摘 要 通過分析目前高校工程訓(xùn)練中心測量課程課時數(shù)少，設(shè)備側(cè)重于傳統(tǒng)測量，課程內(nèi)容與先進技術(shù)水平存在較大差距，師資力量薄弱等教學(xué)現(xiàn)狀，在“新工科”背景下，秉承“一流課程上水平”的辦學(xué)理念，以南航工程訓(xùn)練中心天目湖新校區(qū)建設(shè)為契機，引入先進測量設(shè)備，構(gòu)建現(xiàn)代化測量實驗室；以培養(yǎng)學(xué)生工程實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，對傳統(tǒng)測量教學(xué)模式和課程考核方法進行改革，以適應(yīng)新工科建設(shè)背景下需要的理實結(jié)合綜合性人才培養(yǎng)機制。

關(guān)鍵詞 新工科；傳統(tǒng)測量；教學(xué)模式；課程考核方法

中圖分類號：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.3.015

Research on Teaching Reform of Measurement Course under

the Background of New Engineering

——Taking the Engineering Training Center of Nanjing University of Aeronautics and

Astronautics as an example

GE Yanan， XU Feng， WANG Huaming

（Engineering Training Center of the Public Experimental Teaching Department， Nanjing University of

Aeronautics and Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016）

Abstract By analyzing the current teaching situation of measurement courses in engineering training center of universities， such as few class hours， equipment focusing on traditional measurement， large gap between course content and advanced technology level， and weak teachers. Under the background of \"new engineering\"， adhering to the school running concept of \"Best courses should reach a higher level\"， and taking the construction of the new campus of NUAA as an opportunity， introducing modern advanced measurement equipment and building a modern measurement laboratory. Aiming at cultivating students' engineering practical application and innovation ability， the traditional measurement teaching mode and curriculum assessment method， are reformed to meet the needs of the comprehensive talent training mechanism of combining theory with practice， under the background of the construction of new engineering.

Keywords new engineering; traditional measurement; teaching mode; course assessment method

近年來，隨著社會和制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，教育部積極推進“新工科”建設(shè)以適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命[1]，其內(nèi)涵是：以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[2-3]。作為高校更需要緊隨步伐，以培養(yǎng)適應(yīng)新時代發(fā)展的綜合性人才。

實驗教學(xué)是本科生人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，目的在于深化和加強學(xué)生對理論的認(rèn)知，將理論與實踐緊密結(jié)合，互為貫通。測量實驗教學(xué)讓學(xué)生通過動手操作工具測量實物，在實驗中分析和解決問題的能力得到充分鍛煉，同時加強學(xué)生對數(shù)據(jù)管理的嚴(yán)謹(jǐn)性和端正工作態(tài)度，在實訓(xùn)環(huán)節(jié)中自然而然地建立質(zhì)量觀。近年來，企業(yè)因質(zhì)量問題導(dǎo)致的重大事故屢見不鮮，究其原因就是在生產(chǎn)過程中，對于測量環(huán)節(jié)未高度重視，存有僥幸心理，最終導(dǎo)致慘劇發(fā)生，高校作為人才培養(yǎng)的重要平臺，大到應(yīng)從政策上重視測量，小到課程實施細節(jié)如何體現(xiàn)，從而起到育人于無聲。

測量作為一門與科研和實際生產(chǎn)應(yīng)用息息相關(guān)的工藝課程，往往在很多情況下被人們所忽視，例如目前國內(nèi)很多高校工程訓(xùn)練中心開設(shè)的測量課程內(nèi)容相對簡單，所使用的測量教學(xué)設(shè)備相對落后，這在一定層面上也會讓學(xué)生生成測量并不重要的意識。同樣在企業(yè)層面上，測量工藝也被排在價值流之外，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，測量的重要性也日益突出，測量技術(shù)的水平?jīng)Q定了產(chǎn)品的質(zhì)量管控程度。因此，在新工科背景下，如何對工程訓(xùn)練中心的傳統(tǒng)測量課程進行教學(xué)改革，提高學(xué)生掌握現(xiàn)代化測量實際應(yīng)用能力和工程創(chuàng)新能力，顯得尤為重要。

