精密测量一体化课程的构建和实施

　　摘 要：本文阐述了基于校企合作模块包的精密测量一体化课程体系的构建思路和实施步骤，包括优化教学内容和教学方法、设计学习任务、教学过程和制定评估方式，以期为同类院校提供实践参考。
　　关键词：校企合作模块包 精密测量一体化课程 开发
　　一、课程背景及设计思路
　　精密测量一体化是面向笔者学院数控加工、模具制造、机械设备维修等专业高技/技师层次学生开设的一门专业核心课程，是依据机械设计、加工、装配、维修等工作过程中的质量控制体系而设计的一门工程性和实践性很强的工学一体化课程。考虑到校企结合的特点，笔者打破传统的教学理念，走访本地产业、企业，从就业岗位、工作任务标准入手，结合人社部《一体化课程开发标准》构建课程体系，以职业技能要求为依据，序化教学内容，构建＂专业模块包＂，全面体现专业、课程服务产业、企业的联动性。采用＂引导文教学法＂，使学生获得零件和典型机构的几何量测量、公差、国家标准等知识，掌握通用量具和最新精密测量设备的测量技能，满足产业、企业用人需求。
　　二、基于校企合作模块包的精密测量一体化课程设计
　　1.优化教学内容
　　基于校企合作模块包的精密测量一体化课程是以岗位能力为本位，依据产业、企业工作任务要求进行开发与设计的，同时考虑学生的可持续发展，形成了测量基础知识、基本量具测量、三坐标机测量、关节臂测量、扫描比对测量、动态跟踪测量、机床精度测量等七大模块包，内容涵盖了测量岗位所要求的基本理论知识和操作技能（见左表）。
　　2.优化教学方法
　　精密测量一体化课程课堂教学采用引导文教学法、翻转课堂教学法、案例教学法等多种教学方法。运用引导文教学法，重点突出教师的＂导＂与学生的＂学＂，教师是学习过程中的＂导演＂，学生是＂演员＂。通过＂资讯→计划→决策→实施→检查→评估＂六步循环，实现理论与实践结合、学习与工作结合。重视翻转课堂教学法的应用，提前将设备仪器的相关视频资源传输到网络，为课堂教学腾出更多讨论与操作时间。在任务最后，提供产业、企业案例，进一步开拓学生们的专业视野。
　　3.设计学习任务
　　学习任务是校企合作模块包框架内的＂小型＂主题学习单元，既是特定职业情境相关的具体学习任务，也是能够反映特定职业特征具有完整工作模式的典型工作任务。各学习任务设计根据不同的工作对象、工作内容、工作方式和使用工具等工作要素，形成完整的工作过程和学习过程，使学生掌握相应知识点、技能点等专业能力，并贯穿始终地形成良好的工作态度、安全意识、环保意识等社会能力，提高动手操作、表达沟通和与人合作等能力。下面是＂关节臂测量＂模块下＂使用CAD模型＂学习任务描述举例。
　　模块四：关节臂测量。
　　任务3：使用CAD模型，课时：6课时。
　　任务与操作技术要求：老板说：＂这些结果很不错，但手动输入特征的公称值尺寸耗费了大量时间。我们现在需要测量一个较大的零件，要求迅速地得到结果。您将必须导入和准备 CAD 模型以在检查过程中使用。这将减少检查时间，使客户能更快地得到结果。＂
　　（1）确定可转换的 CAD 模型文件格式。
　　（2）导入 CAD 模型。
　　（3）准备便于在检查中使用的 CAD 模型。
　　（4）定义来自 CAD 模型的标称特征和曲面。
　　（5）完成零件的＂CAD 到零件＂测量。
　　信息文：使用 CAD 模型可以帮助缩短测量时间和减少错误，使测量过程更加简便、更加精确。由于已在 CAD 文件中计算了各个特征的公称值信息，从而使工作流程得到改善，测量时间缩短。公称值信息将从 CAD 模型中提取出来，并自动与测量的特征关联。不再需要手动输入信息，从而提高操作员的生产效率并降低产生错误的风险。
　　基础文：CAD 数据分为三类：线框、曲面和实体。
　　线框——这些图元定义零件的轮廓。可包括点、圆、弧、直线、多段线和样条曲线。多段线是结合在一起的一组直线段，近似形成一条曲线。样条曲线是简单的曲线。
　　曲面——曲面用来定义零件的外部边界。曲面一般用于复杂的弯曲零件（如汽车和飞机板金属零件）。曲面常见于创建 CNC 切削工具的切割轨迹。
　　实体——实体模型同样用于定义零件的外部边界，但实体具有厚度或质量。实体建模普遍用于设计多种零件。许多 CAD 系统从实体模型开始，然后根据实体创建二维图形和三维曲面。
