【摘 要】本文介紹北京信息科技大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下對(duì)課程精密測(cè)量技術(shù)進(jìn)行建設(shè)與調(diào)整。給出工程教育認(rèn)證背景下課程建設(shè)的執(zhí)行思路,實(shí)施與培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求相對(duì)應(yīng)的課程教學(xué)大綱修訂、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的調(diào)整,明確課程教學(xué)結(jié)果的考核評(píng)價(jià)方式。
【關(guān)鍵詞】工程教育專業(yè)認(rèn)證 測(cè)控技術(shù)與儀器 精密測(cè)量技術(shù) 課程建設(shè)
【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2015)04-0010-02
一 工程教育專業(yè)認(rèn)證
2013年6月,在韓國(guó)首爾召開(kāi)的國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上,世界上最具影響力的國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議——《華盛頓協(xié)議》接納中國(guó)成為該協(xié)議簽約成員?!度A盛頓協(xié)議》的宗旨是通過(guò)雙邊或多邊認(rèn)可工程教育資格及工程師執(zhí)業(yè)資格,促進(jìn)工程師跨國(guó)執(zhí)業(yè)。協(xié)議遵循的工程專業(yè)教育標(biāo)準(zhǔn)和工程師職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn),是對(duì)工科畢業(yè)生和工程師職業(yè)能力公認(rèn)的權(quán)威要求。以加入《華盛頓協(xié)議》為契機(jī),我國(guó)將在工科主要專業(yè)領(lǐng)域逐步擴(kuò)大認(rèn)證范圍,采用國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程教育改革,引導(dǎo)工程教育專業(yè)建設(shè),提高中國(guó)高等工程教育國(guó)際化水平,持續(xù)提升高等工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。
經(jīng)過(guò)多年持續(xù)建設(shè)與改進(jìn),北京信息科技大學(xué)積極籌備,已申請(qǐng)于2014年進(jìn)行測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的工程教育專業(yè)認(rèn)證。該專業(yè)前身為北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院精密儀器專業(yè),1998年經(jīng)過(guò)專業(yè)調(diào)整更名為“測(cè)控技術(shù)與儀器”。專業(yè)課程體系一方面涉及電子學(xué)、光學(xué)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息與控制技術(shù)等多學(xué)科;另一方面沿襲傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)部所屬高校精密儀器專業(yè)的特點(diǎn),具有鮮明的幾何量精密測(cè)量特色。
工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下,專業(yè)課程體系以及專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)結(jié)果評(píng)價(jià)等方面的改革通常需要遵循五條通用范式,即在理念上以學(xué)生為中心,以培養(yǎng)結(jié)果為導(dǎo)向;在目標(biāo)上強(qiáng)調(diào)與產(chǎn)業(yè)社會(huì)相結(jié)合;在行動(dòng)上強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn);在過(guò)程中注重對(duì)目標(biāo)達(dá)成的支撐;在認(rèn)證和評(píng)價(jià)上實(shí)行第三方機(jī)制。本文以北京信息科技大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)為例,介紹工程教育認(rèn)證背景下專業(yè)課程精密測(cè)量技術(shù)的課程建設(shè)情況。
二 測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求
《華盛頓協(xié)議》框架要求工程類畢業(yè)生達(dá)到如下能力要求:(1)具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感和工程職業(yè)道德。(2)具有從事工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)和管理知識(shí)。(3)掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)和本專業(yè)的基本理論知識(shí),具有系統(tǒng)的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷;了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。(4)具備設(shè)計(jì)和實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)的能力,并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。(5)掌握基本的創(chuàng)新方法,具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí);具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)系統(tǒng)和過(guò)程的能力,設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素。