以实践能力和岗位需求为核心的“互换性与测量技术”课程体系的重构

戴俊 张凤梅 魏云平 高崇一

关键词：互换性与测量技术;课程体系;实践能力;重构

“互换性与测量技术”是机械类专业的一门主干技术专业课，它在教学中具有关联机械设计技术类课程和制造工艺类课程之间的纽带性功能，是教学实践性和理论应用性都比较强的一门专业课程，在机械类系列的课程结构体系中都占有重要的地位。

近年来很多院校针对“互换性与测量技术”课程的特点及教学现状进行分析，积极实施教学改革，但适用于应用型本科院校教育的不多，普遍存在在课时压缩的情况下只注重理论教学，理论与实践脱节，学生对精度设计和实验仪器的操作熟练程度不够，对设计及检测中易出现的问题估计与应变能力不足，分析问题和解决问题的综合能力在实践中没有得到显著的提高，导致学生在后期的课程设计、毕业设计中和课程衔接不上，和工程实践脱节，走上工作岗位后所学的理论知识不会应用，动手操作能力差，不能直接满足工作岗位的需求。

本文根据新工科的特点与要求，以培养学生的实践能力和满足企业需求为主要目标，对互换性与测量技术课程进行课程体系的重构，提高教学质量，增强大学生的自主参与性和实践能力，推进理论教学与实践能力培养的深度整合，推进工科类专业人才培训模式的改革，紧跟我国当前经济转型升级与社会发展的步伐。

一、办学定位和人才培养目标分析

作为一所地方性的高校，我院始终坚持的办学宗旨是“为地方经济建设服务，培养机械设计与制造业领域应用性的高级工程技术专业人才”。互换性课程的教学内容主要是由互换性和技术测量两大部分组成。前者主要是学习几何测量公差尺寸标准的组织构成以及其应用，即深入地研究生产商对于零部件的精度控制所采取的一种基本原则和方法;后者主要是为了掌握测量技术的基础知识和技能。两部分内容需要通过实验课程来进行实际的测量、分析和验证。从办学定位和课程性质出发，本课程设定如下课程目标：

（1）掌握机械产品标准化及公差配合概念、原理;使学生具备识读精度设计信息的基本技能。

（2）使学生具备机械零件几何量精度设计的基本能力，能够正确利用有关基础表格和标准，开展典型机械零件的精度设计。

（3）让大学生进一步熟悉专业技术性测量的基础知识，了解主要的测量工具基本原理及使用方式，具备建立自己的实验方式、选用自己的实验工具、确定自己的实验方案等综合能力。

（4）让大学生深刻地认识到产品互换性与标准化在我国现代产业体系中的重要意义，了解标准化产品互换性实现的途径及其保障措施。了解当前产品和行业最新技术，将“中国梦、强国梦”的理想信念深深地植入大学生心中，树立“工匠精神”，為中国特色社会主义事业培育出一批合格的接班人。

二、新课程体系的重构

教学改革从课程、教学模式、实验教学、网络资源、评价体系五方面进行研究和重构，提升“互换性与测量技术基础”课程的教学质量，以增强学生实践能力和满足企业岗位需求为目标，打造符合新工科和专业认证的一流精品课程。

（一）以岗位需求为目标进行课程内容的重构

根据我国新工科专业特点与要求，结合机械工程教育认证的专业发展总体目标，对照相关机械类专业产业的需求，修改和完善了课程教学大纲，对教学内容进行调整和更新。针对毕业生的常见就业岗位，选取能反映相关工作岗位要求和内容的典型项目作为主线，围绕项目任务展开每一章节的教学内容，将许多零碎的、逻辑不太严谨的知识点相互串联在一起，形成了一个整体。将岗位的实际工作流程以及在工作过程中所必须需要掌握的一些相关信息、资料、文件和操作规则等一起整合并融入应用于相关的教学中，将其理论知识和实践技巧有机地结合在一起，从而提高和培养学生的综合素质。

（二）以增强学生实践能力为目的进行教学模式的重构

将线上线下、课内课外、理论和实践相互融合，实现了知识、能力、素质的综合训练。实施过程中将本次课程的学习和机械设计课程的课程设计有机地融入，和本专业的学科竞赛有机地融入，和本专业毕业设计相融入，和本企业产品相融入有机结合的“四位一体”研究型课堂教学模式，将实践和课堂教学有效地融合，把培训和提升学生的工程实践技术能力始终贯穿在本次课程教学的每一个环节。针对课程项目将其分解成为具体的教学任务，采取了由任务驱动式的线上、线下相结合的教学设计，将教、学、做融为一体。运用校企交流合作、项目现场调研、学科竞赛、课程设计等多种方式有效夯实学生的理论专业知识，增强了学生的理论实践操作技能和技巧。

