论现代测量技术课程教学改革的必要性

　　中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0125-03

　　“现代测量技术”课程是一门机械类各专业本科学生的专业课，也是一门实用性和实践性均很强的课程，是机械类学生进入社会后从事机械产品设计、制造的必备基础。在以往的课程教学中，本门课程大多采取理论课加上实验课的模式来进行教学，其中理论课程占62.5%，实验课程占37.5%。上海第二工业大学贯彻“职业导向的高等教育”理念，秉承“厚生，厚德，厚技”校训，是一所实施多层次高等技术职业教育，以培养知识型高技能创新人才为办学定位的学校。为了贯彻办学理念，体现“现代测量技术”的课程特色，根据我校在本门课程上拥有的较好的实验条件和师资队伍条件，紧扣行业发展的脉搏，体现科研促进教学的大学精神，有必要结合制造型企业对应用型机械工程技术人员提出的基本测量知识和技能要求，对本课程进行改革，积极的实践和探索，建立起培养职业导向的应用型工程技术人才的实践性课程教学体系。该文将从本课程的重要地位、实验室基础、师资队伍培养、科研反哺教学，教材和教学手段等方面来说明本课程在课程体系结构、教学内容、教学方法、教学手段、考核方法和实验室建设等方面进行探索和改革实践的必要性，并进一步提出了该课程的改革规划。

　　1 课程改革的必要性

　　1.1 本课程目前具备的优势

　　（1）现代测量技术的重要地位

　　检测就是将一个工件产品的现有特征如尺寸、形状或表面材质等与所要求的特征进行比较[1]。目前中国是世界的制造业中心，在机械零件加工的全过程中必须进行测量和检验，使之符合零件的精度设计要求，到达控制产品质量的目的；检测技术的水平在一定程度上反映了整个国家机械加工的精度水平，几何量检测技术的发展和机械加工精度的提高两者相为依存。根据国际计量大会的统计，机械零件加工精度大约每十年提高一个数量级，这都是归因于检测技术不断发展的缘故；因此，现代测量技术是随着先进制造业和机械加工技术的进步而不断前进的[2]。通过“现代测量技术”这门课程的学习，机械类专业的学生才能真正理解制造技术发展的驱动力和内涵、互换性和标准化的重要性，为学生进入制造型企业工作奠定坚实的检测知识和检测技能基础。

　　（2）实验室基础

　　在新课程教学体系的建立及其实施过程中，实验室建设至关重要。我校“计量实验室”经过长期的建设，硬件建设已发展到一定规模和水平，实验室现有面积200多m2，有不同规格的常用游标类、螺旋类、表类计量器具、万能量具、精密测量平板、机械式比较仪、光学比较仪、万能卧式测长仪、万能工具显微镜、光学分度头、万能测齿仪、电动轮廓仪、电感测微仪等仪器设备200多台件。最近几年又添置了准直仪、圆度仪TaylorHobson、RENISHAW激光干涉仪、三坐标测量机、气动量仪等，增加了常用计量器具的数量；目前与本课程配套的实验室建设已具有一般中型企业的检测能力，在同类学校中处于领先地位，为进一步推进课程改革提供了重要保障。

　　（3）有活力的师资团队基础

　　我校“现代测量技术”课程组自成立以来，已有10年的历史。本课程组目前由2名学识渊博的教授，4位朝气蓬勃的博士，1名经验丰富的高级技工，1位进行了6年测量技术研究的年青实验员组成。十年来课程组教师们积累了大量的理论和实践教学经验，秉承亲自带实验、参加实验室建设、参加现代测量技术相关的科研项目的研制、通过三小制作和学生创新项目等渠道带领学生自行制作实验装置（比如螺纹基本参数测量辅助教具，电感式水平仪等）的良好传统。在本课程的教学过程中，教师们认真备课、讲课、辅导、答疑、批阅作业、指导实验、做好每个教学环节、兢兢业业。此外，课程组的全体教师在实践性教学环节工作中通过经验丰富的老教师带年青教师，相互之间协调工作，合作互助，坚持以提高教学质量为中心，通过到制造型企业调研而不断更新教学内容，积极开展教学培训（教师参加高级质量检验工培训项目）和教学研究（探讨建立虚拟测量实验室），通过多种途径为提高教学质量创造条件。

　　（4）团队教师最新的科研成果应用于教学

　　“现代测量技术”课程设置是面向机械类学生进入企业后的实际应用，因此除了在理论教学上要有侧重外，在实践教学和应用研究等方面均应重视。目前，该课程的显著优势即为本课程团队教师的最新科研成果应用于教学。科研成果应用于教学主要是对教学师资、内容、方法、实验设备和软件系统配备等方面进行突破性的改进，具体为：

　　①白跃伟教授的测量技术科研团队的成果DirectDMIS测量软件和CMM仿真软件引入课堂教学，目前已经具备建立三坐标虚拟测量实验室的必要条件。

　　②刘唯教授的机械产品实际开发项目吸收团队内的年青教师和本科生加入，并可作为实际的精度设计和检测方案制定的教学案例融入课堂，做到真正的应用型人才培养模式；

　　③与上海汇大机械制造有限公司在学生培养上建立合作关系，并在该公司建立”先进制造技术校外实习基地”，从而为利用该制造型企业的测量技术和测量资源建立各种来源于实际的测量案例创造了条件。

