面向卓越计划的互换性与测量技术课程项目教学模式研究

金守峰

摘要：针对以强化工程实践能力、创新能力为核心的卓越工程师教育培养计划的目标，对互换性与测量技术课程的教学模式进行改革实践，以项目教学模式代替传统教学，通过分析项目教学模式的特点，结合互换性课程教学的现状，研究互换性与测量技术课程典型项目的建立，以学生为中心通过三个阶段在课堂教学中实施，提高了学生的工程意识、分析解决问题能力及工程创新能力，使课程教学更能适应“卓越计划”对人才培养的需求。

关键词：卓越计划；互换性与测量技术；项目教学模式；课堂教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0253-02

一、卓越计划培养目标的要求

教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）旨在培养造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为创新型国家的建设和实施人才强国战略服务。对提升高等教育教学质量，面向社会和市场需求，培养应用型人才具有十分重要的意义。高等工科教育受传统观念及培养经费等多方面的影响，所培养的人才在工程素质、实践能力、创新意识等方面较为薄弱。卓越计划的核心是创新能力，因此只有加强实践能力和创新型人才的培养，才能满足高速发展的经济时代对人才的需求。面向卓越工程师培养计划的教学过程中，在培养学生熟练掌握专业基础理论知识的基础上，需要更加注重学生的实践应用能力和创新能力的培养。

二、互换性与测量技术课程特点与教学现状

1.课程特点。《互换性与测量技术》课程是机械类专业必修的专业基础课程，具有从基础课向专业课过渡的桥梁作用，联系制造工艺类课程与设计类课程的纽带作用。课程分为公差设计和测量技术两大部分，是与生产实际紧密相连的设计性、实践性很强的课程。课程内容多源自国家标准，故名词术語繁多、生涩；同时课程作为工艺课程与设计类课程的纽带作用，故用来表达生产实际的图像符号较多；课程内容上的几何精度设计涵盖了尺寸精度、形位精度、表面精度、标准零部件的精度设计以及相关检测技术等，故内容较多；上述内容之间存在的必然联系较少，故逻辑性不强。因此，该课程呈现出定义多、符号多、内容多、逻辑少的“三多一少”的特点。

2.教学现状。《互换性与测量技术》课程的内容体系是在知识的系统性及完整性基础上建立的，没有摆脱传统的教学理念。教学过程中依然是以教师为主体，没有体现对学生“能力”的培养，导致学生被动接受，对课程认识不明确，学习兴趣不高。课堂教学中缺乏反映实际精度设计、测量过程的工程实例，使学生难以将理论应用于实践设计中，难以培养工程意识，达不到卓越计划的培养目标。由于课程存在上述特点，加之课堂教学课时的减少，使得现有的《互换性与测量技术》课程教学模式与卓越工程师的培养目标存在亟待解决的问题。

三、项目教学模式在互换性课程教学中的探索

1.项目教学模式的特点。项目教学模式起源于欧洲，在20世纪中后期成为一种重要的理论思潮。项目教学模式是以项目为载体，以任务为驱动，以企业真实的案例为依托，以过程和产品为参量来衡量，有别于传统的授受式教学模式。通过教师与学生共同完成项目而进行的教学模式，该模式在实施过程中，可以将理论知识与实践技能有机结合，引发学生对知识的思考和探究，给学生以直观的感受和体验，以达到培养学生完整的工程应用能力的目的。项目教学模式具有实践性强、与生产实际联系紧密等特点，在培养过程中缩短了基础理论知识与生产实践的距离。项目教学模式的主体为学生，通过典型项目的实施使得学生能够加深对基础理论知识的理解，提高学习的积极性。

在互换性与测量技术课程教学过程中，为了达到卓越计划的培养目标，本文将项目教学模式引入到课堂教学环节中，使理论教学与工程实践融为一体。同时，在《互换性与测量技术》的课程教学中以项目作为主线贯穿于各个章节，可将该课程中众多零散的、逻辑少的知识点进行有效串联，形成一个有机的整体。

