王肖英

基于成果導向的《互換性與技術測量》課程教學改革研究

王肖英

（山東華宇工學院，山東 德州 253000）

《互換性與技術測量》是本科機械類專業(yè)的專業(yè)必修課程，針對學生在學習過程中對精度設計理解不系統(tǒng)及互換性國家標準的實際應用能力普遍較弱等問題，結合學生的學習基礎，以成果導向的教育理念為指導，對《互換性與技術測量》課程的教學目標、教學內容、教學方法及課程評價體系進行改革，以提高學生的學習積極性及對知識的應用能力，達到實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)目的。

互換性與技術測量；成果導向；教學改革

前言

成果導向理念即OBE（Outcome Based Education）理念是工程教育認證的核心理念，目前我國進行工程教育專業(yè)認證也是以此進行標準設計。成果導向是以畢業(yè)要求為出發(fā)點設置課程及教學目的[1]，進而確定教學內容及開展教學。

機械類專業(yè)學生的就業(yè)方向主要是在機械相關行業(yè)的各領域從事機械產品設計、工藝編制及產品質量檢測等工作?！痘Q性與技術測量》是本科機械類專業(yè)的專業(yè)必修課程，開設本課程旨在為滿足學生在機械產品設計（精度設計）、工藝編制、產品質量檢測與分析等崗位的任職要求而提供基礎的知識和能力。本課程是聯(lián)系基礎課和專業(yè)課的橋梁和紐帶，在人才培養(yǎng)畢業(yè)要求的目標支撐中占有重要地位。

1 課程教學目標分析

依照車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求設置課程教學目標，如圖1所示，在課程目標的設置上體現(xiàn)運用專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力。

圖1 課程目標與畢業(yè)要求

車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的培養(yǎng)學生產品開發(fā)設計要求學生應具備產品精度設計和產品質量檢測及分析的能力，據此可確定本課程的教學目標。

掌握基本知識：能正確闡述互換性、尺寸精度設計、幾何精度設計、表面粗糙度的基本概念，熟練掌握孔、軸常用及優(yōu)先配合、幾何公差項目、表面粗糙度評定參數及測量等工程相關知識。

具備設計與分析能力：根據汽車及零件的功能要求進行精度設計、根據零件技術要求制定合理的檢測方案，并對檢測數據進行處理、分析。

具有高素質：啟發(fā)學生的創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新意識；培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)、團結協(xié)作、吃苦耐勞的職業(yè)精神；培養(yǎng)學生“一絲不茍，精益求精”的職業(yè)素養(yǎng)。

2 課堂教學現(xiàn)存在的問題

2.1 學生對精度設計與互換性標準的實際應用能力普遍較弱

《互換性與技術測量》課程主要內容為三項基本精度設計與檢測、典型零件的互換性。內容比較抽象，涉及的術語和概念較多，且本課程注重對國家標準的貫徹和應用，涉及到的相關標準較多，學生學習和應用中易出現(xiàn)知識點混淆、考慮問題不全面等現(xiàn)象。

學生對精度設計與互換性標準的實際應用能力普遍較弱。在后續(xù)的專業(yè)課程設計、畢業(yè)設計中，不知道如何正確的運用國家標準進行精度設計；圖樣標注五花八門、漏洞百出，或者照葫蘆畫瓢，知其然不知其所以然。造成這種狀況的一個重要原因是課程教學內容缺乏應用性實踐環(huán)節(jié)，學習內容沒有通過相應實踐環(huán)節(jié)消化、鞏固。即使安排實驗課，由于設置的實驗多為驗證性的實驗，學生的綜合實驗和應用能力也得不到必要的訓練。

課程改革中以培養(yǎng)學生應用能力為主線，圍繞生產實際中的三項基本精度的設計與檢測重構了教學內容體系，改變傳統(tǒng)教學中單一講解各類公差知識點與檢測方法，學生知識掌握不系統(tǒng)、不會應用的問題。

2.2 教學過程中以教師為主，學生缺乏主動學習的意識和機會

傳統(tǒng)的教學以教師講授為主，學生課堂參與度較低，課堂互動也較少，教學方法、教學手段落后，課堂講的過多、過細、缺乏新意，沒給學生留出充分的思考時間，再加上這門課名詞術語定義多、原則規(guī)定多、學生感到乏味，學習興趣不高。故學生對知識點的理解不深、不系統(tǒng)，對知識點的應用能力較差。課程改革中采用成果導向任務驅動教學模式。從實際工作角度出發(fā)，設置精度設計及其檢測的具體任務，同時加大過程考核的比重，提高學生主動學習的興趣和動力。

