工程教育專業認證背景下的精密測量技術課程建設

【摘 要】本文介紹北京信息科技大學測控技術與儀器專業在工程教育專業認證背景下對課程精密測量技術進行建設與調整。給出工程教育認證背景下課程建設的執行思路，實施與培養目標和畢業要求相對應的課程教學大綱修訂、實驗教學內容與教學方式的調整，明確課程教學結果的考核評價方式。

【關鍵詞】工程教育專業認證 測控技術與儀器 精密測量技術 課程建設

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）04-0010-02

一 工程教育專業認證

2013年6月，在韓國首爾召開的國際工程聯盟大會上，世界上最具影響力的國際本科工程學位互認協議——《華盛頓協議》接納中國成為該協議簽約成員。《華盛頓協議》的宗旨是通過雙邊或多邊認可工程教育資格及工程師執業資格，促進工程師跨國執業。協議遵循的工程專業教育標準和工程師職業能力標準，是對工科畢業生和工程師職業能力公認的權威要求。以加入《華盛頓協議》為契機，我國將在工科主要專業領域逐步擴大認證范圍，采用國際化的標準進行工程教育改革，引導工程教育專業建設，提高中國高等工程教育國際化水平，持續提升高等工程教育人才培養質量。

經過多年持續建設與改進，北京信息科技大學積極籌備，已申請于2014年進行測控技術與儀器專業的工程教育專業認證。該專業前身為北京機械工業學院精密儀器專業，1998年經過專業調整更名為“測控技術與儀器”。專業課程體系一方面涉及電子學、光學、精密機械、計算機、信息與控制技術等多學科；另一方面沿襲傳統機械工業部所屬高校精密儀器專業的特點，具有鮮明的幾何量精密測量特色。

工程教育專業認證背景下，專業課程體系以及專業課程教學內容、教學方式、教學過程、教學結果評價等方面的改革通常需要遵循五條通用范式，即在理念上以學生為中心，以培養結果為導向；在目標上強調與產業社會相結合；在行動上強調持續改進；在過程中注重對目標達成的支撐；在認證和評價上實行第三方機制。本文以北京信息科技大學測控技術與儀器專業為例，介紹工程教育認證背景下專業課程精密測量技術的課程建設情況。

二 測控技術與儀器專業的培養目標與畢業要求

《華盛頓協議》框架要求工程類畢業生達到如下能力要求：（1）具有人文社會科學素養、社會責任感和工程職業道德。（2）具有從事工程工作所需的相關數學、自然科學以及經濟和管理知識。（3）掌握工程基礎知識和本專業的基本理論知識，具有系統的工程實踐學習經歷；了解本專業的前沿發展現狀和趨勢。（4）具備設計和實施工程實驗的能力，并能夠對實驗結果進行分析。（5）掌握基本的創新方法，具有追求創新的態度和意識；具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力，設計過程中能夠綜合考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等制約因素。（6）掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法。（7）了解與本專業相關的職業和行業的生產、設計、研究與開發、環境保護和可持續發展等方面的方針、政策和法律、法規，能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響。（8）具有一定的組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力。（9）對終身學習有正確認識，具有不斷學習和適應發展的能力。（10）具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。