2.项目教学模式的建立。《互换性与测量技术》课程培养目标是使学生了解国家标准、掌握机械产品的几何量精度设计、熟悉零部件检测技术。项目教学模式中典型项目内容的建立直接关系着学生能否全面、系统地掌握课程知识。因此，本文所建立的项目内容需涵盖课程的主要内容，既要包括机械产品精度设计的孔轴极限配合、形位公差、表面粗糙度、典型零部件（键联接、滚动轴承、齿轮等）等的精度设计内容，还要包含尺寸链的设计与计算，为后续的机械制造工艺课程服务。

本文在深入分析互换性与测量技术课程的教学大纲、培养目标、教学内容、教学学时的基础上，结合工程实践，建立以机械产品中常见的机械传动装置—减速机构为主线的项目教学模式。将减速机构的精度设计和零部件检测作为项目内容贯穿至整个《互换性与测量技术》课程教学过程中。项目教学模式的内容包括减速机构所涉及的零部件配合尺寸配合代号的选取、传动轴的尺寸精度及形位精度要求、轴的表面粗糙度要求及减速器箱体孔的形位精度要求以及检测技术等，在课堂教学过程中，根据学时、教材章节内容将减速机构精度设计的项目分解为若干任务，每一章节的教学均围绕该项目任务进行展开，具体内容如表1所示。

互换性与测量技术基础课程中包含大量的机械行业典型零件精度设计的国家标准，这些标准随着科学技术的进步也在不断的更新。因此，在建立项目内容时必须关注国家标准的改变，及时更新，保证教学内容的前沿性。

3.项目教学模式的实施。项目教学模式的实施可分为三个阶段完成：第一阶段为重点难点解析；第二阶段为典型项目剖析；第三阶段为点评总结。①第一阶段为重点难点解析。深入研究教学大纲，分析教学难点与重点。对每个项目中所需要掌握的难点和重点进行着重讲解，以引导学生在项目内容独立发现问题、解决问题，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。②第二阶段为典型项目剖析。在重点和难点分析的基础上，通过动画、视频等教学手段将典型项目完整地展示，准确把握教学内容的重点与难点，紧密联系生产实践，充分挖掘学生对专业的关注点和兴奋点，最大限度地调动学生的积极性和主动性。对项目进行剖析是项目教学模式的核心环节，在给定的时间内，让学生以课堂分组讨论的形式，结合教学内容根据项目任务要求完成相应的精度设计。教师就学生讨论中所涉及到的重要问题进行提问，或对学生的疑虑进行答疑，并掌控好讨论过程，把讨论引向正确的方向。此时，项目为主线、教师为主导、学生为主体，注重教师与学生之间的交流互动，引导学生主动探索，增加学习的主动性和积极性，活跃课堂气氛，培养学生理论联系实际与解决工程问题的能力。③第三阶段为点评总结。在典型项目剖析过程中，学生逐渐对所学内容有所了解，最后教师在小组谈论的基础上形成设计思想与结果进行分析讲解，将重点与要点问题归纳和总结，对项目的背景、主题、启示进行深层次地分析，使得学生对项目的内涵与外延形成认同，引导学生把感性认识上升到理性认识。

通过在《互换性与测量技术》课程中实施项目教学模式，通过加强理论知识和实际应用之间的联系，使理论教学与实践教学相辅相成，不仅使学生深入理解各种公差概念的意义，而且明确了学习过程中的目的性，对增强学生工程意识、培养综合应用能力、提高教学质量和人才培养素质等起到了良好的教学效果。

四、结语

根据卓越工程师培养计划，本文在互换性与测量技术基础课程的课堂教学中进行了项目教学模式的教学改革探索，在《互换性与技术测量》教学中将理论和实际应用有机结合，建立了以学生为中心、以项目为载体、培养学生能力的项目教学模式，充分调动了学生的学习积极性，在有限的教学时间内取得了比较好的教学效果。项目教学模式的实施，提高了大学生的工程意识与创新能力。

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