基于精密制造理念的高职“公差配合与技术测量”课程改革与实践

李琳琳 刘 芳 刘彩虹

(湖北开放大学/湖北科技职业学院，湖北 武汉 430074)

一、前言

中国制造2025提出，要开发一批精密、高速、高效、柔性的数控机床与基础制造装备及集成制造系统，以提升可靠性、精度保持性为重点[1]。精密制造涉及高速加工、在线检测、自动控制等技术, 是提升产品性能和竞争力的有效途径，是先进制造的支柱，是衡量一个国家经济水平的重要指标[2]。高职院校制造类专业主要为企业提供一线高素质技能型人才，应紧跟国家发展步伐，将精密制造技术及理念融入专业课程中[3]，让学生掌握扎实先进的专业知识和技能，快速适应现代社会制造类企业对高技能人才的需求。

“公差配合与技术测量”是高职院校制造类专业必开的专业基础课，也是笔者所在的湖北科技职业学院数控专业的专业核心课。在全国机械类专业的各类师生技能比赛中均设置有该课程的相关内容，以突出检测技术的重要性和培养精密制造领域人才的必要性。本文以湖北科技职业学院制造类专业开设的“公差配合与技术测量”为例，紧跟国家发展要求，在课程中引入精密制造理念，将测量要素融入精密制造生产单元，通过校企合作、建设实训平台、构建多维度教学模式等措施，强化零件的质量检测与分析这一重要工作岗位，将操作者、数控设备与加工对象紧密联系，相互协调与反馈，更好的实现零件加工质量的控制，为学生加工符合设计要求的高精度产品打下良好的基础。

二、“公差配合与技术测量”课程存在的主要问题

笔者通过对多所专科院校调研，结合湖北科技职业学院课程开设之初的实际情况，发现本课程主要存在以下几点问题：

(一)学生对公差配合及几何公差的知识点理解困难

该课程为理论实践相结合的一门综合性课程，总学时54课时，其中理论部分42学时，实操部分12学时。理论知识是实践的基础，但涉及的知识点多、面广，概念多，叙述性内容多，符号多[4]。理论知识包括尺寸精度、几何精度、表面精度、典型零件精度五大模块，其中几何精度部分，比如几何公差带分析、公差原则等内容十分抽象，这造成学生对理论知识的学习困难，学生很难对某种零件精度建立正确的认识和理解，从而对后续专业课程的学习起不到积极作用。

(二)学生对测量工具的选用以及测量工具的正确使用存在困难

本课程实践操作中的测量工具有很多，包括游标卡尺、千分尺、百分表、偏摆仪等等，每一种测量工具都有它的测量范围以及使用用途，有时两种都可以完成实践，这就会给学生造成混乱：不知如何选用合适的测量工具进行检测，或者不知选取最优的测量方法和工具进行检测，不知如何对零件进行检测操作等。这种情况造成的结果即学生的检测目标从高标准降到低标准，有的甚至只是仓促完成检测操作，继而影响零件的加工精度，最终影响产品质量。

(三)精密制造的实践应用没有很好地融入课程教学，难以提高学生的兴趣和成就感

精密制造核心课程比如“数控加工工艺与编程”“计算机辅助制造”等在后续加工环节都会运用“公差配合与技术测量”课程相关知识点和技能，但是目前教学方式为各课程相互独立，并没有融会贯通。学生对于检测技能知识的学习局限于课本或者实训室设备，并没有将后续精密制造课程相关案例引入，对进一步提高加工零件质量的概念无从理解，这样难以提高学生强烈的学习兴趣和成就感。

(四)没有将工匠精神融入课堂教学

当今社会，“质”与“量”往往会在短期利益驱使下发生偏颇,“中国制造”要发展质量为上，“工匠精神”要在现代精密制造发展中不断内化。传统的“公差配合与技术测量”课堂教学课程思政十分薄弱，课堂上主要讲知识讲技术，并没有在检测的各个环节突出“工匠精神”的熏陶和导向，这样不利于职业教育德育工作的发展以及现代精密制造人才的培养。

三、“公差配合与技术测量”课程改革的实践内容

针对以上存在的问题，课程组采取“以学生发展为中心、以能力培养为导向、以持续改进为动力”的教育理念，开展基于能力导向的课程教学改革与实践，按照中国制造2025战略指导，紧紧抓住精密制造这一核心概念，有效拉动企业、校内实训基地对课程的支撑，就学生对课程知识理解、实操技能、学习动力、课程思政等方面进行系统的研究与实践，取得了显著的成效。

(一)深入校企合作，建设实训平台、强化理论与实践相结合

解决学生对公差配合及几何公差的知识点理解困难的问题，实际上需要将学生的课堂感悟进行体验和践行，以加强知识的获得，这是一个系统工程。

首先，与企业开展多种形式的深度合作，营造双方共赢局面，如与武汉元丰汽车零部件有限公司开展顶岗实习、工学交替、企业技术人员现场指导等系列教学活动，让学生零距离接触企业，通过观看产品的制作过程，让学生清楚该课程的重要性以便更加深入地理解其配合以及形位公差相关知识含义。同时定期请企业名师来学校进行授课，现场施教，进一步提高教学效果。