(6)掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。(7)了解與本專業(yè)相關(guān)的職業(yè)和行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究與開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法律、法規(guī),能正確認(rèn)識(shí)工程對(duì)于客觀世界和社會(huì)的影響。(8)具有一定的組織管理能力、表達(dá)能力和人際交往能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力。(9)對(duì)終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識(shí),具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。(10)具有國(guó)際視野和跨文化的交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作能力。
根據(jù)自身定位和辦學(xué)特色,北京信息科技大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)制訂了本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。培養(yǎng)目標(biāo)為:培養(yǎng)能適應(yīng)我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,在德、智、體、美等諸方面全面發(fā)展,具有良好科學(xué)文化素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,能從事測(cè)控技術(shù)與儀器、光機(jī)電一體化系統(tǒng)以及信息檢測(cè)和處理等領(lǐng)域內(nèi)的各種設(shè)備、儀器和系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、維護(hù)和運(yùn)行管理的技術(shù)人才。具體設(shè)定的畢業(yè)要求為:a.具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感和工程職業(yè)道德;b.具有從事測(cè)量控制技術(shù)與儀器集成設(shè)計(jì)和應(yīng)用工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、物理以及經(jīng)濟(jì)和管理知識(shí);c.掌握測(cè)量控制技術(shù)與儀器集成設(shè)計(jì)和應(yīng)用的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),包括測(cè)量理論與誤差分析、控制原理與技術(shù)、精密機(jī)械學(xué)、電子線路與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用、儀器設(shè)計(jì)與應(yīng)用等,并完成相關(guān)工程實(shí)踐訓(xùn)練;d.了解國(guó)內(nèi)外測(cè)量控制與儀器儀表技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì);e.掌握光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)相結(jié)合的當(dāng)代測(cè)控技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究方法,具有設(shè)計(jì)和實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)的能力,并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析;f.掌握分析和解決測(cè)量與控制領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題的基本技能和方法,具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)系統(tǒng)和過(guò)程的能力,設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素,了解基本的創(chuàng)新方法,具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí);g.掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法;h.了解本專業(yè)的常用技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),并能夠在設(shè)計(jì)中運(yùn)用,了解相關(guān)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)對(duì)現(xiàn)代儀器與測(cè)控系統(tǒng)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究與開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法律、法規(guī),能正確認(rèn)識(shí)工程對(duì)于客觀世界和社會(huì)的影響;i.具有一定的技術(shù)開(kāi)發(fā)和工程設(shè)計(jì)組織管理能力、表達(dá)能力和人際交往能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力;j.對(duì)終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識(shí),具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的
能力;k.掌握一門外語(yǔ),能夠參與跨文化交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作。
為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo),達(dá)成畢業(yè)要求,以工程教育專業(yè)認(rèn)證為引領(lǐng),我們對(duì)課程體系、主干課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、評(píng)價(jià)方式等進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整與建設(shè)。
