“互换性与技术测量”课程教学改革探索

［摘 要］ 针对当前“互换性与技术测量”教学情境难以满足工程教育专业认证要求等问题，开展“互换性与技术测量”教学改革探索。基于学生中心、产出导向和持续改进的工程教育专业核心理念，根据课程特点结合教学目标，系统梳理教学内容，分模块分层次开展课程教学，以期弥补传统教学内容分散、系统化不足的问题。面向基础知识的课堂讲授、能力培养的互动教学、素质提升的综合课程设计；不同教学环节的融合对教学闭环的形成、教学效果的提升带来了有利影响。此次教学改革探索对推动“互换性与技术测量”课程创新，具有一定的实践意义。

［关键词］ 工程教育专业认证；课程改革；互换性与技术测量

［作者简介］ 陈 峰（1990—），男，江苏扬州人，博士，苏州大学机电工程学院讲师，主要从事轻量化结构设计与制备研究；杨凤青（1989—），女，江苏淮安人，硕士，江苏第二师范学院党委组织部助理研究员，主要从事教学管理研究；王 刚（1987—），男，河北石家庄人，博士，苏州大学机电工程学院副教授，主要从事机械动力学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）13-0109-04 ［收稿日期］ 2024-04-07

引言

“互换性与技术测量”是机械类专业的一门核心基础课程，对学生专业能力培养具有重要意义［1］。机械系统的设计和运作涉及复杂的组件和技术标准，而互换性的掌握直接决定了组件在系统中的有效集成。深入学习互换性概念使学生能够熟练处理来自不同制造商的设备和零部件，从而提升机械系统的整体性能。本课程将培养学生的工程思维和解决问题的能力，使他们能够胜任日益复杂和多样化的机械工程挑战，为未来的职业生涯奠定坚实的基础。

一、专业认证对“互换性与技术测量”课程的要求

工程教育专业认证是确保高质量、标准化工程教育的重要手段，既保障了学生能够获得全面、先进的工程知识，也有助于培养学生的技术能力、创新思维和解决工程问题的能力［2］。同时，工程教育专业认证鼓励教学机构不断改进和更新课程，以适应科技和工业发展的变化，有助于培养适应性强、紧跟时代的工程专业人才。工程教育专业认证不仅仅是对教育质量的监管，更是对整个工程行业可持续发展的有力支持，为培养具备国际竞争力的工程专业人才做出了积极贡献。

在“互换性与技术测量”课程的教学实践中，传统的教学方法主要以教师的课堂讲授为主，辅以实验教学。然而，这种方式存在学生参与度低、理论知识与实践认知脱节等问题，难以满足对学生能力培养和素质提升的要求［3］。高校亟须改进教学方法，提高学生对理论知识的理解，加强实践认知，将“互换性与技术测量”课程中的相关知识更好地应用于实际情境。因此，本文首先明确了课程目标以满足专业认证相关要求（见表1）。面向工程教育认证对知识、能力、素质的要求，将本课程教学目标确定为三个层次，即课程目标1：掌握公差与配合理论及相关标准，掌握技术测量的基本测量原理与方法；课程目标2：具备机械零部件的精度设计能力；课程目标3：充分理解互换性、测量的重要性，及其对复杂机械工程实践的影响以及应承担的社会责任。其中，课程目标1支撑毕业要求1-2“工程基础知识与专业基础知识”，满足工程教育认证对知识的要求；课程目标2支撑毕业要求2-4“能运用基本原理，借助文献研究，获得有效结论”，满足工程教育认证对能力的要求；课程目标3支撑毕业要求6-2“理解应承担的责任”，满足工程教育认证对素质的要求。

二、教学内容分析及实施

“互换性与技术测量”课程术语多、标准多、符号多、抽象概念多［4］，在工程教育专业认证背景下展现出以下特点：（1）综合性：课程涵盖了互换性和技术测量两个方面，旨在培养学生对工程领域中这两个关键概念的全面理解和掌握。（2）实践性：课程强调实践操作和技能培养，通过实验教学和案例分析等方式，让学生在实际操作中掌握互换性和技术测量的基本原理和方法。（3）应用性：课程注重将理论知识与实际应用相结合，通过真实案例和工程项目的分析，帮助学生理解互换性和技术测量在工程实践中的重要性和应用价值。（4）跨学科性：“互换性与技术测量”课程涉及多个工程领域，如机械工程、电气工程等，具有较强的跨学科性，适用于不同专业背景的学生学习和应用。（5）更新性：考虑到科技进步和工程领域的不断发展，本课程通常会及时更新内容，以反映最新的技术发展和行业趋势，保持教学内容的前沿性和实用性。因此，本文根据课程特点结合教学目标，系统梳理教学内容，分模块、分层次开展课程教学，以期弥补传统教学内容分散、系统化不足的问题。

（一）教学内容归类梳理

考虑到机械结构设计流程，本课程分为四个知识模块，以有序的方式组织教学内容：（1）孔、轴的极限与配合：将重点介绍机械结构中孔/轴的尺寸设计、配合原理以及不同类型的配合方式；（2）几何公差及表面粗糙度：几何公差的设计方法，以及表面粗糙度如何影响机械零件的性能和寿命；（3）典型零件的公差与配合：深入了解机械结构中的常见零件，如轴承、齿轮、键等的公差设计原则和配合规范；（4）技术测量基础：将涵盖技术测量的基础知识，包括测量工具的使用、测量方法、精度控制和数据处理等内容。此外，每个模块的教学中需要兼顾三个层级的教学目标，即基础知识、能力培养及素质提升：（1）基础知识：涵盖学科基础知识的全面性，确保学生掌握相关领域的理论基础。（2）能力培养：能够培养学生的工程实践能力和解决问题的能力。（3）素质提升：注重学生综合素质的提升，包括道德品质、职业道德和社会责任感等方面。综上所述，工程教育认证要求课程在基础知识、能力培养和素质提升等方面都能够全面考虑，确保学生在学习过程中获得全面发展。

