尹欣 王金鳳 常緒成 劉元朋

關(guān)鍵詞： 虛擬教研室 互換性與技術(shù)測(cè)量 混合式教學(xué) 課程建設(shè)

“互換性與技術(shù)測(cè)量”是機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在讓學(xué)生掌握機(jī)械產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范并將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，同時(shí)要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)該門課程可具備較強(qiáng)的幾何量測(cè)量動(dòng)手能力與素養(yǎng)，課程在機(jī)器的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、重復(fù)性和精確性方面提供了技術(shù)支持。從工藝課程教學(xué)與設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，“互換性與測(cè)量技術(shù)”起到重要連接作用，能將基礎(chǔ)課程教學(xué)與專業(yè)課程教學(xué)有效銜接。因此，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)互換性與測(cè)量技術(shù)課程進(jìn)行改革，以滿足高端制造技術(shù)快速發(fā)展對(duì)人才的需求，顯得尤為迫切[1]。

2021 年7 月，教育部高等教育司發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展虛擬教研室試點(diǎn)建設(shè)工作的通知》，規(guī)定新型基層教學(xué)組織的虛擬教研室，既具有一般科研學(xué)術(shù)共同體的自主性、自覺(jué)性和自律性等特點(diǎn)，又有其特殊性。該文依托校級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化虛擬教研室，對(duì)“互換性與技術(shù)測(cè)量”課程進(jìn)行改革探索，創(chuàng)新了教研形態(tài)，增強(qiáng)了師資力量，共建了教學(xué)資源，完善了教學(xué)研究，使教學(xué)成效得到了顯著提升。

1 優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

“互換性與技術(shù)測(cè)量”面向該校機(jī)械工程、車輛工程、材料成型及控制工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器設(shè)計(jì)工程、可靠性工程、適航技術(shù)和工業(yè)工程等專業(yè)的本科生。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可具備以下知識(shí)和能力：（1）熟練掌握有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化與互換性、尺寸公差與配合、幾何公差、公差原則、表面粗糙度及典型零部件公差與配合方面的基本知識(shí)；（2）能夠根據(jù)零件的使用要求與工作條件，查閱和使用公差與配合方面的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇和使用各類公差與表面粗糙度；（3）掌握有關(guān)尺寸誤差、幾何誤差、表面粗糙度方面的測(cè)量方法和測(cè)量器具，并具備分析測(cè)量結(jié)果的能力；（4）針對(duì)機(jī)械和航空制造領(lǐng)域中的相關(guān)測(cè)量問(wèn)題，能設(shè)計(jì)正確的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方案，合理選擇通用計(jì)量器具和設(shè)計(jì)專用計(jì)量器具，檢測(cè)相關(guān)的尺寸、幾何誤差和表面粗糙度。

該教學(xué)目標(biāo)確定需要相關(guān)教研室老師同時(shí)進(jìn)行交流研討和論證，傳統(tǒng)教研室受限于參與教師的行政管理關(guān)系，其動(dòng)態(tài)性、開(kāi)放性不足，不能有效解決多學(xué)科教師的協(xié)同教研問(wèn)題，建立虛擬教研平臺(tái)，可以從基礎(chǔ)性和實(shí)用性等方面，同時(shí)結(jié)合各個(gè)專業(yè)不同的培養(yǎng)方向、專業(yè)環(huán)境等進(jìn)行論證，使教學(xué)內(nèi)容更加明確，教學(xué)目標(biāo)可評(píng)估性也大大提高[2]。

1. 1 優(yōu)化課程內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)

“互換性與技術(shù)測(cè)量”有其課程的特殊性，總課時(shí)比較少、課程內(nèi)容很繁瑣、涉及的知識(shí)面也很廣泛，并且實(shí)用性比較強(qiáng)。按照教學(xué)安排，幾乎不可能完成課程所規(guī)定的全部?jī)?nèi)容，所以實(shí)際教學(xué)中要盡量?jī)?yōu)化整體內(nèi)容、突出教學(xué)的重難點(diǎn)。為此，課程組教師經(jīng)過(guò)多次線上線下教學(xué)研討，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了多輪修改，并與其他專業(yè)教研室教師共同交流，修改不同專業(yè)課程培養(yǎng)方案，利用虛擬教研室協(xié)同教研新形態(tài)，促進(jìn)課程進(jìn)一步改革[3]。