根據自身定位和辦學特色，北京信息科技大學測控技術與儀器專業制訂了本專業的培養目標和畢業要求。培養目標為：培養能適應我國社會主義現代化建設需要，在德、智、體、美等諸方面全面發展，具有良好科學文化素質、實踐能力和創新能力，能從事測控技術與儀器、光機電一體化系統以及信息檢測和處理等領域內的各種設備、儀器和系統的研發、設計、制造、應用開發、維護和運行管理的技術人才。具體設定的畢業要求為：a.具有人文社會科學素養、社會責任感和工程職業道德；b.具有從事測量控制技術與儀器集成設計和應用工作所需的相關數學、物理以及經濟和管理知識；c.掌握測量控制技術與儀器集成設計和應用的基本理論和基礎知識，包括測量理論與誤差分析、控制原理與技術、精密機械學、電子線路與計算機技術應用、儀器設計與應用等，并完成相關工程實踐訓練；d.了解國內外測量控制與儀器儀表技術的發展現狀和趨勢；e.掌握光、機、電、計算機相結合的當代測控技術和實驗研究方法，具有設計和實施工程實驗的能力，并能夠對實驗結果進行分析；f.掌握分析和解決測量與控制領域實際問題的基本技能和方法，具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力，設計過程中能夠綜合考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等制約因素，了解基本的創新方法，具有追求創新的態度和意識；g.掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法；h.了解本專業的常用技術規范和標準，并能夠在設計中運用，了解相關行業、產業對現代儀器與測控系統的生產、設計、研究與開發、環境保護和可持續發展等方面的方針、政策和法律、法規，能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響；i.具有一定的技術開發和工程設計組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力；j.對終身學習有正確認識，具有不斷學習和適應發展的

能力；k.掌握一門外語，能夠參與跨文化交流、競爭與合作。

為實現培養目標，達成畢業要求，以工程教育專業認證為引領，我們對課程體系、主干課程教學內容、教學方式、評價方式等進行了相應的調整與建設。

三 精密測量技術的課程地位與現存的問題

課程建設之前，精密測量技術是測控技術與儀器專業的一門專業課，總學時數40小時，其中實驗學時數8小時。本課程的教學目標是：要求學生掌握精密測量技術的基本理論、基本概念、基本方法和技術，了解本領域的最新研究成果和進展，熟悉精密測量技術中關于長度、形狀位置、角度、圓分度、表面粗糙度、螺紋、齒輪參數等的測量原理、測量方法、測量誤差分析與處理，從而使學生獲得從事精密測量技術工作的能力。

精密測量技術課程綜合性強，要求基礎知識面廣，因此安排在所有基礎課與專業基礎課之后，在第9學期開設。課程內容涉及光學、機械學、電學、計算機科學、精密測量理論等多門學科。2010年專業課程調整以前，該課程名為“測量技術”，教學內容包括誤差理論與數據處理和幾何量測量兩門課程的內容。自2011年開始，誤差理論與數據處理和精密測量技術獨立設課。

課程存在的主要問題是：（1）原先課程目標與工程教育認證體系下能力達成的對應性不明確，存在有限教學時數與教學內容、能力培養失配的問題；（2）近幾年實驗室添置了若干體現精密測量新技術的儀器設備，包括探針掃描隧道顯微鏡、影像測量儀、輪廓度檢測儀、關節臂測量機、測角儀等，對典型傳統精密計量儀器如萬能工具顯微鏡、立式光學計、自準直儀等進行了數字化升級換代，因此有必要對課堂教學內容與實驗教學內容進行調整，以使課程教學內容緊跟科學技術發展的步伐。

