《互换性与测量技术》课程面向新工程教育的教学重构

张丹 苏丹 陈玉 鞠金艳 潘莉

摘 要：论述了新工程教育改革的形成，提出了《互换性与测量技术》课程面向新工程教育改革的目标;对《互换性与测量技术》课程面向新工程教育进行了教学重构：通过学科逻辑和心理逻辑的整合实现教学逻辑的重构，通过构建面向未来的新工程体系实现教学内容的重构，通过以项目为中心的案例教学实现教学方法的重构，通过强化思维能力培养实现学生能力重构。

关键词：《互换性与测量技术》课程;新工程教育;教学重构

1 新工程教育改革的提出

进入21世纪以来，大数据、人工智能、虚拟现实等现代技术方兴未艾，产业变革与结构调整更新的速度不断加快，在线学习、慕课、智慧学习等新的学习形式不断涌现，给工程教育活动的开展提出了新的挑战。2017年8月，美国麻省理工学院启动了新一轮的工程教育改革“新工程教育转型”，代表了美国工程教育的最新发展方向。新工科改革是对工程教育的一次系统性反思，强调工程教育以学生为中心，变革学生的学习方式与学习内容，以培养能够引领未来产业界和社会发展的领导型工程人才为目标。

2 《互换性与测量技术》课程面向新工程教育改革的目标

《互换性与测量技术》课程作为高校机械、近机类专业的主干专业必修课，在支撑学生毕业能力指标点上，在多个指标点支撑上起到强支撑作用。为了能够更好地达成毕业能力目标，需要对课程进行教学重构改革。在课程实施改革的过程中，其具体目标有以下几点：

（1）修订和完善课程教学大纲，对课程教学内容进行持续改进，从整体上全面优化教学内容，为学生成为工程制造者或发现者奠定基础;

（2）关注学生的学习，形成“以学生为中心”的多元异构的教学组织方式和教学手段，实现多种学习模式的有效融合，创设由不同教学平台、不同教师构成的教学环境;

（3）建立多方位的资源共享平台，将资源共享平台中的共享资源分类，逐步面向各专业建立多方位资源与学习库，同时逐步充实工程案例库，为学生持续学习提供途径;

（4）告别传统的单一制的期末考核方式，实现学习状态及效果的全过程监控，形成面向“新工科”建设下重视创新工程与适应变化能力培养的考核体系。

3 《互换性与测量技术》课程面向新工程教育的教学重构

3.1 《互换性与测量技术》的教学内容重构

教学内容是整个教学活动中最重要的部分，决定了教学的方法与目标。教学内容包含在教学逻辑中，教师基于对学科教学与学生发展关系认知，结合授课内容与授课对象，便会形成教学内容与教学活动序列安排的构想。教师的教学逻辑合理与否，直接影响着学科多元教学价值的达成。教师要研究学生的认知逻辑，新工科背景下，教师不但要具备“学科专业背景”，熟悉学科发展，同时要具有“学生认知背景”，以学生能力需求为导向，从学科发展与能力需求的角度对教学内容进行优化与整合。如笔者所授课的專业为模具设计专业，则在课程绪论部分以典型的冲压模具或注塑模具为例进行导入，重点引用近年来对学科发展有促进意义的项目作为案例，整个课程内容知识点围绕此模具进行讲解，而不是传统教学中以减速器为例进行讲解，从而实现学科逻辑和心理逻辑的整合。由案例引入互换性与标准化等概念，使学生明确学习目的与学习目标。之后按照测量基本知识，孔轴公差与配合、几何公差、表面粗糙度及典型零部件精度设计依次进行教学活动。课程与模具设计专业方向基础课程同时进行讲授，因此，专业课程中的典型案例都可以在课程中进行使用，使学生明确如何通过本课程的知识学习，保证模具设计与制造的精度要，同时能够分析，影响模具精度的因素有哪些。

3.2 《互换性与测量技术》的教学方法重构

面向工程教育课程教学，通过构建以项目为中心的方法体系，既重视知识的获取，又重视知识能力的应用。鼓励学生参加各类跨学科科研实践项目，学生们可选择一个明确的跨院系课程和项目的“学科串”，精心安排学习目标。比如学生可以通过大学生科研立项及其他素质教育活动组成科研实践团队。由于“学科串”跨越了院系，学生可组成一个围绕共同项目的团队。项目不但是学习制造、发现、系统和创造力的主要工具，又有助于促进学生从团队技能到人际关系技能再到领导能力提升。

学生是教学活动的主体，要真正做到“以学生为中心”，在教学活动实施过程中，除了要考虑学生的整体水平外，还要充分考虑到个体的认知差异与需求差异，实行差异化教学，给予学生选择权。比如让学生自主组织项目团队，自主选择训练项目，这种方式可以充分尊重学生的学习需求，激发学生的求知欲，从而提高学生自学能力，为学生成为引领未来工程发展的领导者奠定基础。

3.3 《互换性与测量技术》的学生能力重构

《互换性与测量技术》课程作为机械类专业重要的专业基础课，在面向未来产业中，要更加注重学生学习能力和思维能力的培养，使学生在工程实践中面临各种未知与复杂问题时能够运用恰当的思维思考解决。《互换性与测量技术》课程要求学生要实现以下目标能力的重构：（1）能够运用机械精度设计原理和方法，通过综合文献研究，表达和分析工程问题的影响，并获得有效结论;（2）能综合考虑创新、安全、环境和社会因素，设计满足精度要求的产品;（3）能够进行机械精度检测相关实验，处理数据，获得结论;（4）能够开发、选择与使用机械精度设计中的现代设备与技术。上述能力，需要通过文献阅读报告、科研团队合作、项目化作业、课程实验以及各类实训等多个教学环节共同获得。

4 结语

由于工程科学知识更新的速度慢于产业实践的迭代速度，导致现有工程教育模式下培养出来的是面向现在、乃至过去的工程产业需求的工程人才。工程教育改革不应继续把重心置于对现有工程科学知识的习得及对当前工程产业界人才需求的追随。《互换性测量与技术》这门课程作为重要的专业基础课，通在学生养成系统性思维、批判性思维以及创造性思维等方面具有重要作用。

参考文献：

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课题项目：黑龙江省“十三五”教育科学规划课题：面向新工科建设的《互换性与测量技术》课程教学模式改革与实践（GBD1317100）;黑龙江省“十三五”教育科学规划专项课题：应用型人才产学研协同育人模式的探索研究（GBE1317033）

作者简介：张丹（1982-），女，黑龙江哈尔滨人，工学博士，黑龙江科技大学教师，副教授，研究方向：高等教育教学方法研究。