（三）以学生为中心进行实践能力的重构

改变单一的实验类型、被动的实验过程，合理地设置实验内容。将企业的具体实际零件作为试验件，采用由学生自主设计、操作、分析的递进式实验模式，同时借助线上的网络实验室、视频资料等材料介绍目前先进的、前沿的检测手段和方法，使学生了解时代发展的新动向、新技术。开设了开放式实验室，延伸专业实验室的用途，鼓励学生将科研项目、学科竞赛带入实验室，使学生学以致用，以科研、竞赛促进课程学习。

（四）以网络为依托进行教学共享资源的重构

基于超星学习通网络课程平台，建立了“互换性与测量技术基础”线上课程，教师在平台内发布学习资料，有授课视频、电子教案、课件、习题库、考试样卷库、虚拟实验室（网页版）、设计案例库等，学生可以不限时间、不限地点预习、复习，开展专题讨论，线上课程为学生持续学习提供了平台。

（五）注重过程学习进行评价体系的重构

传统的课程考核重理论，轻实践，仅仅局限于期末考试，学生考试总体成绩较高，但在进行专业课程设计时应用技术能力弱的现象并非少数，未能完全达到课程的教学目标。为此，本次课程的考核评估采用学习过程和课程考核相结合、理论学习与实践操作相结合的多元化成绩评价方法。主要从学习过程、实践操作以及学科拓展三大方面对课程成绩评价方式进行探索，其中学科拓展包括学科竞赛、课程实践，通过这样的全过程、多内容的考核机制做到对学生学习效果的全过程评价，学生成绩组成如下：

学期总评成绩=结课考试40%+实验20%+

作业成绩20%+学科拓展20%

三、课程教学内容及组织实施情况

教学中应用项目式教学设计，选取一些企业的实际產品为教学案例，如减速器等，包含了轴、孔、齿轮、轴承、螺纹联接、键联接等各种典型的零件，涉及了尺寸精度、几何精度、表面粗糙度等要求，较全面地反映了精度设计在典型的零部件中的实际应用。以此作为案例并将其贯穿于整个的理论教学及实验教学阶段。依据“互换性与测量技术”的课程知识框架共分别设计了4个教学项目、16个教学实验、2个综合性大作业。

4个教学项目根据课程结构分为尺寸公差、几何公差、表面粗糙度、典型零件的精度设计4个大项目。在学习了基本理论、基础概念的基础上，在每个项目的教学和设计实践中，以教学案例中的典型的零部件为课堂教学探索和研究的对象，首先给出零件图及装配图，带领学生读懂图纸分析零件间的配合关系，接着引入本次课的教学和研究任务，再向大家详细讲解本课程的相关知识点，最后是引导大家通过讨论、小组合作以及任务驱动等方式来完成所需要的学习任务。

16个课程实验与课程教学紧密相衔接，采用分组选做的方法，教师指导、学生参与为活动的主体，共同完成一个实验项目。实验前教师提供了一些典型、常见的零部件和图纸，学生自己选择和使用测量的对象与仪器，学生通过观察其结构原理、了解其装配关系后进行实验分析，拟定实验设计方案，选取实验工具，互相协助动手操作并对得到的数据进行分析，最终掌握了零件精度测量的方法和操作过程。这种采用递进式的实验模式既充分弥补了传统验证性工程实验的不足，又充分提高了学生工程实践能力与创新意识的发展，形成了“识标注一选器具一会操作一能运用”的综合性学习过程，符合新工科背景下的“以成果为导向”的教学理念。

2个综合性大作业的目的是培养学生综合运用各章节的知识，形成完整的知识体系，提高学生综合应用能力，同时使得学生形成各专业课程相互关联的意识。2个综合性大作业，一个是孔轴配合精度设计大作业，另一个是齿轮轴系精度设计大作业。前一个大作业将课程中尺寸公差部分、几何公差部分和表面精度三部分内容有机融合，结合具体应用，要求学生完成给定零件的尺寸精度、几何精度和表面精度的设计，之后规范地绘制零件图并做出正确标注。第二个大作业的设置和同学期开设的机械设计课程的课程设计相结合，使学生进行机械运动设计、机械结构设计之后应用本课程的专业知识和技能进行机械的精度设计，并在零件图、装配体图上正确表达。这样使学生学以致用，更深刻理解精度设计在机械设计上的应用，针对具体的设计实例进行课程的实践应用。

四、教学效果

课程组的老师们团结合力、不断努力，通过实践教学不断进行互换性与测量技术课程重构，形成以理论实践能力和岗位要求为核心的课程特色，同时也从师资力量队伍的建设、深化课程体制改革、创造良好的课堂氛围和改进课程实施等诸多方面开展出富有成效的活动，特别是在教学资源建设，教学改革方面取得了明显的效果，得到了同行和学生的一致好评。

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