其次，为提高课程教学质量，课题组将课程所需培养能力分析、归纳、总结，设置系列化、项目化、模块化实训项目，使能力培养目标具体化、可实施化，分阶段建设技术测量实训室，该实训室主要承担制造类专业“公差配合与技术测量”课程的教学与实训任务，通过教学与实训培养学生综合分析图纸的能力，查看技术文件明确验收条件与要求来确定验收标准的能力，从而合理选用量具、测量方法进行检测，并对测量结果分析误差来源，提出控制质量合理化建议的能力，形成测量、判断、误差分析三位一体训练模式。该实训室占地面积约110平方米，共有10个工位，主要设备有：三坐标测量机、同心度测量仪、偏摆仪、精密平板、游标卡尺、内径百分表、公法线千分尺、螺纹千分尺、百分表、塞规、卡规等测量仪器。可以完成的实训包括：尺寸测量、形位误差测量、表面粗糙度测量、螺纹参数测量、齿轮加工精度测量等项目。在学习过程中培养学生责任、质量、效益、团队合作、纪律等意识，发现问题、分析问题、解决问题的能力，合作沟通的能力，进行创造性劳动的职业素养能力。

(二)服务精密制造业，构建多维度教学模式

1.线上线下混合式教学模式

为提高人才培养质量，提高学生的兴趣和成就感，弥补线下教学资源的不足和不均，课程组结合现有教学模式和教学效果，积极探索适合高职学生学习特点的线上线下混合式教学模式。线上线下混合教学模式能充分利用互联网线上资源，即线上网络课堂学习与线下课堂学习，构成一个完整的教学链，更加有效地避免学生学习受时间、地点的约束。突破传统高职课堂中学习重讲授、少互动的教学模式，利用互联网平台进行课前、课中、课后教学和学生自主学习，扩大高职教师教授、学生学习的资源范围，调动学生积极性，实现线上和线下教学的有机融合，满足学生多元化资源学习的需求。

课程组录制了52课时的精品在线课程、微课，利用职教云不受时间和空间的限制，实现教师与学生之间的即时互动、资源共享、布置作业、小组讨论、测评互评、问卷调查等各种教学活动，并且拥有强大的激励与评价体系，激发学生在手机或者其他移动设备上自主学习，并对学生的实时学习行为进行记录，方便教师对学习过程进行观察和监管，进行过程性评价和考核，使考核过程更加人性化，使教师看到学生点滴的学习和成长轨迹。

2.充分利用现代信息化教学工具

针对学生对量具种类及规格认识不清，不会合理选择量具的问题，课程组使用量具的三维模型，让学生熟悉各种量具的问题，并使用量具选择的小游戏，帮助学生正确选择量具。针对学生的量具操作规范意识欠缺、读数不准确的问题，课程组运用微课指导、教师讲授、三维交互软件仿真测量、头脑风暴等方式强化操作的规范。然后，通过后续加工实训课程，进一步掌握对测量工具的使用，不断强调学生工具操作的规范性和准确性。

3.核心课程群能力递进教学模式

为解决精密制造的实践应用如何很好的融入教学，提高学生的兴趣和成就感，在精密制造核心课程中如何灵活运用该门课程知识点，提高加工零件质量，课程组进行了核心课程群能力递进教学模式的研究与实践，如图1所示。

图1 核心课程群能力递进教学模式

其中，基础阶段：“公差配合与技术测量”作为人才培养方案中后续核心课程(精密加工课程)“数控车削加工工艺与编程”“数控铣削加工工艺与编程”“计算机辅助制造”“专业综合实训”“数控多轴加工”等课程的专业基础，学生在该课程中学习并掌握识图、分析图纸能力，合理选用量具并可以正确对零件进行检测以及分析误差来源的能力。同时提前将后续精密加工课程案例植入课程教学，一方面为后续课程打下基础，另一方面通过真实案例提高学生的学习兴趣。

应用阶段：为使该课程的知识技能在核心课程中得到应用，课程组合理地将本门课程知识能力的培养分配到各门核心课程中，专业基础课程与专业核心课程相辅相成，在每门核心课中进行检测操作的渗透，前一门课的实操为后一门课的技能实操打下基础，从而实现测量技能的递进，通过对实际加工后的零件进行检测，反思，再设计，再加工，再检测这样的过程，达到设计、加工、检测的综合能力相互协调，进一步提升了学生的成就感，激发了学习的热情和兴趣。