四 精密測量技術課程建設思路與實施

第一，以工程教育專業認證為引領，對精密測量技術課程教學大綱進行修訂，明確課程目標與學生能力培養的對應關系。

修訂后，教學大綱規定：通過課堂學習、資料查閱、討論、作業、實驗、設計報告等形式，學生應了解精密測量技術特別是幾何量精密測量技術發展現狀和趨勢，了解精密計量規范、標準、政策和法規，掌握精密測量基本理論，掌握精密測量系統的誤差分析理論與方法，掌握精密測量的數據處理和參數評定知識，掌握常規精密儀器的操作使用。學生應能確定精密測量方案，選擇精密測量系統，應初步形成組織管理精密測量的能力，提高工程設計、應用與科研方面的綜合素質。教學內容與達成畢業能力要求的對應關系如下（括弧內字母為上述畢業要求條目編號，即通過該內容的學習，可達成相應能力的培養）：（1）了解精密測量技術特別是幾何量精密測量技術發展現狀和趨勢（d，k）；（2）了解我國幾何量量值傳遞體系和計量檢定規范、標準、政策和法規（c，d，h，k）；（3）了解精密測量基本概念，掌握測量方法選擇和重要測量學原則原理（b，c，d，e，h）；（4）掌握長度基準、量塊標定、長度尺寸測量，了解大尺寸測量、坐標測量技術和微納米測量技術（b，c，e，f，h，i）；（5）掌握直線度、平面度、圓度的測量方法和數據處理過程，了解平行度、垂直度、同軸度的測量方法（b，c，e，f，h，i）；（6）掌握表面粗糙度的測量方法和數據處理過程，了解表面輪廓非接觸測量方法和微納米表面形貌測量分析（b，c，e，f，h，i）；（7）掌握角度測量方法和圓分度誤差的測量（b，c，e，f，h，i）；（8）了解速度、轉速、加速度的測量方法，了解機械振動及其他物理量的測量（c，d）。

第二，對于課程考核方式進行調整。規定課程考核成績由理論課成績和實踐環節成績兩部分構成，其中理論成績占80%，實踐環節成績占20%。實踐環節考核成績由實驗完成情況（50%）和實驗報告成績（50%）確定。實踐環節成績不合格，則該門課程考核的總成績為不及格。理論課成績包括平時成績和期末考試成績，平時成績由任課教師根據學生平時聽課、課堂討論、平時測試、期中考試、出勤考勤及作業、調研、論文等方面的學習情況綜合評定。其中平時成績占20%～40%，期末考試成績占60%～80%，由任課教師根據具體情況而定。

第三，對教學內容和方法進行相應調整。主要體現為：（1）將課程緒論部分學時數增加到4學時，解釋我國計量檢定的管理體系、政策法規、標準規范；重點講解精密測量基本概念、精密測量方案制訂和重要測量學原則與原理；并介紹精密測量技術特別是幾何量精密測量技術發展現狀和趨勢。（2）針對具體幾何量的精密測量，講解對應的測量原理、方法、數學描述、誤差分析與數據處理。對于不同精度要求的測量，介紹系列儀器選用方案，重點講授典型、主流的精密測量技術，同時增設新技術方面的教學內容，如坐標測量技術、納米測量技術、視覺測量技術等。（3）在實驗教學上，針對具體幾何量，將體現新技術的儀器設備融入實驗教學的實施中，讓學生將常規、傳統的測量儀器與新一代數字化儀器對比應用，如將傳統目視判讀的萬能工具顯微鏡與數字萬能工具顯微鏡、影像測量儀對比使用，不僅增強學生的實踐動手能力，還促使學生對精密測量技術的發展有更加全面、直觀的認識。（4）在教學方式方法上，教師的課堂教學結合多媒體講授、布置技術主題，讓學生查資料寫報告、進行課堂討論等。實驗教學中，針對典型精密測量實驗，如量塊的檢定，要求學生分組制訂實驗方案、實施實驗過程、分析處理數據、撰寫實驗報告、提出改進措施。

五 結束語

以加入《華盛頓協議》為契機，我國高校的工程教育專業認證將逐步推廣。作為較早參加認證的高校之一，我校測控技術與儀器專業積極籌備，認真學習認證標準，在實施認證過程中，對培養目標、畢業要求、課程體系乃至課程目標與內容進行深入細致的調整和改善，已經取得顯著的成效。其中，精密測量技術課程針對工程教育認證進行了課程建設，包括課程大綱修訂、教學內容調整、考核評價方式設定、教學方式方法的改進以及實驗教學實施等內容，在今后的教學工作中為培養合格的工程師人才發揮更大的作用。

參考文獻

[1]周凌波、王芮.從《華盛頓協議》談工程教育專業建設[J].高等工程教育研究，2014（4）

[2]袁東.工程教育專業認證框架下環境工程課程體系[J].廣州化工，2014（14）

〔責任編輯：龐遠燕〕