1. 2 新舊標(biāo)準(zhǔn)銜接過(guò)渡安排

隨著社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)互換性與測(cè)量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善，新舊標(biāo)準(zhǔn)處于更替交換過(guò)渡時(shí)期，目前各類企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的使用也處于新老結(jié)合階段，所以教學(xué)過(guò)程中要充分考慮到這個(gè)問(wèn)題，這就需要依靠虛擬教研室這個(gè)平臺(tái)，共同探討，要求教師在教學(xué)過(guò)程中必須大量查閱資料，結(jié)合專業(yè)實(shí)際，新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比講授。

1. 3 現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用

《互換性與技術(shù)測(cè)量》具有抽象性和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，難以引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)這種情況，教學(xué)過(guò)程中要改進(jìn)教學(xué)方法。在理論課學(xué)習(xí)中，運(yùn)用多媒體動(dòng)畫演示、圖紙分析、視頻學(xué)習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)3D 圖形演示，更形象地向?qū)W生展示點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系和運(yùn)用場(chǎng)合。利用建模軟件展示公差與配合，反映基本概念間的關(guān)系與運(yùn)用條件；在實(shí)踐教學(xué)中，引入精度設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，這樣做不僅可以解決學(xué)生多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備少的難題，同時(shí)可以提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。利用虛擬教研室，不同專業(yè)的教師也可以共建優(yōu)質(zhì)共享的實(shí)踐教學(xué)資源庫(kù)[4]。

依據(jù)以上目標(biāo)及優(yōu)化方向，面向?qū)I(yè)工程教育認(rèn)證要求，對(duì)課本上的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新解構(gòu)，構(gòu)架邏輯關(guān)系，突出重、難點(diǎn)，選擇貼合教學(xué)內(nèi)容，新活、飽滿的案例，提煉精華，給學(xué)生以啟發(fā)。同時(shí)，保證教學(xué)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、合理，以對(duì)課程目標(biāo)形成有效支撐。教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)及課程目標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系具體見(jiàn)表1。

2 改革教學(xué)模式，促進(jìn)線上線下結(jié)合

新時(shí)代對(duì)大學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)提出了新的要求，學(xué)生接受知識(shí)的方式也在不斷變化，這都需要課程與教學(xué)改革與時(shí)俱進(jìn)。結(jié)合該校辦學(xué)特色，“互換性與技術(shù)測(cè)量”課程教學(xué)既要向?qū)W生傳授書本上的理論知識(shí)，又要選擇實(shí)用的典型航空案例進(jìn)一步加深學(xué)生的理解。

2. 1 改變傳統(tǒng)單向的、知識(shí)灌輸式的授課方式

教學(xué)中適時(shí)采用啟發(fā)式的案例式教學(xué)，結(jié)合學(xué)?！昂娇諡楸?、管工結(jié)合”辦學(xué)特色，建立思政案例庫(kù)，采用溫故導(dǎo)入、問(wèn)題導(dǎo)入、直觀導(dǎo)入等方式進(jìn)行課堂知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容引入，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力。比如：在理論知識(shí)介紹前引入具體案例，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2. 2 感性認(rèn)知—理性分析—實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合

采用多種教學(xué)方法，結(jié)合線上資源庫(kù)，設(shè)置豐富多彩的測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)，互相溝通交流，從而提高他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生列舉該專業(yè)熟悉的實(shí)例或產(chǎn)品，如對(duì)航空專業(yè)的學(xué)生選擇航空零配件的設(shè)計(jì)案例。

2. 3 項(xiàng)目式教學(xué)

學(xué)生可以在老師的指導(dǎo)下協(xié)同完成完整的“項(xiàng)目”工作，進(jìn)而在此過(guò)程中可以學(xué)習(xí)并掌握整個(gè)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)容，使學(xué)生在“學(xué)中用、用中學(xué)”，知識(shí)與能力同步提高。