本文在調(diào)研國內(nèi)眾多高校測量相關(guān)課程的基礎(chǔ)上，分析目前存在的問題，并以南航工程訓(xùn)練中心的測量課程為改革點，以南航工程訓(xùn)練中心天目湖新校區(qū)建設(shè)為立足點，從教學(xué)硬件、教學(xué)方式和考核方式三位一體全面進行試點改革，力求培養(yǎng)符合新時代發(fā)展需求的工程創(chuàng)新型人才。

1" 工訓(xùn)中心測量課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1" 實驗設(shè)備較為落后，教學(xué)內(nèi)容與先進技術(shù)水平差距較大

目前，很多高校工程訓(xùn)練中心授課的教學(xué)測量設(shè)備還主要以傳統(tǒng)測量儀器為主，比如游標(biāo)卡尺、千分尺，高度規(guī)等，此類測量設(shè)備的精度有限而且測量結(jié)果很大程度上取決于測量人員的水平，這就導(dǎo)致最終測量讀數(shù)千差萬別。并且在如今自動化程度日益集中的企業(yè)里，由于傳統(tǒng)測量方式的效率低，測量結(jié)果差異性大等原因，早已被擯棄。現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相互沖突，新技術(shù)、新方法在教學(xué)中的表現(xiàn)就目前高校中的現(xiàn)狀來說幾乎是不可能。學(xué)校對儀器的資金投入遠遠不夠，設(shè)備與目前市場的需求完全脫節(jié)。

在測量實踐教學(xué)中，學(xué)生對這門實驗課程的思考很少，極少有學(xué)生主動去尋求這門學(xué)科的作用與實際意義，學(xué)校教學(xué)方法大多數(shù)比較陳舊，在授課過程中，學(xué)生主要是被動學(xué)習(xí)，絕大部分學(xué)生已失去主動思考的能力。此外，高校教師講授的測量課程內(nèi)容，還局限于工訓(xùn)中心現(xiàn)有的設(shè)備，測量知識和技術(shù)相對落后。因此，高校迫切需要購進現(xiàn)代化先進測量設(shè)備，并且不斷更新授課內(nèi)容緊隨先進測量技術(shù)水平，以實現(xiàn)學(xué)校人才的輸送與社會需求相接軌。

1.2" 課程學(xué)時安排少，難以滿足工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

目前，很多高校工程訓(xùn)練中心關(guān)于測量工藝的課程安排學(xué)時設(shè)置為4學(xué)時或者8學(xué)時，其中理論的授課學(xué)時為2學(xué)時或者4學(xué)時，而且對于所有專業(yè)的學(xué)生授以相同的教學(xué)內(nèi)容，分布不合理。例如南航公共實驗教學(xué)部關(guān)于工訓(xùn)授課周期為兩周一個循環(huán)，其中測量的學(xué)時為4學(xué)時，實際授課過程中，學(xué)生能學(xué)習(xí)到的理論知識有限，實操的機會更是少之又少。所以測量實驗教師只能講解一些簡單淺顯的教學(xué)內(nèi)容，安排給學(xué)生的測量練習(xí)任務(wù)也不能很好地鍛煉學(xué)生的工程實際應(yīng)用能力。而在各行各業(yè)實際應(yīng)用過程中涉及到的測量新技術(shù)、新方法日益更新，這就導(dǎo)致學(xué)校授課的內(nèi)容與實際工程應(yīng)用之間存在較為明顯的脫節(jié)，難以滿足學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此需要探索更為合理的課程學(xué)時安排。

高校的測量實訓(xùn)主要面向機械類專業(yè)學(xué)生，開設(shè)幾何量檢測（主要涉及幾何量的測量）等內(nèi)容，與工程實際有很大的差距，隨著我國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，對加工精度要求不斷提高，使得測量的挑戰(zhàn)度也大大提高，工訓(xùn)中心也應(yīng)加強與實際聯(lián)系，尤其是與工程實際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性和交互性?，F(xiàn)在很多學(xué)院也開設(shè)相應(yīng)的精密測量課程，內(nèi)容涵蓋了機械、光學(xué)、電氣、數(shù)學(xué)等多門學(xué)科的綜合性實踐教學(xué)模塊，這就進一步給工訓(xùn)中心新的思考，如何在保證差異性的前提下讓學(xué)生的工程實踐綜合能力得到進一步提升，在工程質(zhì)量價值觀，經(jīng)濟觀和全局觀的形成上起到積極促進作用。

