基于高校转型发展的三坐标测量实验室建设

左艳迪

摘 要 在高校转型发展的大背景下，独立学院结合自身实际，优化教学资源配置，强化实践教学过程，建立适应社会发展及企业技术需求的实验室，对培养学生的实践能力和创新能力至关重要。本文结合我校转型发展中实验室建设的实际情况，从现有实践教学的局限性出发，探讨了三坐标测量技术与学科理论、学科前沿和企业技术需求的交叉点，分析了建设三坐标测量实验室的必要性，并从实验室的定位、实验项目的设置、教学资源的优化、学科融合等方面提出了对三坐标测量实践教学的思考。

关键词 转型 三坐标测量 实验室建设

中图分类号：G482 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.09.009

Abstract Under the great background of the universitys transformation and development， it is important for the independent Colleges to build the new laboratory which can meet the needs of the social development， satisfy the demands of the enterprises production technology， foster the students practical ability and improve students innovation ability. In the building process， independent Colleges should unify own actual situation， optimize the reallocation of education resources and strengthen practical teaching. Combining with the actual situation of the laboratory construction under the transformation and development of our college， it is discussed in the paper where is the intersection of the Coordinate Measuring technology and the measuring theory， the academic frontier and the production requirements. Some reflection about the practical education is also addressed in the paper ， such as the location of the laboratory， the setting of the experiment items， the optimization of teaching resources and the amalgamation of multi-subjects.

Key words transformation； coordinate measuring； the construction of laboratory

0 引言

作为一所以工科为主的民办高校，武汉华夏理工学院在转型发展的过程中，重点引进一批精密测量仪器，建设切合学校发展和企业用人要求的实验室，是学校结合就业市场需求的重要举措。三坐标测量机作为一种集光、机、电为一体的精密测量设备，因其高精度和高效率的自动检测功能在机械制造、模具、电子和仪器仪表等行业得到广泛应用。在转型发展时期的实验室建设中，引入三坐标测量机，让机械和汽车类专业学生在校期间熟悉并掌握三坐标测量机的使用、维护及操作方法 ，有助于学校就业率和学生综合素质的提高。在课程设置上，引入三坐标测量实践环节，有助于学生巩固理论知识，掌握先进的测量技术，并对后期的专业课程学习大有裨益。

1 三坐标测量实验室建设概况

三坐标测量技术作为一种高精度、高效率的自动化检测仪器，特别适用于对箱体类零件、模具铸件、汽车外壳等有特定空间曲面的零件进行测量。这些测量技术是工科院校学生对理论学习的一个延伸，同时也是机电、企业类学生应聘时需要掌握的专业技术知识。

基于对学生综合素质培养的考虑和学校转型发展的需要，我校于2015年8月从海克斯康中国（青岛）有限公司购进一台固定桥式三坐标测量机，由主机（包括光栅尺）、测头、控制系统和软件系统组成。它的基本测量原理是将被测物体放入测量机的容许测量空间内，通过测头探测，准确获得被测物体在X、Y、Z三个轴的坐标位置，经过计算机的拟合处理得到该物体的几何尺寸和形位公差等。三坐标测量实验室环境如图1所示。

该实验室在建设过程中充分考虑了设备的工作条件要求，配置了空压机、冷干机、空调等满足测量机对压力、温度、湿度等环境的要求。测量机台面采用花岗岩材质，受温度和湿度影响而导致的变形小，X、Y、Z轴采用的气浮导轨可以使测量平稳进行，测量精度高，测量操纵盒人性化的设计使测量方便快捷，可以在自动和手动模式下进行无缝切换。

在实验室建设的过程中，我院除了配备完善的硬件设施外，积极选派优秀教师参加海克斯康厂方组织的三坐标测量机的应用培训，学习测量机的使用、维护以及企业生产中使用的先进测量技术。通过实验室建设和教师培训能够提高现有的师资教学力量，扩宽教师的教学思路，整合并高效地使用现有教学资源，有效地推动学校相关专业教学改革的开展，从而更好地实现转型发展的目标。

该实验室主要针对机电类和汽车类学生开放使用。在实践教学中引入三坐标测量机课程，可以提高学生的工程实践能力和就业竞争力，巩固学生的理论知识和动手能力。

2 三坐标测量实验室建设的意义

2.1 有利于提高教学质量

转型时期建设的三坐标测量实验室可以对有限的实验教学资源进行整合，满足多学科、多专业学生的实验教学需求。这种实践性、综合性实验课程的开设可以大大提高学生的实验动手能力、创新能力和就业能力，从而提高我校毕业生的就业质量。我院作为独立本科院校，学生对形位公差理论知识的掌握程度比较好，充分利用这一优势，加强测量实践教学，可以为企业和社会输送更加优秀的应用型人才，提高我校的教学水平。这也是我校进行转型发展的基本精神。

