基于課堂創新的“計量儀器與檢測”與“數學建模”課程融合探索

吳呼玲

(陜西國防工業職業技術學院 智能制造學院，陜西 西安 710030)

0 引言

2019年4月，陜西省教育廳為貫徹落實中共教育部黨組織《關于加強高校課堂教學建設提高教學質量的指導意見》(教黨[2017]51號)，切實提高人才培養質量，開展了高職院校課堂教學創新大賽。課堂創新是課程創新的主要單元，課堂創新的創新教學理念、教學內容、教學方法、教學手段和教學評價也是課程創新需要思考的問題。課堂來源于課程，在準備課堂創新大賽作品中發現，學生的數學基礎較弱；MATLAB軟件應用不熟練，代碼書寫很陌生；解決專業問題沒有思路和條理；數學建模能力弱，這些問題存在于課堂，也存在于課程。那么，“計量儀器與檢測”課程在學生具有“大學生創新創業基礎”“創新創業實訓”等通識教育的基礎上如何創新，如何遵循大賽宗旨，在創新教學理念、教學內容、教學方法、教學手段和教學評價等方面實施課程教學改革與創新實踐，從而突出創新意識和實踐能力的培養，肩負起培養創新人才和提升創新能力的雙重使命。本文以機械產品檢測檢驗技術專業的專業核心課“計量儀器與檢測”為例，提出基于課堂創新的“數學建模”與“計量儀器與檢測”課程創新融合探索與實踐，從課程創新改革做起，推進高職院校創新創業人才培養，提升高素質技術技能人才培養質量。

1 課程創新存在的問題

2018年9月，李克強總理在全國教育大會上強調說:“要增強教育服務創新發展能力，培養更多適應高質量發展的各類人才。優化高校區域布局、學科結構、專業設置，堅持以教學為中心，突出創新意識和實踐能力，培養更多創新人才、高素質人才。”[1]可見，中國特色社會主義進入新時代，“大眾創業，萬眾創新”已成為時代的鮮明主題，創新發展已成為首要引領動力。

高職教育作為高技能人才培養的陣地之一，肩負著創新人才培養的重大責任，這是新時代背景下，賦予高職院校的責任。在這一時代主題的呼喚下，高職院校各個專業相繼開設了“創新創業實訓、創新創業課程”和各種技能大賽等，來提高學生的創新創業能力。然而，這種模式的創新培養效果并不明顯,專業人才培養方案只是單純的添加了“創新創業”課程、“創新創業實訓”等通識教育，創新實訓、創新課程學生接受的創新教育呈現碎片化現象[2]，創新意識得到了一定的提高，創新能力方面不夠明顯，需要多門專業課程提供技術支持；技能大賽發揮了部分學生的特長，而且大多數的成果都是專業課程教師指導，在策劃書的書寫、學生創新意識和創新精神方面需要進一步的培養，并未達到較好的創新人才培養的效果。

因此，課程創新的效果還未到達預期目標。學生的創新意識有待于進一步培養，學生的創新能力有待于進一步提高，學生的創新知識需要進一步完善。機械產品檢測檢驗技術專業的“計量儀器與檢測”課程創新改革存在的主要問題如下。

1.1 學生的創新意識不夠強烈

通識教育的創新課程，開拓了學生的創新思維，給學生提供了創新的平臺和機會，使學生具有了一定的創新想法和創新意識，但具體的創新思路或者創新作品無法實現，需要專業課程知識和專業老師的指導，缺乏持續性和追蹤性。部分學生關注課程是否及格的問題，創新意識和創新能力方面被弱化。

1.2 學生的知識體系不夠完善

一些創新成果建立在多種學科、多方面知識的綜合應用下才可實現。這就要求學生具備比較扎實的基礎學科、專業學科、多種課程的綜合知識解決問題，但實際情況是學生無法將多種學科進行有效融合解決專業問題，實現創新成果。

1.3 教師的指導不夠充分

每門課程的教師都有該課程的專業知識和教學特長，如果涉及到其他學科或者專業，教師只能進行方向性的指導，對于具體的實施過程和專業技術，只能靠學生自行解決，這將導致學生創新的積極性受到阻礙，影響到課程創新的實施效果。