1.3" 師資力量薄弱，課程考核模式簡單

以往，高校工程實訓(xùn)測量課程的授課側(cè)重于理論教學(xué)，由于理論學(xué)習(xí)的枯燥性，即使教師使用大量的視頻和動畫展示，也很難調(diào)動學(xué)生的積極性以及創(chuàng)新意識。在實操環(huán)節(jié)中，具體的操作技能培訓(xùn)是圍繞工訓(xùn)中心現(xiàn)有的測量設(shè)備展開教學(xué)，很難習(xí)得目前世界先進設(shè)備的結(jié)構(gòu)和測量理念，并且工訓(xùn)中心在引進人才時，更多側(cè)重于學(xué)歷而非實際的工程應(yīng)用能力，這就導(dǎo)致學(xué)生實踐經(jīng)驗缺乏，知識儲備單一，對于新設(shè)備、新技術(shù)的理解與掌握較為困難。此外，目前測量課程的考核方式為在課堂上以小組為單位，合作使用相應(yīng)的測量設(shè)備完成測量任務(wù)即可，這樣考核方式較為單一，很難提高學(xué)生的工程實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

2" 秉承“一流課程上水平”的現(xiàn)代化測量教學(xué)改革措施

2.1" 以天目湖新校區(qū)建設(shè)為契機，引入現(xiàn)代化先進測量設(shè)備

目前，南航在常州溧陽建立天目湖新校區(qū)，以此契機購進一批現(xiàn)代化先進測量設(shè)備，積極推進產(chǎn)學(xué)合作，與測量設(shè)備行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)共同建立現(xiàn)代化測量實驗室，比如購買?？怂箍等鴺?biāo)測量儀和測量全息仿真教學(xué)系統(tǒng)，激光跟蹤儀，三維掃描儀等。同時以實踐條件和實踐基地建設(shè)為基礎(chǔ)，以師資培訓(xùn)為支柱，實現(xiàn)理論與實踐相融合、人才培養(yǎng)與師資培養(yǎng)同步、人才培養(yǎng)與企業(yè)發(fā)展合作共贏的目標(biāo)。

工訓(xùn)中心的課程面向高校所有學(xué)院，現(xiàn)代化測量課程應(yīng)根據(jù)不同學(xué)院授以相應(yīng)課程內(nèi)容，并且授課學(xué)時也應(yīng)做出相應(yīng)調(diào)整。比如，針對文科類學(xué)院，課程學(xué)時可適當(dāng)縮短，設(shè)置4―8學(xué)時，授課內(nèi)容以普及現(xiàn)代化測量的基本應(yīng)用和行業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，再授之以基本的操作和教師展示為主，而針對理工科類學(xué)院，課程學(xué)時根據(jù)實際情況設(shè)置為16―24學(xué)時，同時教師在授課內(nèi)容上不能僅限于基本的測量原理和測量方法，應(yīng)注重開展科研式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的工程實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力，比如通過開展項目式實訓(xùn)環(huán)節(jié)，根據(jù)測量課程內(nèi)容和實踐能力考核要求，將測量實訓(xùn)環(huán)節(jié)分解為若干個貼近實際的測量項目，提高學(xué)生實踐能力。

2.2" “線上+線下”混合式教學(xué)，同時能靈活適應(yīng)多場景下的實踐教學(xué)

隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，深深影響著高校開展課程教學(xué)，尤其是以線下上課為主的工程訓(xùn)練中心，這就對工訓(xùn)中心的教師提出了更高要求。高校針對現(xiàn)代化測量課程的特點，積極開展“線上+線下”的混合式教學(xué)?！熬€上”：現(xiàn)代化測量課程的教師提前一周將上課的知識要點和問卷發(fā)布在MOOC教學(xué)平臺，一方面解決了工訓(xùn)課時少而教學(xué)內(nèi)容多的問題，另一方面激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，在面對面課堂教學(xué)過程中，以結(jié)果為導(dǎo)向，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。同時，教師創(chuàng)建測量全息仿真教學(xué)平臺，通過AR技術(shù)讓學(xué)生身臨其境感受三坐標(biāo)測量實物的全過程?！熬€下”：教師通過分析學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況，有針對性地開展線下測量教學(xué)，尤其是將學(xué)生有疑惑的難點逐個擊破；將學(xué)生通過線上完成的測量全息虛擬仿真測量程序?qū)肴鴺?biāo)測量儀，通過實際測量過程來再現(xiàn)虛擬環(huán)境，加深學(xué)生對現(xiàn)代化測量的基本概念和技術(shù)應(yīng)用理解，提升學(xué)生工程實際應(yīng)用能力。