（二）教学形式重构

在完成教学内容的梳理和归类后，以扩大学生参与度、保持知识点连贯性、实践与理论相结合为目标，开展“互换性与技术测量”教学形式重构。以液压机床精度设计为主线，按顺序开展三个不同模块的教学，即孔轴的极限与配合、几何公差及表面粗糙度、典型零件的公差与配合；技术测量基础模块贯穿于整个教学过程。在每个模块的教学过程中，兼顾基础知识、能力培养、素质提升等三个层的教学目标。

1.基础知识：以教师课堂讲授为主，采取全面覆盖式的教学方法，确保课程中涉及的所有知识点都能得到充分讲解。在教学方法上，根据具体教学内容，将知识点的拆解与液压机床精度设计案例相结合，综合运用课堂讲授和演示、课堂讨论、课堂练习来授课。

2.能力培养：引入液压机床零部件设计问题进行启发式教学。教学方法上以学生课前设计为主；课中采取互动方式拓展专业视野，使学生更加明确教学内容的知识体系，根据学生的初步设计结果进行补充纠正；课后引导学生主动学习，开展优化设计，激发学生的内在学习动机。

3.素质提升：本课程学习过程中需要将知识点与制造工艺有机融合。在教学方法上，以开放性综合实践任务为抓手，具体内容见表2。鼓励学生自由分组通过查阅文献资料完成，最终结果以汇报、报告等形式展现。强化所学知识的理解和运用，引导学生思考互换性、技术测量的意义，以及其在工程实践中的影响。

（三）课程考核评价

课程考核评价体系在确保达到教学目标方面起着至关重要的作用［5］。认证要求强调课程设计应以学习效果为中心，考核方式应更注重评估学生是否真正掌握了所学知识和技能［6］，而非简单地记忆和重复知识。在教学实践中采用了多元化的评价方法，包括考试、课程作业、实践任务、小组讨论等，以全面地评估学生的综合能力。

“互换性与技术测量”课程考核以100分计，平时成绩占50%，期中卷面成绩占20%，期末卷面成绩占30%。其中，平时成绩包含课堂表现、课程作业、实践任务等方面。期中、期末考试试卷覆盖重要知识点，以综合设计题为主。

课程考核结束后，应立即进行考核分析总结，以促进教学工作的持续改进［7］。以当年参加“互换性与技术测量”课程学习的全体学生的学习成果作为评价样本。分析每个课程目标对应的考核方式、考核内容及分值。统计每名学生的每个课程目标对应考核方式的平均分，进而计算各课程目标的评价值。依据总达成度及各课程目标达成度，对知识点的讲授效果进行回顾，及时发现教学中存在的问题，有针对性地进行改进，从而提升教学质量，促进学生的学习效果。

结语

本文以工程专业教育成果为导向，针对“基础知识、能力培养、素质提升”需求，开展了“互换性与技术测量”课程的教学改革探索。克服课程知识点分散、连贯性差的问题，优化了教学组织形式，增加了开放性综合实践任务，强化了综合运用能力培养，促进了教学模式转变，培养了学生的批判性思维和综合素养。

参考文献

［1］杜文辽，孟凡念，王良文.在线开放课程互换性与技术测量教学单元组织探讨［J］.河南教育（高校版），2020（12）：69-71.

［2］田相昆.基于项目教学法的教学情境在中职电气控制技术应用课程中的运用［J］.才智，2023（31）：85-88.

［3］曹家勇，富彦丽，刘莹.面向工程教育认证的《互换性与技术测量》教学改革探索［J］.科学与信息化，2020（22）：95.

［4］贾贵西，吴锐，史东才，等.互换性与技术测量课程的教学思考［J］.中国现代教育装备，2021（15）：85-86，89.

［5］刘新玲，姜文革，宋杰.新工科背景下《互换性与技术测量》课程改革探索［J］.内燃机与配件，2020（16）：235-236.

［6］王翔，郑高峰，李文望.新工科背景下《互换性与技术测量》教学模式改革研究［J］.教育教学论坛，2019（52）：122-124.

［7］ 戴先中.对工程教育专业认证标准的再认识［J］.中国大学教学，2022（11）：4-11.

Teaching reform exploring of “Interchangeability and Measurement Technology”

CHEN Feng1， YANG Feng-qing2， WANG Gang1

（1. College of Electrical and Mechanical Engineering， Soochow University， Suzhou， Jiangsu 215131， China; 2. Party Committee Organization Department， Jiangsu Second Normal University， Nanjing， Jiangsu 211200， China）

Abstract： This paper investigates the teaching reform of “Interchangeability and Measurement” in response to the inadequate alignment between the current teaching situation and the professional accreditation requirements of engineering education. Drawing on the fundamental principles of student-centered， outcome-oriented， and continuous improvement in engineering education， this study systematically organizes the teaching content based on course characteristics and objectives. The modular and hierarchical approach is adopted to address issues related to fragmented and insufficiently systematic teaching content in traditional methods. Classroom instruction focuses on imparting basic knowledge， interactive teaching to cultivate students’ abilities， while comprehensive course design enhances overall quality. The integration of different instructional components has positively influenced both the establishment of a closed-loop teaching system and improved educational outcomes. This exploration into teaching reform holds practical significance for promoting innovation within the “Interchangeability and Measurement Technology” course.

Key words： engineering education professional accreditation; curriculum reform; interchangeability and measurement technology