基于课堂创新的“计量仪器与检测”与“数学建模”课程融合探索

吴呼玲

(陕西国防工业职业技术学院 智能制造学院，陕西 西安 710030)

0 引言

2019年4月，陕西省教育厅为贯彻落实中共教育部党组织《关于加强高校课堂教学建设提高教学质量的指导意见》(教党[2017]51号)，切实提高人才培养质量，开展了高职院校课堂教学创新大赛。课堂创新是课程创新的主要单元，课堂创新的创新教学理念、教学内容、教学方法、教学手段和教学评价也是课程创新需要思考的问题。课堂来源于课程，在准备课堂创新大赛作品中发现，学生的数学基础较弱；MATLAB软件应用不熟练，代码书写很陌生；解决专业问题没有思路和条理；数学建模能力弱，这些问题存在于课堂，也存在于课程。那么，“计量仪器与检测”课程在学生具有“大学生创新创业基础”“创新创业实训”等通识教育的基础上如何创新，如何遵循大赛宗旨，在创新教学理念、教学内容、教学方法、教学手段和教学评价等方面实施课程教学改革与创新实践，从而突出创新意识和实践能力的培养，肩负起培养创新人才和提升创新能力的双重使命。本文以机械产品检测检验技术专业的专业核心课“计量仪器与检测”为例，提出基于课堂创新的“数学建模”与“计量仪器与检测”课程创新融合探索与实践，从课程创新改革做起，推进高职院校创新创业人才培养，提升高素质技术技能人才培养质量。

1 课程创新存在的问题

2018年9月，李克强总理在全国教育大会上强调说:“要增强教育服务创新发展能力，培养更多适应高质量发展的各类人才。优化高校区域布局、学科结构、专业设置，坚持以教学为中心，突出创新意识和实践能力，培养更多创新人才、高素质人才。”[1]可见，中国特色社会主义进入新时代，“大众创业，万众创新”已成为时代的鲜明主题，创新发展已成为首要引领动力。

高职教育作为高技能人才培养的阵地之一，肩负着创新人才培养的重大责任，这是新时代背景下，赋予高职院校的责任。在这一时代主题的呼唤下，高职院校各个专业相继开设了“创新创业实训、创新创业课程”和各种技能大赛等，来提高学生的创新创业能力。然而，这种模式的创新培养效果并不明显,专业人才培养方案只是单纯的添加了“创新创业”课程、“创新创业实训”等通识教育，创新实训、创新课程学生接受的创新教育呈现碎片化现象[2]，创新意识得到了一定的提高，创新能力方面不够明显，需要多门专业课程提供技术支持；技能大赛发挥了部分学生的特长，而且大多数的成果都是专业课程教师指导，在策划书的书写、学生创新意识和创新精神方面需要进一步的培养，并未达到较好的创新人才培养的效果。

因此，课程创新的效果还未到达预期目标。学生的创新意识有待于进一步培养，学生的创新能力有待于进一步提高，学生的创新知识需要进一步完善。机械产品检测检验技术专业的“计量仪器与检测”课程创新改革存在的主要问题如下。

1.1 学生的创新意识不够强烈

通识教育的创新课程，开拓了学生的创新思维，给学生提供了创新的平台和机会，使学生具有了一定的创新想法和创新意识，但具体的创新思路或者创新作品无法实现，需要专业课程知识和专业老师的指导，缺乏持续性和追踪性。部分学生关注课程是否及格的问题，创新意识和创新能力方面被弱化。

1.2 学生的知识体系不够完善

一些创新成果建立在多种学科、多方面知识的综合应用下才可实现。这就要求学生具备比较扎实的基础学科、专业学科、多种课程的综合知识解决问题，但实际情况是学生无法将多种学科进行有效融合解决专业问题，实现创新成果。

1.3 教师的指导不够充分

每门课程的教师都有该课程的专业知识和教学特长，如果涉及到其他学科或者专业，教师只能进行方向性的指导，对于具体的实施过程和专业技术，只能靠学生自行解决，这将导致学生创新的积极性受到阻碍，影响到课程创新的实施效果。