2. 4 線上線下混合式教學(xué)模式

“互換性與技術(shù)測(cè)量”校級(jí)在線課程已獲立項(xiàng)，并用于輔助課堂教學(xué)，學(xué)生隨時(shí)隨地可以在線學(xué)習(xí)，方便快捷，提高效率。目前，線上資源已涵蓋課件、大綱、電子參考資料、視頻、試題庫(kù)和作業(yè)庫(kù)，學(xué)生在課外可以選擇相應(yīng)的內(nèi)容學(xué)習(xí)，同時(shí)也有利用學(xué)生進(jìn)行期末復(fù)習(xí)和老師的答疑，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)多種方式舉辦說(shuō)課活動(dòng)，研討線上教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法，預(yù)判潛在的線上教學(xué)問(wèn)題并做好預(yù)案。利用平臺(tái)的大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)情分析，可精準(zhǔn)地監(jiān)控學(xué)生自主學(xué)習(xí)、線上學(xué)習(xí)的過(guò)程，了解知識(shí)被掌握的程度，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)行為，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量[5]。目前，利用網(wǎng)站學(xué)習(xí)的學(xué)生人數(shù)占到學(xué)生總?cè)藬?shù)的95% 以上。在線運(yùn)行的幾個(gè)學(xué)期中，學(xué)生評(píng)價(jià)良好，評(píng)教成績(jī)均在90 分以上。參與評(píng)價(jià)的學(xué)生認(rèn)為授課教師責(zé)任心強(qiáng)、專業(yè)理論水平高、講課生動(dòng)有趣、知識(shí)點(diǎn)覆蓋全。

2. 5 結(jié)合線上線下改革考核模式

經(jīng)過(guò)課程教學(xué)模式改革，建立多元化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系，加大過(guò)程性考核占比，促進(jìn)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、過(guò)程性學(xué)習(xí)和體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。（1）過(guò)程性考核，通過(guò)學(xué)生線上課程，思政案例庫(kù)學(xué)習(xí)，結(jié)合線上作業(yè)，測(cè)驗(yàn)、課堂表現(xiàn)及參與情況來(lái)合理給分。（2）期末試卷考核，結(jié)合符合OBE 要求的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)及能力評(píng)價(jià)，規(guī)范出卷，能夠考核學(xué)生掌握理論知識(shí)的情況。（3）實(shí)驗(yàn)考核，考核學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，全程參與，獨(dú)立完成并按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況。

3 改進(jìn)教學(xué)方法，完善教學(xué)實(shí)施過(guò)程

“互換性與技術(shù)測(cè)量”課程教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩部分，課程組通過(guò)對(duì)教學(xué)方法的不斷實(shí)踐研究，目前教學(xué)內(nèi)容組織實(shí)施情況如下。

3. 1 理論教學(xué)

3.1.1 課前在線開(kāi)放課程

課前教師發(fā)“通知”，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)通上觀看精度設(shè)計(jì)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等方面的教學(xué)視頻、課件。有問(wèn)題可以在討論區(qū)留言，教師或?qū)W生參與解答。通過(guò)課前學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有初步認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

3.1.2 課堂（含在線開(kāi)放部分）

教師講授課程內(nèi)容，利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)和雨課堂平臺(tái)與學(xué)生互動(dòng)討論，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下通過(guò)參與式、討論式、辯論式、探究式、合作式等方式分析解答問(wèn)題。此外，授課過(guò)程中，穿插播放“大國(guó)重器”等相關(guān)的高端裝備制造的網(wǎng)絡(luò)視頻資源，將思政從課內(nèi)引申到課外。

3.1.3 課后在線開(kāi)放課程

教師在學(xué)習(xí)通布置基礎(chǔ)的課后測(cè)驗(yàn)習(xí)題和有難度、綜合性的作業(yè)題。從而鞏固學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的理解，以及培養(yǎng)學(xué)生分析、解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。在此過(guò)程中，教師通過(guò)學(xué)習(xí)通、微信或釘釘隨時(shí)給予答疑解惑。

3. 2 實(shí)踐教學(xué)

（1）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)：教師講解機(jī)床設(shè)備操作，學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（2）課外延申：引入虛實(shí)結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可結(jié)合課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)點(diǎn)自行選擇進(jìn)行下一步驗(yàn)證。

（3）企業(yè)實(shí)習(xí)： 校外企業(yè)工程技術(shù)人員向?qū)W生講解機(jī)械產(chǎn)品加工過(guò)程、各種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，以及企業(yè)產(chǎn)品研制歷程、精度的選擇，學(xué)生需完成實(shí)習(xí)報(bào)告。

4 構(gòu)建“多位一體”實(shí)踐教學(xué)體系

筆者學(xué)校每年有近千名本科生學(xué)習(xí)該課程，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本現(xiàn)狀來(lái)看，教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展的多為演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)化、規(guī)范化的綜合性實(shí)驗(yàn)，很難保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)實(shí)現(xiàn)個(gè)體與組織、時(shí)間與空間、線上與線下協(xié)同發(fā)展，以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、興趣小組為補(bǔ)充，以企業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目為拔高培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容，最大限度地實(shí)現(xiàn)資源共享，推動(dòng)構(gòu)建“多位一體”實(shí)踐教學(xué)體系。