　　标准 CAD 数据文件格式：
　　IGES — IGES（初始图形交换标准）的创建是为了使不同 CAD 系统间的数据转换形成标准化。IGES 在曲面及线框图元方面具有很好的作用，但不适用于文字及标注。
　　VDA — VDA 与 IGES 的相似之处在于它是一种用于不同 CAD 系统间转换数据的标准。VDA 在欧洲特别流行。
　　要使用的 CAD 数据类型：
　　A.仅检查简单特征时，使用线框 CAD 模型。
　　B.检查曲面时，使用实体或曲面 CAD 模型。
　　C.零件复杂和/或具有许多需要检查的曲面和特征时，使用实体或曲面 CAD 模型。
　　引导问题：
　　①我有 CAD 模型。在开始检查过程之前，我需要考虑哪些事情？是否已准备好模型，可在检查过程中使用？如果不是，要使用 CAD 模型，我必须执行哪些操作？
　　②您如何决定是否要使用 CAD？
　　③采用哪一种 CAD 文件格式？
　　④我可以由 CAD 模型生成可转换的文件格式？
　　⑤我是否准备了需要检查的 CAD 模型？
　　操作步骤：
　　新建文件在文件选项卡上，选择新建；
　　导入 CAD 在文件选项卡上，选择导入 / 导出，然后从＂导入＂列选择 CAD；
　　选择文件在 ＼CAM2?Measure 10 Training Files 文件夹中，选择Sample.igs，单击＂打开＂；
　　如下图选择相应元素并测量；
　　编辑测量数据并输出报告。
　　4.设计教学过程
　　教学过程是工作任务和学习任务完成的方法和途径。例如：＂三坐标机测量＂模块包下＂模具电极测量＂的教学过程是以模具企业为对象，建立校内模具电极测量室，模拟企业工作现场，学习环境与工作环境相一致，使学生在与企业实际工作过程相似的环境下进行学习和训练。教师角色为模具企业品管部负责人，学生角色为三坐标检测员，教师提前布置任务和开放网络资源，学生则通过学习和工作完成各项任务，使理论知识在实践中得到提炼和升华，实现工作本位的学习过程。学习任务源于企业生产实际，任务书的设计要求要与企业要求相一致。课程综合采用翻转课堂法、引导文教学法等开展教学，并按照小组与个人相结合的方式组织教学（见下图）。
　　图 ＂模具电极测量＂教学流程图
　　5.制定评估方式
　　工学结合一体化课程的评估方式是以岗位能力和教学评估内容为依据，以整体性、过程性、发展性、互动性、科学性为特征，对学生的专业能力、社会能力、方法能力进行的客观评价，是学生学习后的综合职业能力的真实反映。
　　三、小结
　　1.校企合作模块包注重对学生能力的培养
　　通过实施校企合作模块包，使课程知识技能架构由浅入深，层层递进。课程实施过程以引导文教学法为主，学生学习过程任务明确、主动，结合过程评估方式，既注重操作技能，又注重综合能力，使学生的潜能得以充分发挥，职业技能和综合能力得到锻炼。
　　2.校企合作模块包贴近岗位技能需求
　　通过实施校企合作模块包，把岗位技能需求以企业任务嵌入课程模块中。如大型搅拌机箱体测量任务，是笔者学院与本地＂三高一特＂仕高玛公司合作的成果，选取公司典型产品为载体，学生在企业兼职教师和专业教师的共同指导下，使用关节臂或者光笔完成箱体焊接后的关键尺寸测量。实战性的任务锻炼既培养学生的团队协作学习和研究性学习能力，更能让学生实现自我价值，提升责任感、荣誉感，提升学习兴趣和学习效果。
　　总之，基于校企合作模块包的精密测量一体化课程构建和实施，力求把专业知识按实际产业、企业岗位工作过程进行整合与创新，以适当的工作任务为载体，是培养学生职业技能和综合能力的重要手段。同时，采用引导文法等以工作过程为导向的教学方式，有效引导学生勤动手、爱思考、乐讨论、敢创新，有利于学生自信心和团队意识的树立。
　　参考文献：
　　[1]王晓峰，邬建忠.《机械测量技术应用》课程教学改革与实践[J].机械职业教育，2011（10）.
　　[2]王玉杰.工学结合一体化课程改革的探索与实践[J].北京教育，2013（11）.
　　[3]黄景容.制定一体化课程标准相关问题的探讨[J].广东技工教育研究，2014（2）.