大類招生下“互換性與測量技術”教學改革與探索

劉銀萍，肖 萍，劉克毅，王 夢，李進韜

(新疆工程學院，830023，新疆烏魯木齊）

根據教育部發布的《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》，各高校為提升課程建設質量，加強專業建設，以經濟社會發展和學生職業生涯發展需求為導向，紛紛進行“大類招生，分流培養”的人才培養模式改革[1]。“大類招生，分流培養”是指高校只按照學科大類不按具體專業進行招生，在學生進校后分兩個階段進行培養，第一階段按大類進行通識教育，課程設置相同，第二階段在學生自主選擇專業的基礎上，分專業進行培養直到完成培養目標[2]。互換性與測量技術課程是新疆工程學院機械類專業必修的專業基礎課，將互換性生產標準化與計量學相關知識結合，是機械設計和機械制造的理論基礎，是從基礎課學習過渡到專業課學習的橋梁[3-4]。如何適應大類招生培養模式，進行該課程的教學，是本課程改革的重點。

1 “大類招生，分流培養”（以下簡稱大類招生）模式的特點

大類招生改變了傳統的教育模式，把“通識教育”作為改革基礎，跨二級學科門類，按專業大類進行人才培養，有助于培養厚基礎、寬口徑、強能力、高素質的綜合型人才，符合高校本科人才培養發展方向[5]。高校進行大類招生，先按照專業大類對學生進行培養，完成通識課程和基礎課程的學習后，依據學生的學習成績、興趣、就業意向等因素在專業大類范圍中進行專業分流培養，不僅可以提高生源質量，促進專業建設，促使學校優化整合教學資源[6]，實現不同學科之間的良性競爭，而且可以提升教學質量、核心競爭力[7]。實行大類招生在大一大二進行大類培養，可以使學生在學習過程中明確自己喜歡的專業方向，并向著這個方向去努力，從而在大三選擇自己喜歡的專業。通過對多學科交叉融合的通識知識的學習，能夠促進創新人才的培養，并且擴寬學生的就業方向，使學生在就業選擇上有更多的可能性。大類招生培養模式是未來高等院校發展的趨勢[8]。

2 互換性與測量技術課程教學中存在的問題

互換性與測量技術課程教學共計32 課時，其中包含理論26 課時、實驗6 課時。該課程主要包含幾何量精度設計與誤差檢測兩大塊內容，教學過程主要以講授為主。該課程綜合性較強，與機械設計基礎、機械制造、機械制圖等課程的內容相互關聯，涉及的專業術語、概念較多并且語句較抽象，學生通常難以理解。該課程的內容多而雜，但是課時有限，教師在教授過程中只能著重講解比較重要的理論知識，沒有充足的時間講解較多的應用實例及帶領學生做練習。由于存在一定難度，學生對該課程的學習興趣不大，應用性也較差。從機械設計課程設計和學生的畢業設計可以看出，設計圖紙涉及的粗糙度、形位公差的相關標注都存在較多錯誤，基本上是同學之間互相參考相關數據，根本不懂得該如何設計相關的精度、形位公差等。

3 教學改革

3.1 改革教學內容

新疆工程學院機械類專業中機械設計制造及其自動化、材料成型與控制工程、機械電子工程3 個專業都需要學習互換性與測量技術這門課程。從培養目標來看，機制專業的學生未來主要從事生產一線的機械設計制造、設備安裝與調試、維護管理、技術運用與改造等工作，材料專業的學生主要從事材料成型裝備操作與管理、成型工藝的執行與監控、產品質量檢測與分析、模具的制造裝配及調試等工作，機械電子專業學生主要從事機電設備的安裝與調試、操作與運行、故障診斷與維修和控制系統設計開發等工作。在互換性與測量技術課程的教學內容上，作出如下改革。

（1）淡化專業界限，強化學科的交叉融合。教學內容應該淡化機制、材料、機械電子專業之間的界限，強化各學科之間的交叉融合，使學生既掌握零件幾何公差標準、選用原則及檢測技術，又具備機械精度設計、技術測量的基本技能，為未來從事機械設計、設備安裝與調試、質量控制、故障診斷與維修等相關工作打下理論基礎。

（2）整合優化教學內容。對教學內容進行整合優化，刪減與后續應用無關的內容，補充應用較多的內容。例如，刪減介紹尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度構成原理及光滑工件尺寸檢測的內容[9]，增加零件的互換性相關內容，可為后續的課程設計和畢業設計打好基礎。