3 學生學情分析

3.1 學生具備的知識基礎及學習中可能遇到的問題

該課程一般安排在第三學期或第四學期，學習本課程之前學生已經具備機械圖樣的識讀和標注能力，為本課程可提供公差方面的知識基礎。根據以往的教學經驗及學生反饋情況，對學生在本課程的學習中可能遇到的問題進行綜合分析，在精度設計理論的學習方面可能會出現(xiàn)知識不系統(tǒng)、分析不全面等問題。同時在學時逐漸縮減的情況下，因自主學習能力缺乏，學習效率較低，學習任務無法完成。

3.2 教學對策

通過對學生基本情況的分析，可知學生已經具備了學習本課程的知識基礎，但是需要進一步加深對精度理論的學習和理解，增加實踐的機會，同時需要掌握科學有效的學習方法，提高學生對知識的應用能力和自身的學習效率。

4 基于成果導向的課程改革設計

在課堂改革過程中貫徹學生中心、產出導向、持續(xù)改進的理念。以標準化和計量學的基本理論為基礎，以生產中的各類制件（包括零、部件和整機）的幾何參數為研究對象，研究制件的精度理論、精度控制規(guī)范及其技術實現(xiàn)[2]；利用現(xiàn)代信息技術，以“碎片化”形式按照知識點對教學內容重構和設計，組織高效教學活動以促進學習目標的達成；多環(huán)節(jié)考查評價，促進學生深度學習。

4.1 教學內容改革

教學內容充分體現(xiàn)對知識的應用能力，以“零件精度設計、零件檢測方案設計、檢測數據處理”等核心能力為陣點，以減速器軸系部件、液壓元件等為載體整合教學內容，按照從簡到繁設計了七個項目，每個項目對應整合續(xù)化的課程內容，如表1所示。部分項目設置設計檢測裝置等具有創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的課后拓展訓練，培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力。

在項目設置中，根據學生學情設計不同的備選任務，例如，以一級減速器從動軸零件（綜合）為載體。設定不同的功能要求，學生分組對尺寸、配合、幾何精度、表面精度進行分析設計（包括軸承連接及鍵連接部分）。結合我校實訓設備自行加工除所設計的零件，并制定合理的檢測方案實施檢測。每個項目設置遵循“圖紙精度識讀、精度設計、誤差檢測分析”的認知順序執(zhí)行。使學生在完成課程的學習后具有根據零部件功能的需要進行各項精度設計和檢測的能力。同時，根據學生的學習狀況，增加學生自行設計相應檢測裝置的內容，注重學生創(chuàng)新能力以及綜合應用能力的培養(yǎng)，讓各個層次的學生都能體驗一定的學習挑戰(zhàn)，增強學生經過刻苦學習收獲能力和素質提高的成就感。在課程內容上突破教材傳統(tǒng)教學內容束縛，適當上調課程內容的廣度和深度，緊跟學科發(fā)展，加入光柵、超聲等檢測知識。

表1 《互換性與技術測量》工作任務

序號任務名稱涉及主要知識點 1減速器傳動軸與齒輪配合尺寸精度設計極限與配合、尺寸標注 2光滑極限量規(guī)設計（φ35H8孔用塞規(guī)）尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、圖紙繪制標注 3三位四通換向法配合精度設計尺寸公差、幾何公差選擇、公差原則、表面粗糙度、圖紙繪制標注 4滾動軸承結合的精度設計尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、滾動軸承的公差與配合、技術參數標注 5平鍵、花鍵的鍵連接精度設計尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、平鍵和花鍵的公差與配合、技術參數標注 6一級減速器的圓柱齒輪精度設計尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、圓柱齒輪的公差、技術參數標注 7減速器從動軸的精度設計及檢測（綜合）尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、滾動軸承公差與配合、平鍵和花鍵的公差與配合、零件圖繪制、技術參數標注

同時在課程內容改革中加入課程思政元素，以培養(yǎng)學生精益求精、持續(xù)專注、開拓創(chuàng)新的工匠精神為課程思政建設的方向和重點，旨在培養(yǎng)學生在機械設計過程中精益求精、一絲不茍的職業(yè)精神；在工作中遵規(guī)守矩的職業(yè)道德和遵紀守法的意識；在分析問題的過程中利用唯物主義辯證法分析和解決生產問題的思路，幫助學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀；培養(yǎng)學生嚴謹、科學的工作態(tài)度。逐漸實現(xiàn)專業(yè)教育和思政教育的有機融合，實現(xiàn)知識、能力和素質培養(yǎng)的有效統(tǒng)一。

4.2 教學方法改革

在教學過程中，突出“以能力為本位，以學生為主體，以教師為主導”的教學理念，注重培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展能力。加強教學過程設計，按照“課下預習-課前小測-課中翻轉-課后拓展+階段性成果匯報”的思路進行設計和實施。充分利用信息化教學手段，借助于學習通平臺進行線上線下教學，延長學生的學習時間，提高學習效果。嘗試采用翻轉課堂教學方式，學生利用課下預習，課前5～10分鐘的時間進行小測，對于較簡單、較系統(tǒng)的知識點采用分組學習，上臺講解等多種形式，充分調動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