2 課程創新的內容

中共教育部黨組織《關于加強高校課堂教學建設提高教學質量的指導意見》中指出:“教師應根據教學要求和需要，及時更新教學內容，把國際前言學術發展，最新研究成果和實踐經驗融入課堂教學，要促進理論和實踐相結合，要積極推進現代信息技術與課堂教學深度融合，不斷提高課堂教學質量[3]。”課程作為職業教育的核心單元，肩負著人才培養的重擔，課程創新是承擔創新創業教育的重要改革內容，“計量儀器與檢測”課程創新的主要研究內容從以下方面進行。

2.1 教學理念[4]創新

將應用型教學理念、體驗型教學理念、開放型教學理念貫穿于整個教學過程。使學生在綜合應用所學知識解決企業實際測量問題的同時，設計測量裝置，提高創新能力，參加技能大賽，應用學科交叉、創新設計等解決專業問題的同時，發揮各自特長，提供展現自我的平臺，體驗被肯定帶來的自信和榮譽。

2.2 教學內容的創新

“計量儀器與檢測”專業課程中零件測量誤差評定問題、測量數據分析等問題應用計算機解決的同時，需要“數學建模”課程的相關知識。因此，將“數學建模”與專業課程教學內容滲透組合，梳理新的專業課程教學內容，徹底解決專業教學問題，形成具有高職教育特色的學科交叉教學體系，為培養復合型、高素質、高技能型人才提供有效途徑。

2.3 教學評價的創新

采用一門課程，兩種制度的考核方式。打破傳統的期末考試和平時成績相結合的考核方式，應用教學平臺線上線下評價體系。采用多方位，注重過程和設計能力的考核制度，從課前作業的自主學習方面、課堂參與度方面、課堂搶答、設計新思想新思路、線上學習等方面，課后師生互評，作業完成情況等多方面、全方位實施課堂學習效果評價，提高學生學習的積極性。

3 課程創新的預期效果

2018年5月，習近平同志在中國科學院第十九次院士大會上的講話，他指出：“信息、生命、制造、能源、空間、海洋等的原創突破為前言技術、顛覆性技術提供了更多創新源泉，學科之間、科學和技術之間、技術之間、自然科學和人文科學之間日益呈現交叉融合趨勢。”[5]可見，學科交叉、學科融合是解決科研、教學、創新創業方面的重要改革。該課程創新是將課程改革、創新創業課程、相關基礎學科和專業學科進行有效融合、以技能大賽項目為主線的一種創新創業課程體系內涵建設。結合《中國制造2025》提出“質量為先”方針[6]，達到課程創新的預期效果。

(1)打破傳統的專業知識授課，將專業知識與基礎學科深度融合，解決企業、行業實際的測量問題和質量評定問題。培養學生綜合應用知識解決問題的能力，幫助學生實現創新思路。

(2)實現“以技能大賽促教，以技能大賽促創”的教學內容的改革，引領學生探索教材之外、專業之外的領域和學科，應用學科交叉、創新設計等培養創新人才和提升創新能力。

(3)形成一門課程、兩種制度的考核方式，形成創新教學評價體系。

(4)以質檢專業學生為課程的實施對象，構建具有高職特色的課程創新改革方案。

4 課程創新采取的方法

(1)引入企業、航空航天領域的實際產品質量評定任務作為教學內容。教學過程融入質量意識元素，將《中國制造2025》的“質量為先”方針貫穿于企業產品的實際測量中，時刻提醒學生產品檢測工作是一項細致嚴謹的工作，產品質量不容忽視，提升學生專業價值和職業價值。

(2)將“數學建模”課程的建模思想和軟件應用教學內容融入到專業課程的教學中來，解決產品檢測的誤差處理問題。提升學生很多專業問題的解決是需要多種學科，綜合知識的應用才可解決的。

(3)實現“以技能大賽促教，以技能大賽促創”的教學內容改革，將專業領域最新研究成果、教師專業創新成果、實踐經驗融入課堂，使教學內容與課程思政、技能大賽、工作崗位、專業領域新技術深度融合，凸顯課堂是教育改革主戰場的主導地位[7]。鼓勵學生勇于嘗試、大膽探索，提升學生的創新能力。

“計量儀器與檢測”與“數學建模”課程創新融合實施思路如圖1所示。

圖1 課程創新融合實施思路

5 課程創新思路

(1)以專業人才培養目標為核心，構建“數學建模”與“計量儀器與檢測”課程深度融合的創新課程教學內容。

將“誤差數學模型建立”“測量誤差數據處理”“測量設備和量具精度分析”等部分的教學內容[8]和數學建模教學內容、數學建模思想、MATLAB數據處理軟件等教學內容進行合理、有效的融合，并制定創新課程的教學計劃。為解決專業課程的教學問題提供保障，同時提高學生數學思維能力和軟件應用能力。