　　1.2 本课程目前的不足

　　“现代测量技术”课程已经具备了上述进行课程改革的有利优势条件，但是还存在如下不足之处。

　　（1）教材内容不足

　　目前“现代测量技术”的教材种类和数量都不足，而且侧重性也不同。比如，靳祥升和杨中华合著的《现代测量技术》，除了在前面章节的基础知识具有共性外，其他的主要内容则侧重于地形图的测绘、地形图的应用、施工测量的基本方法、水利工程测量、建筑施工测量、道路工程测量、数字测图概述、GPS测量原理与应用、地理信息系统概述等内容，该书是适合水利、水文水资源、建筑、国土资源等相关专业的教材[3]；潘松庆的《现代测量技术》著作[4]也和文献[3]侧重点类似；中国科技大学的程晓舫老师的现代测量技术课程则侧重于仪表性能及标定、传感器、信号的调理、运算、传输、指示和记录等，也就是除了测量的物理概念外，侧重于测量信号的数学描述和处理[5]；李战宏的《现代测量技术》则具体包括全站仪及其应用、数字化测图技术、激光定位技术、数字水准仪、GIS概论等[6]。显然，这些内容不能完全适合我们机械类专业学生在制造型企业工作后所需的测量知识和测量技能。因此，关于针对应用型工科院校的机械类专业学生的“现代测量技术”教材的建设必须首先加强，这就需要在课程建设中结合制造型企业的实际以及科研环节中典型的应用案例，进行教材的编写和修改。 　　（2）师资队伍的知识面和实践经验有待加强

　　10年来由于一群有活力的师资团队保障了我校的这门课程始终以鲜明的特色保持其活力和不断发展。但是，随着先进制造技术内涵的加深，中国作为世界制造中心，正面临着劳动密集型产业向服务业和知识密集型产业转型、升级的关键时期；为适应制造业快速变革，中国的工程教育也要适应国际化的需求，向创业型和创新型应用人才培养目标迈进，因此现代测量技术作为一门专业课程，对老师知识面的广度和深度都有了新的更高要求，要求他们对制造业现代测量技术的发展具有更深的理解，并能对现代测量技术知识进行实时的更新，并应用于教学内容的更新，这是本课程师资队伍建设中需要不断加强的环节。

　　因此，我们需要通过一系列的针对本课程的各种教学改革，达到对新的师资队伍不断培养和更新的目的。在已有的国际和国内有利的大环境下，在老的有经验的老师的指导和帮助下，通过课程改革的进行，提高教师的整体教学水平，同时促进教师科研水平的提高，达到教学与科研相互促进的目的，培养出新的有生气、有活力的不断有年青教师加入的现代测量技术师资队伍。

　　（3）教学手段和实验设备需要进行更新

　　随着制造业的转型和升级，现代测量技术的随之发展，科研成果应用于教学之中，这些改变必然导致现代测量技术课程教学内容的不断更新。教学内容的不断更新则需要与本课程相关的教学手段和实验设备也要随之不断更新，因此，我们需要在课程建设和改革中通过逐步购买、消化和二次开发等方式改进教学软件和硬件设施。

　　根据上述课程目前具备的优势和不足之处的分析可知，为了适应本校职业导向的知识型高技能创新人才的办学定位，本门课程需要并且能够进行进一步的改革。

　　2 课程改革的规划

　　2.1 课程改革的基本出发点

　　根据上述对本课程的重要地位、实验室基础、团队教师最新的科研成果应用于教学、教材内容、师资队伍培养、教学手段和实验设备等方面的分析可知，进行“现代测量技术”课程改革的教学实践势在必行。“现代测量技术”课程组全体教师通过对以往的教学实践经验的分析、总结，并根据目前上海第二工业大学的定位和对机械类应用型人才培养的基本需求，初步确定本门课程在教学改革上应以以下几点为基本出发点：

　　注重测量理论与测量实践紧密结合；

　　注重测量现场教学，将抽象转化为具体实践；

　　注重与制造型企业正在使用的常用测量设备挂钩的实用性学习定位；

　　注重考核形式与教学要求和内容相适应；

　　注重多样化和趣味化的教学手段；

　　注重培养学生对检测基础知识的综合应用能力；

　　课程教学与机械类专业的培养目标相适应，随着培养目标的变化而不断变化。

　　此外，也应结合校企合作、紧扣服务社会，有效利用合作企业的大量实践资源的角度来增强“现代测量技术”课程改革的效果，更新课程教学内容，有力推进本门课程改革的顺利进行。