三 精密測(cè)量技術(shù)的課程地位與現(xiàn)存的問(wèn)題
課程建設(shè)之前,精密測(cè)量技術(shù)是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門專業(yè)課,總學(xué)時(shí)數(shù)40小時(shí),其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)8小時(shí)。本課程的教學(xué)目標(biāo)是:要求學(xué)生掌握精密測(cè)量技術(shù)的基本理論、基本概念、基本方法和技術(shù),了解本領(lǐng)域的最新研究成果和進(jìn)展,熟悉精密測(cè)量技術(shù)中關(guān)于長(zhǎng)度、形狀位置、角度、圓分度、表面粗糙度、螺紋、齒輪參數(shù)等的測(cè)量原理、測(cè)量方法、測(cè)量誤差分析與處理,從而使學(xué)生獲得從事精密測(cè)量技術(shù)工作的能力。
精密測(cè)量技術(shù)課程綜合性強(qiáng),要求基礎(chǔ)知識(shí)面廣,因此安排在所有基礎(chǔ)課與專業(yè)基礎(chǔ)課之后,在第9學(xué)期開(kāi)設(shè)。課程內(nèi)容涉及光學(xué)、機(jī)械學(xué)、電學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、精密測(cè)量理論等多門學(xué)科。2010年專業(yè)課程調(diào)整以前,該課程名為“測(cè)量技術(shù)”,教學(xué)內(nèi)容包括誤差理論與數(shù)據(jù)處理和幾何量測(cè)量?jī)砷T課程的內(nèi)容。自2011年開(kāi)始,誤差理論與數(shù)據(jù)處理和精密測(cè)量技術(shù)獨(dú)立設(shè)課。
課程存在的主要問(wèn)題是:(1)原先課程目標(biāo)與工程教育認(rèn)證體系下能力達(dá)成的對(duì)應(yīng)性不明確,存在有限教學(xué)時(shí)數(shù)與教學(xué)內(nèi)容、能力培養(yǎng)失配的問(wèn)題;(2)近幾年實(shí)驗(yàn)室添置了若干體現(xiàn)精密測(cè)量新技術(shù)的儀器設(shè)備,包括探針掃描隧道顯微鏡、影像測(cè)量?jī)x、輪廓度檢測(cè)儀、關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)、測(cè)角儀等,對(duì)典型傳統(tǒng)精密計(jì)量?jī)x器如萬(wàn)能工具顯微鏡、立式光學(xué)計(jì)、自準(zhǔn)直儀等進(jìn)行了數(shù)字化升級(jí)換代,因此有必要對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整,以使課程教學(xué)內(nèi)容緊跟科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐。
四 精密測(cè)量技術(shù)課程建設(shè)思路與實(shí)施
第一,以工程教育專業(yè)認(rèn)證為引領(lǐng),對(duì)精密測(cè)量技術(shù)課程教學(xué)大綱進(jìn)行修訂,明確課程目標(biāo)與學(xué)生能力培養(yǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
修訂后,教學(xué)大綱規(guī)定:通過(guò)課堂學(xué)習(xí)、資料查閱、討論、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)報(bào)告等形式,學(xué)生應(yīng)了解精密測(cè)量技術(shù)特別是幾何量精密測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),了解精密計(jì)量規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、政策和法規(guī),掌握精密測(cè)量基本理論,掌握精密測(cè)量系統(tǒng)的誤差分析理論與方法,掌握精密測(cè)量的數(shù)據(jù)處理和參數(shù)評(píng)定知識(shí),掌握常規(guī)精密儀器的操作使用。學(xué)生應(yīng)能確定精密測(cè)量方案,選擇精密測(cè)量系統(tǒng),應(yīng)初步形成組織管理精密測(cè)量的能力,提高工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用與科研方面的綜合素質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容與達(dá)成畢業(yè)能力要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下(括弧內(nèi)字母為上述畢業(yè)要求條目編號(hào),即通過(guò)該內(nèi)容的學(xué)習(xí),可達(dá)成相應(yīng)能力的培養(yǎng)):(1)了解精密測(cè)量技術(shù)特別是幾何量精密測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)(d,k);(2)了解我國(guó)幾何量量值傳遞體系和計(jì)量檢定規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、政策和法規(guī)(c,d,h,k);(3)了解精密測(cè)量基本概念,掌握測(cè)量方法選擇和重要測(cè)量學(xué)原則原理(b,c,d,e,h);(4)掌握長(zhǎng)度基準(zhǔn)、量塊標(biāo)定、長(zhǎng)度尺寸測(cè)量,了解大尺寸測(cè)量、坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)和微納米測(cè)量技術(shù)(b,c,e,f,h,i);(5)掌握直線度、平面度、圓度的測(cè)量方法和數(shù)據(jù)處理過(guò)程,了解平行度、垂直度、同軸度的測(cè)量方法(b,c,e,f,h,i);(6)掌握表面粗糙度的測(cè)量方法和數(shù)據(jù)處理過(guò)程,了解表面輪廓非接觸測(cè)量方法和微納米表面形貌測(cè)量分析(b,c,e,f,h,i);(7)掌握角度測(cè)量方法和圓分度誤差的測(cè)量(b,c,e,f,h,i);(8)了解速度、轉(zhuǎn)速、加速度的測(cè)量方法,了解機(jī)械振動(dòng)及其他物理量的測(cè)量(c,d)。