知識自主“灌輸”：課前教師通過學習平臺將課上所能用的知識點進行總結和發(fā)布，學生利用課余時間自主完成學習，可以通過通過思維導圖、列表等形式進行知識綜合和知識的延伸，為課上的學習與課堂互動做好基本的知識儲備。

課中知識應用：首先教師下發(fā)并明確任務（例如三位四通換向法活塞與缸筒的配合精度的設計與檢測）；而后學生分小組討論，運用掌握的知識確定解決方案并進行分享，師生共同比較分析確定較為合理的方案；根據方案進行任務實施（設計尺寸精度、圓柱度及精度、公差原則、表面粗糙度、制定檢測方案并實施、監(jiān)測數據分析與評定等）。根據不同的學習內容以小組為單位采用TBL（基于團隊進行學習）翻轉課堂、角色扮演的模式進行教學活動，同時在精度設計和檢測過程中注重培養(yǎng)學生精益求精、一絲不茍的職業(yè)精神，明確作為一個設計師或質量檢測人員應具備的基本的職業(yè)素養(yǎng)。

課后提升：完成學習任務后學生及時總結和反思，并完成階段性成果。同時布置挑戰(zhàn)性任務，例如結合前沿知識自行設計檢測裝置、布置包含設計—加工—檢測多環(huán)節(jié)的綜合性項目等，注重學習結果的探究性和個性化。

4.3 課程評價體系改革

隨著課程改革的深入進行，教學理念實現(xiàn)由“以教師教為主”向“以學生學為主”的轉變，教學效果應以學生的綜合能力作為重要的衡量指標，因此，需要從考核內容、考核方法及考核主體等多個角度進行綜合衡量[3]。

考核內容注重知識、能力、素質三方面的綜合評價。在知識考核方面，以線上或線下的方式開展階段性測驗，考察學生對于知識體系中關鍵部分的掌握程度。能力考核是過程性評價的主要內容，也是整個課程考核的重點部分。在具體實施時，選擇作業(yè)、任務報告等多種形式考察學生應用所學知識解決問題的綜合能力。素質考核主要從自主學習能力、團隊協(xié)作能力、溝通交流能力以及創(chuàng)新能力等方面進行考察。結合課程特點，構建貫穿課前、課中、課后三階段全過程的考核模式。課程采用“在線學習檢測+課堂表現(xiàn)（翻轉課堂）+階段性成果+實驗+期末考核”的方法開展考核工作。強化學生在考核評價中的作用才是真正確立學生的主體地位。學生自評和小組互評的存在，有助于學生之間相互促進，不僅可以幫助學生發(fā)現(xiàn)存在的問題，調整學習的策略，改進學習的方法，還能幫助教師全面了解每一個學生在學習過程中的表現(xiàn)，有助于教師完成整個班級的測評。

5 結語

成果導向的教學理念促進了任課教師由“以教師教為中心”向“以學生學為中心”教學理念的轉變[4]，更加突出培

養(yǎng)學生的批判性思維、合作探究和問題解決能力，促進了由“注重知識目標”向“更加關注學生知識應用能力及綜合素養(yǎng)提升”教育理念的轉變。

[1] 王建彬,王介石,江本赤.工程教育認證OBE理念在互換性課程教學中的實踐與探索——以安徽工程大學為例[J].宜春學院學報,2019,41(12):117-119+122.

[2] 王鵬,苗磊,余亮.基于OBE理念的互換性與技術測量課程教學改革[J].遼寧科技學院學報,2020,22(02):47-48+43.

[3] 劉冰,肖楊.基于成果導向的《能源化工》課程改革[J].化工設計通訊,2021,47(08):128-129.

[4] 路芳,劉愛軍,孫書蕾,等.基于OBE理念的互換性與測量技術課程教學改革研究[J].當代教育實踐與教學研究,2019(14):66-67.

Research on Teaching Reform ofBased on Achievement Orientation

WANG Xiaoying

( Shandong Huayu Institute of Technology, Shandong Dezhou 253000 )

is a compulsory course for mechanical majors,in view of the students' weak practical application ability of precision design and interchangeability standards, combined with the learning basis of students and guided by the achievement oriented educational concept, the teaching objectives, teaching contents, teaching methods and curriculum evaluation system ofare reformed,to improve students' learning enthusiasm and application ability of knowledge.

Interchangeability and technical measurement; Result oriented; Reform in education

A

1671-7988(2021)22-171-04

G30

A

1671-7988(2021)22-171-04

CLC NO.: G30

王肖英（1984—），女，碩士研究生，副教授，就職于山東華宇工學院，主要研究方向：機械設計制造?；痦椖浚荷綎|華宇工學院《互換性與技術測量》一流課程建設項目（魯華宇院政字[2020]87號）；山東華宇工學院《互換性與技術測量》課堂教學改革試點課程項目（2021KG-03）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.022.044