（3）課程內容結合專業方向。課程的內容要與機械類各專業方向相結合，應涉及機械類各個專業所需的知識，讓學生掌握不同的專業方向未來研究的內容具體是什么，使學生對各專業有一個初步的認識，為后續的專業分流打好基礎。如根據專業的不同，機制和機械電子專業的學生需要掌握齒輪傳動、滾動軸承、鍵與花鍵的互換性等相關知識，而材料類專業的學生只需要以圓錐結合的互換性相關內容為例對互換性的知識有一個簡單了解即可。

（4）教學內容的安排要具有連貫性和完整性。在教學過程中，安排教學內容應該按照由淺到深的順序，如對階梯軸精度的設計，可以按照尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度、尺寸鏈、測量步驟進行精度設計，讓學生掌握設計一個零件的完整過程。

（5）根據學生基礎，設計不同類型的試驗。實驗要根據本校不同基礎的學生（主要包含漢班、雙語班、民班）分別設置驗證性試驗（如孔軸零件公差檢測）、綜合性試驗（如齒輪的綜合測量）、探索性試驗（如一級減速器主要零件的測量，學生自己設計測量方法，采用合適的測量工具進行測量，并完成實驗報告的撰寫），提高學生的動手實踐能力，加強學生對理論知識的應用。

3.2 教學方法的改革

（1）教學方法靈活多變。互換性與測量技術這門課程內容綜合性較強，學習該課程之前需要學生具備機械設計基礎、機械制造、機械制圖的相關知識。新疆工程學院學生主要分為漢班、雙語班、民班，不同班級學生的學習基礎相差較大，為了提高教學質量和學生的學習興趣，本課程的教學方法應該靈活多變，對于不同基礎的學生對應不同難度的知識點，可以分別設計研究型、研討式、“剝竹筍”式、思維啟發式的教學方法。課上強化啟發、引導的過程，使學生更好地融入課堂學習。

（2）理論與實踐相結合。由于本課程的實踐性較強，課上應把理論知識與實踐相結合，把多學科的背景、知識、工程實踐實例融合到課程教學中，采用動畫、視頻或者實驗演示的形式讓學生進一步加深對抽象概念的理解。如圓柱度等幾何公差的定義比較抽象，學生通常難以理解，課上可以帶領學生進行圓柱度的測量，加深學生對定義的理解。

（3）線上線下混合式教學+小組學習。采用線上線下混合式教學的方法，有效地延長學生學習的時間。教學中可以充分利用學習通、雨課堂、釘釘等線上教學平臺，課前發布學習任務，并提前將全班學生分為5～6個小組，并確定一個小組長，負責督促和監督小組成員的任務完成情況。課前讓學生以小組的形式針對新的知識點進行預習，課上教師隨機從小組中選擇一人作為小組代表進行匯報（采用PPT 或者板書形式），小組代表的得分就是整個小組的得分，這種形式可以培養學生的自主學習能力。對于一些難以理解的內容，以小組為單位由學生課上提出，教師重點講解，這樣課上就可以有時間帶領學生多做一些練習，加深學生對理論知識的理解和應用。課上互動，采用小組討論的形式，以小組為單位回答問題，通過討論交流，促進小組學生之間的相互學習。課后在教學平臺上發布作業，批改完成后，統計學生作業的正確率判斷其對相關知識點的掌握情況，下一次課對錯誤率較高的題目進行講解，鞏固有關知識點。

3.3 教學評價的改革

依托學習通、雨課堂、釘釘等線上教學平臺建立“考勤+課堂表現+作業+實驗+考試” 全過程評價模式。其中：考勤成績可以根據學生在軟件上的簽到情況獲得；實驗成績根據學生做實驗的動手能力、實驗報告給出；課堂表現成績主要是根據小組課上匯報和回答問題的情況、學生在小組的貢獻情況，以小組評價、組內互評和學生自評的形式得到。這種評價方式可以培養學生的自主學習能力和同學之間的團結協作精神。另外，在評價體系中，應該合理降低期末考試成績所占比例，讓學生更加注重學習的過程，體會到學習知識的快樂，從而養成一種良好的學習習慣。評價過程如圖1 所示。

圖1 互換性與測量技術評價過程

4 結語

本文通過對大類招生培養模式特點的簡單介紹，分析了互換性與測量技術課程教學中存在的問題，針對機械類專業，提出了在教學內容上實行淡化專業界限強化學科的交叉、整合優化教學內容、內容結合專業方向、教學內容的安排要連貫且完整、設計不同類型的試驗等改革；在教學方法上實行教學方法靈活多變、理論與實踐相結合、采用線上線下混合式教學+小組學習等改革；在教學評價上采用“考勤+課堂表現+作業+實驗+考試”全過程評價模式，課堂表現成績評定中融入小組評價、組內互評和學生自評。教學改革提高了學生的學習興趣及對理論知識的應用能力，培養了學生自主學習的能力，為日后完成畢業設計及走上工作崗位打下了良好的基礎。