议，依据高职院校教学标准，选取能反映相关工作岗位要求和内容的典型工作任务作为课程教学内容，将课程中的知识点如尺寸误差、形状误差、方向误差、位置误差和表面粗糙度测量以及齿轮参数偏差测量等相关术语与知识点融于到各学习任务中。将岗位实际工作流程及工作过程中需要的相关资料文件及操作规则等一起融入到相关教学情境中，将理论知识与实践技能有机结合，并与测绘、机械设计、机床操作实习等相关课程内容结合，引入课程相关的新技术、新进展，从而培养学生的综合能力，综合上述，以减速器为载体，设置轴径测量、箱体测量、齿轮测量及典型零件测量4个学习情境，按照教学内容设置16个学习任务，如图1所示。

3  混合教学模式设计

针对课程特点，本文提出任务驱动式的线上线下混合式教学设计，将教学做融为一体。《互换性与技术测量》课程的理论性和实践性都较强，依托网络在线课程平台，按照任务驱动，根据零件测量的实际工作过程将教学活动设计为课前、课中和课后三部分。学生通过学习项目完成之前所设定的测量任务，教师作为课程的组织者和引导者，借助学生热衷于网络的特点在教学组织上引导学生主动参与教学活动，以测量任务为学习导向，以学生为主体，根据项目要求分解任务，引导学生思考任务完成所需知识点和技能点，将学生的被动接受变为主动学习，培养自主学习能力，达到学会学习、学会工作、实现掌握知识、发展能力与提高素质的统一。课程借助网络将与课程相关的思政元素相关视频、文件等融于课程内容，同时借助任务拓展等功能将大国工匠、时代楷模等先进事迹融入课程，在提升学生专业知识与技能的同时，培养学生的家国情怀和工匠意识。基于课程平台的混合式教学模式如图2所示。

课程具体实施过程如下所述：

课前，教师结合岗位能力需求，设置学习任务，发布任务清单，即给定零件图，要求同学们根据图纸标注，选择合适的测量器具并完成实际零件图的检测，以判断零件的合格性。并将对应知识点、电子教案、微课、案例素材等相关课程资源上传平台，学生进行自主学习。学习过程中可借助平台提出自学过程中所产生的疑问，并完成相关的任务小测试。教师通过平台在线答疑，查阅作业及调查问卷结果等以充分掌握学生的自学情况，找出学生自学过程中遇到的难点，从而有针对性的进行课程设计。学生们在课前学习过程中培养自学能力并带着问题进入课堂，提高学习兴趣。

课中，按照所设置任务的实际解决过程组织实施教学，根据企业实际零件检测过程结合学习内容引导学生首先读懂图纸中尺寸标注或几何标注的含义，即掌握理论术语的含义;根据标注要求选择合适的测量器具，即掌握测量器具选用方法;掌握测量器具的基本原理及使用方法，即学习测量器具的使用;最后能够利用所选择仪器完成工件的测量并判断所测量零件的合格性，即会运用。从而形成“识标注——选器具——会操作——能运用”的学习过程。教学过程中根据学生所出现的问题，进行重点指导，并引导学生不断思考解决问题所需的知识点、技能点及解决问题的方法和步骤。借助动画、视频等将出现的理论、抽象内容尽可能形象化展示。借助仿真软件给学生提供更多的练习机会，对重、难点内容进行重点练习、讲解。教学过程中借助角色扮演、小组讨论、操作演示、小组讲课等教学手段，让学生更好的体验工作过程，更好的消化知识、解决生活中的问题。学生也可借助平台上传完成相关任务的具体实施过程视频和结果，大家共同讨论任务完成过程中存在的优点及发生的问题，强化对知识点的运用及实际问题的解决能力，培养学生的操作技能和操作规范。

课后，学生继续利用课程平台进行自主拓展学习，查看相关知识点所涉及的先进技术及企业实践经验，并完成所布置的课后任务，上传作业，教师与学生在线互动，解疑答惑。

线上线下混合式教学模式打破了传统教学的时域性，拓展了传统课堂，将“教、学、做”融为一体，教师借助平台和教学资源开展线上、线下教学，增加了学习资源形态，扩充了学生学习的知识面，同时能更好的引导学生完成学习任务，锻炼自学、互学等综合能力素养。

4  评价体系改革

为提高学生的综合职业素养，培养其在新工科背景解决实际工程问题的能力，采用过程考核与终结考核相结合、理论考核与技能操作考核相结合的考核方式。考核成绩涵盖过程考核及期末考核，包含了线上、线下作业完成情况、理论知识掌握情况、操作规范程度、线上学习状态、线下学习态度等多方面，考核内容兼顾知识的掌握、职业能力的提高、职业素质的养成、自主学习意识的养成等。学生参与评价，进一步加深对质量控制的理解，提高学生主动、持续参与教学过程的兴趣。全过程多内容的考核机制做到了学生学习效果的全过程评价，督促学生掌握课程内容并培养良好的学习习惯及正确的操作规范，全方位提高学生的综合能力。

5  结语

在新工科建设的大背景下，考虑传统《互换性与技术测量》中存在的问题，以培养工程应用技术为目标，对教学内容进行优化整合，按照企业测量过程组织实施教学，借助线上线下混合式教学法将教学做融为一体，使学生成为教与学的中心，同时打破学生学习的时域性，提出符合学生学习能力提升的多元考核模式，提高学生学习过程中的参与度与积极性，并综合考核学生的整个学习过程，提升学生的学习能力和整体学习效果。

参考文献：

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]“新工科”建设行动路线（“天大行动”）[J].高等工程教育研究，2017（2）：24-25.

[3]王伯平.互换性与技术测量基础[M].四版.北京：机械工业出版社，2013.

[4]黄海鹏.《互换性与技术测量》产教融合式教学模式研究[J].教育教学论坛，2018（31）：210-211.

[5]李国超，周宏根，李磊《互换性与技术测量基础》课程教学方法改革与實践[J].中国电力教育，2017（5）：66-68.