（1）校企共建OBE 模式下機(jī)械精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制課程實(shí)驗(yàn)大綱制定和協(xié)同育人聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)。扎實(shí)推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，共同實(shí)施產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人項(xiàng)目。通過(guò)企業(yè)將行業(yè)與技術(shù)前沿引入機(jī)械精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，研發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)制作機(jī)械精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中不斷提升專業(yè)興趣，提高動(dòng)手能力，達(dá)到想做會(huì)做。

（2）結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)及其他現(xiàn)代化技術(shù)手段，依托學(xué)?，F(xiàn)有智能制造平臺(tái)建立虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，線下實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)平臺(tái)使學(xué)生基本掌握實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程和理論知識(shí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室線下實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的興趣和動(dòng)力，同時(shí)也可以解決實(shí)驗(yàn)儀器不足，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地有限等因素，更有利于提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)資源共享[6]。

（3）融入航空零件精度測(cè)量典型案例，建立OBE模式下機(jī)械工程案例實(shí)訓(xùn)平臺(tái)及項(xiàng)目案例資源庫(kù)，學(xué)生在此平臺(tái)上獨(dú)立完成作品，通過(guò)學(xué)?？己蓑?yàn)收，可以認(rèn)定創(chuàng)新學(xué)分。

5 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化虛擬教研室在課程建設(shè)中的價(jià)值

5. 1 實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)資源共享，帶動(dòng)教師專業(yè)發(fā)展

教學(xué)資源包括教材、教學(xué)課件、教學(xué)案例、教學(xué)視頻、習(xí)題庫(kù)和話題庫(kù)等。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以突破實(shí)體教研室各方面的限制，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量建設(shè)。虛擬教研室將由不同學(xué)科專業(yè)的教師組成，可隨時(shí)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)、課程內(nèi)容研討、專題的案例分析會(huì)議等，有效凝聚該校相關(guān)專業(yè)教師參與培養(yǎng)方案的修訂，不斷提高自身的業(yè)務(wù)水平。

5. 2 深入教學(xué)研究，激發(fā)教研活力

以虛擬教研室為研究基地，對(duì)教育教學(xué)前沿性問(wèn)題開(kāi)展探索性研究，力爭(zhēng)催生原創(chuàng)性、較高理論深度的研究成果。虛擬教研室的研究任務(wù)根據(jù)教學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題、教師共性需求、教育教學(xué)發(fā)展趨向，及時(shí)調(diào)整方向和主題；虛擬教研室保持開(kāi)放氛圍，從成員個(gè)體到組織本身，積極追蹤教學(xué)學(xué)術(shù)前沿，不斷深化教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新，持續(xù)提升發(fā)展個(gè)人教學(xué)能力，激發(fā)教研活力，并輻射帶動(dòng)學(xué)科乃至學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的不斷進(jìn)步。

5. 3 健全保障機(jī)制，促進(jìn)持續(xù)發(fā)展

對(duì)比傳統(tǒng)教研室，虛擬教研室是一項(xiàng)全新的工作，要建立和健全規(guī)范有序的教研室運(yùn)轉(zhuǎn)及培訓(xùn)機(jī)制。組織開(kāi)展常態(tài)化教師培訓(xùn)，加強(qiáng)跨專業(yè)、跨學(xué)科、跨學(xué)校、跨地域的教研交流，發(fā)揮教研室中優(yōu)秀課程團(tuán)隊(duì)、教學(xué)名師和一流課程的引領(lǐng)作用，推廣精品教學(xué)資源庫(kù)、優(yōu)秀教學(xué)案例庫(kù)、優(yōu)質(zhì)教師培訓(xùn)資源庫(kù)，課程實(shí)施方案等，促進(jìn)一線教師教學(xué)發(fā)展及教研室的持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)

該?！盎Q性與技術(shù)測(cè)量”課程作為一門河南省一流本科課程，后續(xù)仍將持續(xù)建設(shè)發(fā)展，虛擬教研室作為信息化時(shí)代新型基層教學(xué)組織，為課程的建設(shè)在內(nèi)容、方法、實(shí)施以及師資培訓(xùn)等方面提供了新思路新途徑。在今后的建設(shè)過(guò)程中，還要注重在線上線下相結(jié)合，在學(xué)科競(jìng)賽進(jìn)課堂、遠(yuǎn)程教學(xué)等方面開(kāi)展進(jìn)一步研究。