第二,對(duì)于課程考核方式進(jìn)行調(diào)整。規(guī)定課程考核成績(jī)由理論課成績(jī)和實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)兩部分構(gòu)成,其中理論成績(jī)占80%,實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)占20%。實(shí)踐環(huán)節(jié)考核成績(jī)由實(shí)驗(yàn)完成情況(50%)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)(50%)確定。實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)不合格,則該門課程考核的總成績(jī)?yōu)椴患案瘛@碚撜n成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī),平時(shí)成績(jī)由任課教師根據(jù)學(xué)生平時(shí)聽(tīng)課、課堂討論、平時(shí)測(cè)試、期中考試、出勤考勤及作業(yè)、調(diào)研、論文等方面的學(xué)習(xí)情況綜合評(píng)定。其中平時(shí)成績(jī)占20%~40%,期末考試成績(jī)占60%~80%,由任課教師根據(jù)具體情況而定。
第三,對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。主要體現(xiàn)為:(1)將課程緒論部分學(xué)時(shí)數(shù)增加到4學(xué)時(shí),解釋我國(guó)計(jì)量檢定的管理體系、政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;重點(diǎn)講解精密測(cè)量基本概念、精密測(cè)量方案制訂和重要測(cè)量學(xué)原則與原理;并介紹精密測(cè)量技術(shù)特別是幾何量精密測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。(2)針對(duì)具體幾何量的精密測(cè)量,講解對(duì)應(yīng)的測(cè)量原理、方法、數(shù)學(xué)描述、誤差分析與數(shù)據(jù)處理。對(duì)于不同精度要求的測(cè)量,介紹系列儀器選用方案,重點(diǎn)講授典型、主流的精密測(cè)量技術(shù),同時(shí)增設(shè)新技術(shù)方面的教學(xué)內(nèi)容,如坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)、納米測(cè)量技術(shù)、視覺(jué)測(cè)量技術(shù)等。(3)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,針對(duì)具體幾何量,將體現(xiàn)新技術(shù)的儀器設(shè)備融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施中,讓學(xué)生將常規(guī)、傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器與新一代數(shù)字化儀器對(duì)比應(yīng)用,如將傳統(tǒng)目視判讀的萬(wàn)能工具顯微鏡與數(shù)字萬(wàn)能工具顯微鏡、影像測(cè)量?jī)x對(duì)比使用,不僅增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,還促使學(xué)生對(duì)精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展有更加全面、直觀的認(rèn)識(shí)。(4)在教學(xué)方式方法上,教師的課堂教學(xué)結(jié)合多媒體講授、布置技術(shù)主題,讓學(xué)生查資料寫(xiě)報(bào)告、進(jìn)行課堂討論等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,針對(duì)典型精密測(cè)量實(shí)驗(yàn),如量塊的檢定,要求學(xué)生分組制訂實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)過(guò)程、分析處理數(shù)據(jù)、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、提出改進(jìn)措施。
五 結(jié)束語(yǔ)
以加入《華盛頓協(xié)議》為契機(jī),我國(guó)高校的工程教育專業(yè)認(rèn)證將逐步推廣。作為較早參加認(rèn)證的高校之一,我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)積極籌備,認(rèn)真學(xué)習(xí)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)施認(rèn)證過(guò)程中,對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系乃至課程目標(biāo)與內(nèi)容進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)整和改善,已經(jīng)取得顯著的成效。其中,精密測(cè)量技術(shù)課程針對(duì)工程教育認(rèn)證進(jìn)行了課程建設(shè),包括課程大綱修訂、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、考核評(píng)價(jià)方式設(shè)定、教學(xué)方式方法的改進(jìn)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施等內(nèi)容,在今后的教學(xué)工作中為培養(yǎng)合格的工程師人才發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
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〔責(zé)任編輯:龐遠(yuǎn)燕〕