2.2 有利于探索实施开放式实验教学

开放式实验不同于传统的课内实验，是针对小众学生群体开设的课程计划外的实验项目，对设备、教师水平的要求比课内实验要求更高。三坐标测量实验室建立后，为开放性实验项目的开设提供了必要的硬件和软件条件。此外，该实验室可以为各类科技创新、竞赛、毕业设计等提供更好的实验场所，从而推荐学科建设的创新和发展。

2.3 有利于促进学科融合

实验室建设完成后面向广大师生开放管理，打破院系、专业、课程之间的局限，可以促进学科融合，优化资源配置，充分利用有限的实验资源，为更多的专业和学科服务。

3三坐标测量实验室建设策略

转型时期建设的三坐标测量实验室需要集教学、科研、竞赛和社会服务等功能为一体，加强理论与实践的结合，促进高校教学与企业、社会发展需求的融合。

3.1 科学定位实验室功能

首先，实验室需要为课内实践教学提供实验场所。在基础性实验阶段，学生可以对三坐标测量机的测量过程形成初步认识，学习正确使用测量机的操作方法；进阶性实验阶段，主要偏重于综合性实验，学生可以更深层次的学习测量机的测量流程，从基础的手动测量进阶到自动测量。实验室开设的实验项目，需要起到搭建学校学习与企业生产实习之间的桥梁作用。其次，需要满足学科竞赛和创新实验需求。实验室在满足基本的实验教学的基础上，可以为各种比赛提供开放的实验环境。指导老师积极引导学生参加创新研究与训练，通过项目立项带动学生将理论知识与实践知识相结合，这也是实验室的一项重大而艰巨的任务。再次，需要为教学教研活动提供平台。该实验室可以为教师实验素养的提升提供培训平台，更新实验教学素材，为科研课题积累素材。

3.2 科学设置实验项目

实验室建立以后，所有实验项目应该统一安排，根据专业基础性实验、专业综合性实验、设计与研究性实验进行分层次教学，同时开设开放性实验项目，允许学生进行跨专业选修。这些实验项目里应包含企业生产中必需的基本操作项目，如利用测量机软件建立零件坐标系，检测几何尺寸和行为公差，反向逆推数字模型或设计图纸，导入导出CAD图纸，误差分析等。这些实验项目的考核注重对学生实验分析问题和解决的能力进行考核，鼓励学生进行创新思考，综合评价学生的学习和动手能力。

3.3 提高实验教学师资力量

实验室面向全校开设课程，涉及学科内容泛多，对教师的理论知识、实践经验和实验技术要求越来越高。因此，实验室的老师需要加强学习，经常参加培训，多到企业中参观学习，积累实践经验，不断进行自我发展和自我提高，才能为实验室的建设提供强有力的人才支撑，有效提高实验教学水平。现有的教学管理体系也应该采取一些激励措施，鼓励青年教师多从专业或学科的角度思考问题，多向经验丰富的老师或企业技术人员请教，争取建立一支技术全面和业务水平过硬的教师队伍才能为实验室的教学工作提供有力的人才支撑。

3.4 加强实验室资源的维护和管理

三坐标测量实验室现有的软硬件资源已经配备齐全，如何对这些资源进行维护、使用和管理是后续工作的重点。对实验室资源的维护和管理上需安排专人进行负责，比如测头的校准、测量机气浮导轨的维护，测量机工作环境的保持等，要逐步提高测量机的使用率，充分发挥其在教学实践中的作用。

3.5 科学规划后续建设规划、学科融合

三坐标测量实验室需要不断完善管理机制，除了满足老师和学生的实验和科研工作之外，也可以尝试对外进行工件的形位公差测量和误差分析。通过多种方式并行促进该实验室的可持续性发展，进一步做好教学资源的共享共建工作，为更多学生提供实验平台，鼓励学生到实验教学资源的建设中。同时，可以联系企业进行校企合作，双方根据产业发展需求，合作开发案例、编写教材等，使学校实验项目与企业生产更加契合，充实和完善现有的实验教学资源。

4 总结

本文简要介绍了我校转型发展时期三坐标测量实验室建设的基本情况，包括实验室建设的意义，目前的建设概括，现有的建设策略，后期的发展规划等。通过建立三坐标测量实验室，可以使学生将形位公差的测量和误差分析有一个全新的认识，从理论知识上升到实践，扩宽了专业知识面，并对三维传感器和计算机控制技术的实际应用有了更直观的认识。

在今后的实验教学管理工作中，我们会继续努力，建立高效而健全的实验教学中心，为社会培养优秀的应用型高素质人才，为学校的转型工作增砖添瓦。

参考文献

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[2] 梁建光.高校转型过程中实验教学中心的建设.实验室研究与探索，2013（6）.

[3] 刘向阳.专业实验室建设与改革实践.实验室研究与探索，2010（2）.