　　2.2 课程改革的内容

　　根据上述课程改革的基本出发点，结合目前本课程的基础条件，我们应从本门课程的特色创新角度完成如下新的改革内容：

　　（1）根据职业导向的高技能应用型人才培养需求，重新明确课程要求

　　“现代测量技术”是机械类本科各专业学生学习从事机械产品设计、制造的必备基础之一。课程组教师通过对上海金桥地区的出口加工制造业进行人才需求调研，几乎所有的机械制造企业都提出了应用型机械工程技术人员应当具备互换性、标准化及机械零部件几何精度设计的基本知识及检测知识和基本检测技能的要求。因此，在调研基础上我们首先应重新提出本课程的基本要求和能力构成。

　　（2）确定课程主线和模块内容，建立“现代测量技术”课程新的体系框架

　　在明确课程要求的基础上，应用性的实践教学内容增加了，因此恰当的处理理论基础、知识应用、实际动手三者之间的教学内容和学时分配问题；在解决这个关键问题的基础上，要通过课程建设构建《现代测量技术》课程新的教学体系。为了适应人才培养需求，新的课程体系根据互换性技术与检测技术两条主线，进行知识模块的建设；同时，模块的内容根据具体专业的不同要有所不同，比如机械工程专业与工业工程专业由于前期课程的不同，在互换性知识模块内容上则有区别；另外，随着现代制造业技术的发展，根据教学对象的不同，模块也可根据具体情况进行增减。

　　（3）理论与实践有效结合，进行授课模式的改革

　　从“现代测量技术”课程要求来看有较强的实际应用性，因此我们从实践性人才培养的要求出发，将理论课与实验课内容进行更新，加强对学生实际技能的培养。在授课模式上，为了体现课程特色，我们在本门课程所拥有的较好实验室条件，以及具有工业生产第一线实际工作经历的师资队伍的基础上，拟进一步建设虚拟测量实验室，开发对应的教学资源，学生可以在虚拟实验室和实际设备实验室将所学理论知识进行实践，弥补理论学习与实践脱离的问题，尤其增加对课程的学习兴趣，调动学生学习积极性，而且学习过程更加直观、容易理解，弥补了三坐标测量设备的不足，学生精力更集中，上课要学习新的理论知识，测量技能，制定测量方案进行实际测量和虚拟仿真测量，课后要撰写实践报告。

　　（4）加强实验室建设

　　在新课程教学体系的建立及其实施过程中，实验室建设至关重要，实验室建设要与新课程体系配套。通过实验设备的添置，不断开发新的实验项目，具体建设内容如下：

　　根据现代测量技术的发展，依据企业要求营造工程环境，进行实验室硬件更新；

　　适应现代教学的需求，建立三坐标测量机虚拟测量实验室；

　　根据添置的新实验设备和新建立的三坐标测量机虚拟测量实验室，开发新实验项目。

　　（5）根据授课模式采用多种考核方式

　　根据授课模式的改变，结合测量基础知识的教学、实际测量实验、虚拟测量实验等改革，改变过去单一理论考核的方式，通过教学实践，建立新的由多个方面组成的“现代测量技术”课程考核体系。该考核方式应能够促使学生重视学习过程，学、想、写和用相结合，了解测量相关的工程实践中发现、分析和解决问题的方法，为职业导向的学生培养奠定基础。 　　（6）教师队伍建设

　　本门课程改革后，对教师的要求提高了，教师不仅应具有扎实的理论基础，还要求有丰富的实践经验，不断更新的知识结构，以应对教学及实践应用过程中学生提出的各种各样问题。从教学队伍的知识结构来看，课程组8位教师中4位具有企业工作工程背景和经历，1位从教30年，有较丰富的教学经验和实践动手能力，与企业有密切接触，所涉及的科研领域有机械制造、自动测试、检测技术等。为使青年教师尽快胜任课程教学，拟采取的措施如下：定期开展课程组活动，老教师对青年教师的“传、帮、带”等手段，辅助实际教学案例；开展青年教师下企业、参加企业的培训项目等；积极承接纵横向科研课题，参加各种国际会议，锻炼教师的实际应用能力和科研开发能力，教学和科研彼此促进；另外，鼓励教师继续攻读学位。

　　（7）校企合作内容

　　有效利用目前校企合作的有利条件，根据制造型企业的实际测量工具、测量仪器、测量设备及测量方案，设计更多的测量案例，丰富教学内容，达到缩短企业和学校的距离。

　　（8）网上资源建设

　　此外，根据实际需要进行课程网站开发，建设教学网上资源和网上教学平台，实现教学资源的共享和师生交流方式的多渠道和多样化。

　　3 结语

　　根据上述对本课程的重要地位、实验室基础、科研成果反哺教学、教材内容、师资队伍培养、教学手段等方面的分析和课程的改革规划可知，我们有必要对“现代测量技术”课程的课程要求、体系框架、教学内容、授课模式、实验室建设、考核方法等进行分析和研究，探索和实践，在此基础上完成“现代测量技术”课程的改革，进行教材（自编）编写、教学课件的开发、虚拟实验室的建立和网上资源的建设等工作，并根据现代制造型企业的实际测量需求，努力把“现代测量技术”课程建设成为充分体现理论与实践相结合，具有创新、现代理念的示范性课程。

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