2 课程创新的内容

中共教育部党组织《关于加强高校课堂教学建设提高教学质量的指导意见》中指出:“教师应根据教学要求和需要，及时更新教学内容，把国际前言学术发展，最新研究成果和实践经验融入课堂教学，要促进理论和实践相结合，要积极推进现代信息技术与课堂教学深度融合，不断提高课堂教学质量[3]。”课程作为职业教育的核心单元，肩负着人才培养的重担，课程创新是承担创新创业教育的重要改革内容，“计量仪器与检测”课程创新的主要研究内容从以下方面进行。

2.1 教学理念[4]创新

将应用型教学理念、体验型教学理念、开放型教学理念贯穿于整个教学过程。使学生在综合应用所学知识解决企业实际测量问题的同时，设计测量装置，提高创新能力，参加技能大赛，应用学科交叉、创新设计等解决专业问题的同时，发挥各自特长，提供展现自我的平台，体验被肯定带来的自信和荣誉。

2.2 教学内容的创新

“计量仪器与检测”专业课程中零件测量误差评定问题、测量数据分析等问题应用计算机解决的同时，需要“数学建模”课程的相关知识。因此，将“数学建模”与专业课程教学内容渗透组合，梳理新的专业课程教学内容，彻底解决专业教学问题，形成具有高职教育特色的学科交叉教学体系，为培养复合型、高素质、高技能型人才提供有效途径。

2.3 教学评价的创新

采用一门课程，两种制度的考核方式。打破传统的期末考试和平时成绩相结合的考核方式，应用教学平台线上线下评价体系。采用多方位，注重过程和设计能力的考核制度，从课前作业的自主学习方面、课堂参与度方面、课堂抢答、设计新思想新思路、线上学习等方面，课后师生互评，作业完成情况等多方面、全方位实施课堂学习效果评价，提高学生学习的积极性。

3 课程创新的预期效果

2018年5月，习近平同志在中国科学院第十九次院士大会上的讲话，他指出：“信息、生命、制造、能源、空间、海洋等的原创突破为前言技术、颠覆性技术提供了更多创新源泉，学科之间、科学和技术之间、技术之间、自然科学和人文科学之间日益呈现交叉融合趋势。”[5]可见，学科交叉、学科融合是解决科研、教学、创新创业方面的重要改革。该课程创新是将课程改革、创新创业课程、相关基础学科和专业学科进行有效融合、以技能大赛项目为主线的一种创新创业课程体系内涵建设。结合《中国制造2025》提出“质量为先”方针[6]，达到课程创新的预期效果。

(1)打破传统的专业知识授课，将专业知识与基础学科深度融合，解决企业、行业实际的测量问题和质量评定问题。培养学生综合应用知识解决问题的能力，帮助学生实现创新思路。

(2)实现“以技能大赛促教，以技能大赛促创”的教学内容的改革，引领学生探索教材之外、专业之外的领域和学科，应用学科交叉、创新设计等培养创新人才和提升创新能力。

(3)形成一门课程、两种制度的考核方式，形成创新教学评价体系。

(4)以质检专业学生为课程的实施对象，构建具有高职特色的课程创新改革方案。

4 课程创新采取的方法

(1)引入企业、航空航天领域的实际产品质量评定任务作为教学内容。教学过程融入质量意识元素，将《中国制造2025》的“质量为先”方针贯穿于企业产品的实际测量中，时刻提醒学生产品检测工作是一项细致严谨的工作，产品质量不容忽视，提升学生专业价值和职业价值。

(2)将“数学建模”课程的建模思想和软件应用教学内容融入到专业课程的教学中来，解决产品检测的误差处理问题。提升学生很多专业问题的解决是需要多种学科，综合知识的应用才可解决的。

(3)实现“以技能大赛促教，以技能大赛促创”的教学内容改革，将专业领域最新研究成果、教师专业创新成果、实践经验融入课堂，使教学内容与课程思政、技能大赛、工作岗位、专业领域新技术深度融合，凸显课堂是教育改革主战场的主导地位[7]。鼓励学生勇于尝试、大胆探索，提升学生的创新能力。

“计量仪器与检测”与“数学建模”课程创新融合实施思路如图1所示。

图1 课程创新融合实施思路

5 课程创新思路

(1)以专业人才培养目标为核心，构建“数学建模”与“计量仪器与检测”课程深度融合的创新课程教学内容。

将“误差数学模型建立”“测量误差数据处理”“测量设备和量具精度分析”等部分的教学内容[8]和数学建模教学内容、数学建模思想、MATLAB数据处理软件等教学内容进行合理、有效的融合，并制定创新课程的教学计划。为解决专业课程的教学问题提供保障，同时提高学生数学思维能力和软件应用能力。