在“線上+線下”的混合式教學(xué)模式中，打破傳統(tǒng)以教師講，學(xué)生聽為主的上課模式，讓興趣成為學(xué)生的驅(qū)動力，輔以測量全息仿真教學(xué)系統(tǒng)提高學(xué)生對先進科技的好奇心，在滿足教學(xué)內(nèi)容授課的前提下，提高學(xué)生的工程實際應(yīng)用能力。通過課前的學(xué)習(xí)和討論，學(xué)生帶著問題來線下學(xué)習(xí)，教師可以通過分析學(xué)生的在線學(xué)習(xí)情況，針對重點難點部分著重講解，讓課堂變得生動高效，大大提高授課效率和學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。

2.3" “課前—課中—課后”的綜合課程考核方式，貫穿教學(xué)全過程

“新工科”背景下，教學(xué)理念應(yīng)由“教師教為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)為主”，在測量課程的考核方式上不能僅僅局限于完成相應(yīng)的測量實驗報告，教學(xué)效果應(yīng)以學(xué)生實際工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力作為主要的考核指標(biāo)，從多角度來衡量。首先，在“線上+線下”混合式教學(xué)模式中拓寬課程評價內(nèi)容，“課前”：針對MOOC在線學(xué)習(xí)模塊，在學(xué)習(xí)通上發(fā)布相應(yīng)的測試問卷，對學(xué)生做相應(yīng)的“摸底”測試，教師分析學(xué)生的在線學(xué)習(xí)情況，考核學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力?！罢n中”：通過開展項目式教學(xué)方式，布置測量任務(wù)，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識通過小組合作完成測量任務(wù)。通過學(xué)生自評和小組互評，有助于學(xué)生相互學(xué)習(xí)共同進步，同時教師也可以更深入地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，從而考核學(xué)生的解決問題能力和團隊協(xié)作能力?！罢n后”：根據(jù)學(xué)生的興趣，布置相應(yīng)的大創(chuàng)項目式思考題，進一步鞏固所學(xué)知識，這部分屬于加分項考核，有興趣的學(xué)生可以基于這一契機根據(jù)所學(xué)知識繼續(xù)開展大創(chuàng)項目，提高自身的技能儲備，激發(fā)學(xué)生的工程實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力。通過開展“課前—課中—課后”貫穿教學(xué)全過程的綜合課程評價考核方式，增強教師對學(xué)生的了解，強化學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)綜合性人才。

3" 結(jié)語

在“新工科”教育理念背景下，針對南航工程訓(xùn)練中心傳統(tǒng)測量課程，存在的實驗設(shè)備較為落后，教學(xué)內(nèi)容與先進技術(shù)水平有較大差距問題，提出以天目湖新校區(qū)建設(shè)為契機，引入現(xiàn)代化先進測量設(shè)備改善措施；針對課程學(xué)時安排少，難以滿足工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)問題，提出了“線上+線下”混合式教學(xué)，同時能靈活適應(yīng)多場景下的實踐教學(xué)；針對師資力量薄弱，課程考核模式簡單等問題，提出了“課前—課中—課后”貫穿教學(xué)全過程的綜合課程考核方式。希望通過以上措施持續(xù)推進傳統(tǒng)測量課程的教學(xué)改革，提升學(xué)生工程實踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)“高校教學(xué)”與“社會需求”零距離對接，為新經(jīng)濟形勢下的社會發(fā)展輸送理實結(jié)合綜合性人才。

基金項目：南京航空航天大學(xué)實驗技術(shù)研究與開發(fā)自制儀器設(shè)備重點項目（SYJS202307Z）；2023年南京航空航天大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究項目（2023JGGS46Y）。

參考文獻

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