提升阶段：通过在核心课程中的技能锻炼，学生巩固了该课程需要掌握的检测技术，能力进一步得到提升，从而为下一步助力技能比赛提供坚实的基础。

(三)“课岗证赛融通”，将专业技能要求融入课程教学改革

1.课程教学改革与岗位需求对接

以岗位能力培养为核心，全面进行课程教学改革。高职教育是“以服务为宗旨，以就业为导向”的职业教育，通过岗位调研，确定“公差配合与技术测量”课程服务于职业工作中的“零件的质量检测与分析”这一典型的工作任务。通过岗位能力分析，确立了培养目标是培养适应社会经济发展的需要，培养具有综合分析图纸的能力，通过查看技术文件明确验收条件与要求来确定验收标准的能力，合理选用量具、测量方法进行检测，并对测量结果分析误差来源，提出控制质量合理化建议的能力的高级技术技能型专门人才。岗位能力的培养包括岗位技能、职业素养和综合素质，由此构建课程教学改革的目标与标准。

2.课程教学改革与相关的执业资格证书对接

“公差配合与技术测量”对接的执业资格证书有质量员、车工、铣工、机械装调维修工等，在课程改革中融入相关考试内容，同时调整授课时间，使学生在学习的过程考取相应的证书，满足了国家持证上岗的要求，坚定了学生对就业前景的信心。

3.课程教学改革与技能大赛对接

以职业标准和技能大赛为引导，积极优化课程教学改革内容。比如“公差配合与技术测量”课程对接的机械行业精密模具智能制造应用技术大赛，结合目前我校的实训条件，加强学生的实践技能，强化技能实训的重要性，培养学生团结协作的团队精神，在对学生的指导培训过程中增进师生感情，实现了以赛促教、以赛促学的目的，提高了学校人才培养与产业需求的融合度。

(四)将企业文化内化于课堂

通过教学过程与生产实际相结合，学生参与专业技能竞赛、创业竞赛，深入企业现场实习等方式，让学生深入了解企业文化、企业精神、企业中的真实故事，逐步增强学生的企业认同感和社会责任感，将工匠精神变成可感知、可触摸的东西，在融入行业企业的过程中践行工匠精神，把职业素质和工匠精神逐渐内化为学生的自主意识和行动。比如，教师课堂上将武重的魏红权师傅事迹讲述给学生，告诉他们今后不论在何种工作岗位都要脚踏实地、精益求精，发挥不怕吃苦的劳动精神，在平凡的岗位上做最好的自己，把平凡的小事做得不平凡，为国家做出更大的贡献，让学生在学习中内化企业文化和工匠精神。

四、“公差配合与技术测量”课程改革建设成效

(一)加快了机械类专业品牌建设

本课程经过十几年的建设，逐步完善实训条件、师资力量，特别是教学资源建设，“公差配合与技术测量”为院级第二批在线开放课程，现已完成52个在线视频的制作，其他配套教学资源，如PPT、题库、试卷等齐全，本课程的建设成果有力地支撑了机械类专业的建设与发展。2016年机械设计与制造专业获批立项为省级品牌专业，2020年完成建设并顺利结项；2018年模具设计与制造专业完成校级特色专业建设；2019年数控技术专业完成省级学徒制试点专业建设。

(二)测量技能应用于多个专业的多门课程

本课程为机械类专业的专业基础课，学生在本门课程中可以学到公差与配合原理、测量技能，接触到精密测量。在机械设计与制造、模具和数控专业的后续专业课和实训课程中都会多次用到测量技能，特别是数控车、数控铣、多轴加工、专业综合实训等，本课程为后续专业课程的顺利开展提供了有力保障。

(三)提高学生测量技能，助力学生技能大赛获奖

本课程多年来为机械、数控、模具等专业学生打下了坚实的测量技术基础，为学生参加技能大赛获奖提供有力的支持。在机械行业精密模具智能制造应用技术大赛、湖北省职业院校技能大赛工业产品数字化设计与制造赛项、数控装调大赛等多项比赛中，需要多次用到精度检测、三坐标精密测量等，过硬的测量技能助力学生在大赛中取得了很好的成绩。

(四)校级在线课程资源共享

“公差配合与技术测量”在线课已经在智慧职教云MOOC平台免费对外开放，供各个高校教师开展线上线下混合式教学或学生网上自学。该课程资源丰富而全面，非常适合制造类高职院校学生学习。

五、结语

将精密制造理念融入制造类专业“公差配合与技术测量”课程，通过校企合作、创新教学模式、课证赛融通等措施，解决了知识点理解困难、测量技能不扎实等问题，基本达到了预定的教学目标，学生在零件加工质量的控制能力方面取得了很大的提高。本次课程改革虽取得了不错的成效，但也存在一些问题，比如，高精密测量仪器数量不足、教学案例更新不够快等，后续课程组将在这几个方面进行优化，时刻跟踪行业领域的发展，不断更新教学内容案例，为培养精密制造领域优秀的人才打好专业技术基础。