(2)以创新创业人才培养为目标，构建技能大赛和课堂教学为一体的创新课程教学内容。

将“计量仪器的使用和操作”“零件几何误差检测”等部分的教学内容进行扩展和优化，以互联网+大赛、挑战杯大赛、砺剑杯大赛、数学建模竞赛的赛项内容相结合，完成教学目标，并制定教学计划。构建具有培养创新人才和提升创新能力双重使命的创新课程内容。

(3)以一流专业人才培养目标为核心，构建课程的创新教学理念、创新教学内容和创新评价体系。

课程创新，包括教学理念、教学内容、教学方法、评价体系等一系列的内容，才能促进学生成长，提高教学质量，达到高职院校课堂创新，课程创新的教学目标。

(4)创新课程应用于实际教学。

选取我院质检专业学生，对融合的创新课程进行创新改革实践应用，用实际教学效果验证课程改革方案，根据实际培养目标验证课程创新的合理性和可行性，进一步完善课程创新改革方案。构建具有高职特色的课程融合创新改革实施方案，培养热情洋溢、自信满满，具有高职特色的高技能型，高素质创新创业人才。

通过课程创新应用于教学实践，学生在以下方面有了明显的提高。

第一，创新能力的提高。2020年7月，质检专业有8名同学参加了互联网+比赛，有6名同学参加了挑战杯比赛。虽然项目成果有待于专家鉴定，但是学生们参与创新设计的积极性有了明显的改善、创新能力有了明显的提高。

第二，综合运用知识的能力明显提高。采用MATLAB软件解决专业问题的同时，提高了学生的思维能力。不仅表现为对机械产品测量误差的处理能力有了提高，而且对数学建模课程的学习、对参加数学建模竞赛等方面有了明显的提高。

第三，学生对考试成绩的关注度减弱。课程创新改革的考核评价体系，引导学生创新能力的提高、课堂参与的积极性、注重学习过程和解决实际问题等方面。将学生从唯成绩论的固化思维中解脱出来。多样化、多形式、多方面的考核方式，明显提高了学生的学习效果和教师的教学效果。

第四，两门课程敩学相长。专业课程与基础课程的深度融合，不仅解决了专业问题，同时使基础学科得到了有效的应用，学生体会到综合应用所学知识解决问题的重要性。一门课程两种制度的考核方式，发挥学生各自所长、提升学生课程学习的获得感。学生学习的积极性、参与课堂教学活动和参加技能大赛的热情明显提高。

在实际教学中，验证了课程创新融合方案对提高学生的创新能力、培养学生的创新精神是行之有效的。合理的课程改革方案固然重要，但一个合理的评价体系是引导学生学习的重要导向。虽然课程改革收到了预期的效果，但还需要不断的修订和完善，为培养高技能、高素质创新创业人才构建具有高职特色的高质量课程改革实施方案。

6 课程创新特色

(1)建立了基础学科“数学建模”与专业学科“计量仪器与检测”课程的深度融合，解决了专业教学过程中的问题，也使基础学科得到了有效的应用。

(2)建立了专业课教师与数学课教师的长效合作机制，能够发挥各自的优势，共同解决专业问题，共同进行课程创新改革，发扬合作精神。

(3)将创新创业培养彻底融入教学过程中，实现创新创业内涵式发展，从根本上实现培养创新人才和提升创新能力的双重使命，实现课程的创新教学改革。

(4)创新课程改革与实际教学同步进行，通过理论与实践的相互作用，验证创新课程改革实施方案的合理性，提高课程创新改革效果、提高课堂教学质量。

7 总结

贯彻落实《中共教育部党组织关于加强高校课堂教学建设提高教学质量的指导意见》(教党[2017]51号)，以课堂创新教学大赛为契机，切实提高人才培养质量，开展基于课堂创新的课程创新改革。从课程创新面临的问题，课程创新改革内容、解决的教学问题、实现的教学目标、采取的方法、创新思路和创新特色等方面进行分析，确定课程融合的创新方案。“计量仪器与检测”与“数学建模”课程的创新融合，对机械产品检测检验技术专业的人才培养目标的实现、课堂教学质量的提高、培养测量领域的高素质高技能型创新创业人才等方面具有重大的意义。