(2)以創新創業人才培養為目標，構建技能大賽和課堂教學為一體的創新課程教學內容。

將“計量儀器的使用和操作”“零件幾何誤差檢測”等部分的教學內容進行擴展和優化，以互聯網+大賽、挑戰杯大賽、礪劍杯大賽、數學建模競賽的賽項內容相結合，完成教學目標，并制定教學計劃。構建具有培養創新人才和提升創新能力雙重使命的創新課程內容。

(3)以一流專業人才培養目標為核心，構建課程的創新教學理念、創新教學內容和創新評價體系。

課程創新，包括教學理念、教學內容、教學方法、評價體系等一系列的內容，才能促進學生成長，提高教學質量，達到高職院校課堂創新，課程創新的教學目標。

(4)創新課程應用于實際教學。

選取我院質檢專業學生，對融合的創新課程進行創新改革實踐應用，用實際教學效果驗證課程改革方案，根據實際培養目標驗證課程創新的合理性和可行性，進一步完善課程創新改革方案。構建具有高職特色的課程融合創新改革實施方案，培養熱情洋溢、自信滿滿，具有高職特色的高技能型，高素質創新創業人才。

通過課程創新應用于教學實踐，學生在以下方面有了明顯的提高。

第一，創新能力的提高。2020年7月，質檢專業有8名同學參加了互聯網+比賽，有6名同學參加了挑戰杯比賽。雖然項目成果有待于專家鑒定，但是學生們參與創新設計的積極性有了明顯的改善、創新能力有了明顯的提高。

第二，綜合運用知識的能力明顯提高。采用MATLAB軟件解決專業問題的同時，提高了學生的思維能力。不僅表現為對機械產品測量誤差的處理能力有了提高，而且對數學建模課程的學習、對參加數學建模競賽等方面有了明顯的提高。

第三，學生對考試成績的關注度減弱。課程創新改革的考核評價體系，引導學生創新能力的提高、課堂參與的積極性、注重學習過程和解決實際問題等方面。將學生從唯成績論的固化思維中解脫出來。多樣化、多形式、多方面的考核方式，明顯提高了學生的學習效果和教師的教學效果。

第四，兩門課程敩學相長。專業課程與基礎課程的深度融合，不僅解決了專業問題，同時使基礎學科得到了有效的應用，學生體會到綜合應用所學知識解決問題的重要性。一門課程兩種制度的考核方式，發揮學生各自所長、提升學生課程學習的獲得感。學生學習的積極性、參與課堂教學活動和參加技能大賽的熱情明顯提高。

在實際教學中，驗證了課程創新融合方案對提高學生的創新能力、培養學生的創新精神是行之有效的。合理的課程改革方案固然重要，但一個合理的評價體系是引導學生學習的重要導向。雖然課程改革收到了預期的效果，但還需要不斷的修訂和完善，為培養高技能、高素質創新創業人才構建具有高職特色的高質量課程改革實施方案。

6 課程創新特色

(1)建立了基礎學科“數學建模”與專業學科“計量儀器與檢測”課程的深度融合，解決了專業教學過程中的問題，也使基礎學科得到了有效的應用。

(2)建立了專業課教師與數學課教師的長效合作機制，能夠發揮各自的優勢，共同解決專業問題，共同進行課程創新改革，發揚合作精神。

(3)將創新創業培養徹底融入教學過程中，實現創新創業內涵式發展，從根本上實現培養創新人才和提升創新能力的雙重使命，實現課程的創新教學改革。

(4)創新課程改革與實際教學同步進行，通過理論與實踐的相互作用，驗證創新課程改革實施方案的合理性，提高課程創新改革效果、提高課堂教學質量。

7 總結

貫徹落實《中共教育部黨組織關于加強高校課堂教學建設提高教學質量的指導意見》(教黨[2017]51號)，以課堂創新教學大賽為契機，切實提高人才培養質量，開展基于課堂創新的課程創新改革。從課程創新面臨的問題，課程創新改革內容、解決的教學問題、實現的教學目標、采取的方法、創新思路和創新特色等方面進行分析，確定課程融合的創新方案。“計量儀器與檢測”與“數學建模”課程的創新融合，對機械產品檢測檢驗技術專業的人才培養目標的實現、課堂教學質量的提高、培養測量領域的高素質高技能型創新創業人才等方面具有重大的意義。