《互換性與測量技術》課程面向新工程教育的教學重構

張丹 蘇丹 陳玉 鞠金艷 潘莉

摘 要：論述了新工程教育改革的形成，提出了《互換性與測量技術》課程面向新工程教育改革的目標;對《互換性與測量技術》課程面向新工程教育進行了教學重構：通過學科邏輯和心理邏輯的整合實現教學邏輯的重構，通過構建面向未來的新工程體系實現教學內容的重構，通過以項目為中心的案例教學實現教學方法的重構，通過強化思維能力培養實現學生能力重構。

關鍵詞：《互換性與測量技術》課程;新工程教育;教學重構

1 新工程教育改革的提出

進入21世紀以來，大數據、人工智能、虛擬現實等現代技術方興未艾，產業變革與結構調整更新的速度不斷加快，在線學習、慕課、智慧學習等新的學習形式不斷涌現，給工程教育活動的開展提出了新的挑戰。2017年8月，美國麻省理工學院啟動了新一輪的工程教育改革“新工程教育轉型”，代表了美國工程教育的最新發展方向。新工科改革是對工程教育的一次系統性反思，強調工程教育以學生為中心，變革學生的學習方式與學習內容，以培養能夠引領未來產業界和社會發展的領導型工程人才為目標。

2 《互換性與測量技術》課程面向新工程教育改革的目標

《互換性與測量技術》課程作為高校機械、近機類專業的主干專業必修課，在支撐學生畢業能力指標點上，在多個指標點支撐上起到強支撐作用。為了能夠更好地達成畢業能力目標，需要對課程進行教學重構改革。在課程實施改革的過程中，其具體目標有以下幾點：

（1）修訂和完善課程教學大綱，對課程教學內容進行持續改進，從整體上全面優化教學內容，為學生成為工程制造者或發現者奠定基礎;

（2）關注學生的學習，形成“以學生為中心”的多元異構的教學組織方式和教學手段，實現多種學習模式的有效融合，創設由不同教學平臺、不同教師構成的教學環境;

（3）建立多方位的資源共享平臺，將資源共享平臺中的共享資源分類，逐步面向各專業建立多方位資源與學習庫，同時逐步充實工程案例庫，為學生持續學習提供途徑;

（4）告別傳統的單一制的期末考核方式，實現學習狀態及效果的全過程監控，形成面向“新工科”建設下重視創新工程與適應變化能力培養的考核體系。

3 《互換性與測量技術》課程面向新工程教育的教學重構

3.1 《互換性與測量技術》的教學內容重構

教學內容是整個教學活動中最重要的部分，決定了教學的方法與目標。教學內容包含在教學邏輯中，教師基于對學科教學與學生發展關系認知，結合授課內容與授課對象，便會形成教學內容與教學活動序列安排的構想。教師的教學邏輯合理與否，直接影響著學科多元教學價值的達成。教師要研究學生的認知邏輯，新工科背景下，教師不但要具備“學科專業背景”，熟悉學科發展，同時要具有“學生認知背景”，以學生能力需求為導向，從學科發展與能力需求的角度對教學內容進行優化與整合。如筆者所授課的專業為模具設計專業，則在課程緒論部分以典型的沖壓模具或注塑模具為例進行導入，重點引用近年來對學科發展有促進意義的項目作為案例，整個課程內容知識點圍繞此模具進行講解，而不是傳統教學中以減速器為例進行講解，從而實現學科邏輯和心理邏輯的整合。由案例引入互換性與標準化等概念，使學生明確學習目的與學習目標。之后按照測量基本知識，孔軸公差與配合、幾何公差、表面粗糙度及典型零部件精度設計依次進行教學活動。課程與模具設計專業方向基礎課程同時進行講授，因此，專業課程中的典型案例都可以在課程中進行使用，使學生明確如何通過本課程的知識學習，保證模具設計與制造的精度要，同時能夠分析，影響模具精度的因素有哪些。

3.2 《互換性與測量技術》的教學方法重構

面向工程教育課程教學，通過構建以項目為中心的方法體系，既重視知識的獲取，又重視知識能力的應用。鼓勵學生參加各類跨學科科研實踐項目，學生們可選擇一個明確的跨院系課程和項目的“學科串”，精心安排學習目標。比如學生可以通過大學生科研立項及其他素質教育活動組成科研實踐團隊。由于“學科串”跨越了院系，學生可組成一個圍繞共同項目的團隊。項目不但是學習制造、發現、系統和創造力的主要工具，又有助于促進學生從團隊技能到人際關系技能再到領導能力提升。

學生是教學活動的主體，要真正做到“以學生為中心”，在教學活動實施過程中，除了要考慮學生的整體水平外，還要充分考慮到個體的認知差異與需求差異，實行差異化教學，給予學生選擇權。比如讓學生自主組織項目團隊，自主選擇訓練項目，這種方式可以充分尊重學生的學習需求，激發學生的求知欲，從而提高學生自學能力，為學生成為引領未來工程發展的領導者奠定基礎。

3.3 《互換性與測量技術》的學生能力重構

《互換性與測量技術》課程作為機械類專業重要的專業基礎課，在面向未來產業中，要更加注重學生學習能力和思維能力的培養，使學生在工程實踐中面臨各種未知與復雜問題時能夠運用恰當的思維思考解決。《互換性與測量技術》課程要求學生要實現以下目標能力的重構：（1）能夠運用機械精度設計原理和方法，通過綜合文獻研究，表達和分析工程問題的影響，并獲得有效結論;（2）能綜合考慮創新、安全、環境和社會因素，設計滿足精度要求的產品;（3）能夠進行機械精度檢測相關實驗，處理數據，獲得結論;（4）能夠開發、選擇與使用機械精度設計中的現代設備與技術。上述能力，需要通過文獻閱讀報告、科研團隊合作、項目化作業、課程實驗以及各類實訓等多個教學環節共同獲得。

4 結語

由于工程科學知識更新的速度慢于產業實踐的迭代速度，導致現有工程教育模式下培養出來的是面向現在、乃至過去的工程產業需求的工程人才。工程教育改革不應繼續把重心置于對現有工程科學知識的習得及對當前工程產業界人才需求的追隨。《互換性測量與技術》這門課程作為重要的專業基礎課，通在學生養成系統性思維、批判性思維以及創造性思維等方面具有重要作用。

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課題項目：黑龍江省“十三五”教育科學規劃課題：面向新工科建設的《互換性與測量技術》課程教學模式改革與實踐（GBD1317100）;黑龍江省“十三五”教育科學規劃專項課題：應用型人才產學研協同育人模式的探索研究（GBE1317033）

作者簡介：張丹（1982-），女，黑龍江哈爾濱人，工學博士，黑龍江科技大學教師，副教授，研究方向：高等教育教學方法研究。