“神舟”與“天宮”在太空的驚世一“吻”，創(chuàng)造了神奇的“中國精度”。比子彈的速度還要快8倍的飛行器，為什么能夠在太空中安全可靠地交會對接？關(guān)鍵就在于：精確的計(jì)量。
從日常生活到工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)貿(mào)易、科技發(fā)展等，計(jì)量在人類社會的發(fā)展進(jìn)步中扮演著重要角色，也是反映一個(gè)國家發(fā)達(dá)程度的顯著標(biāo)志。古人云：“不以規(guī)矩，不成方圓?！睕]有計(jì)量，寸步難行！
讓研究生掌握計(jì)量的原理和方法，是自動化工程學(xué)院“計(jì)量方法與誤差”課程的核心目標(biāo)。這門課程涵蓋了“時(shí)間頻率計(jì)量”“電磁學(xué)計(jì)量”“電子學(xué)計(jì)量”等十大領(lǐng)域，是學(xué)生心目中干貨滿滿的“金課”。
抓住重點(diǎn)：突出專業(yè)特色
“計(jì)量方法與誤差理論”課程是“儀器科學(xué)與技術(shù)”一級學(xué)科的研究生學(xué)位基礎(chǔ)課，共40個(gè)學(xué)時(shí)，每年春季學(xué)期面向碩士研究生開設(shè)，旨在讓學(xué)生了解計(jì)量的基本概念和典型的計(jì)量方法，了解常見計(jì)量對象的計(jì)量原理、方法和計(jì)量工具，并能分析計(jì)量誤差的來源和性質(zhì)，掌握減小和控制誤差的估計(jì)和結(jié)果評定方法，以及具備正確、快速地對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的方法和能力。
“這門課程是同學(xué)們開展科技創(chuàng)新的重要工具！”課程組負(fù)責(zé)人周秀云副教授表示，“計(jì)量技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)信息獲取和處理的重要手段，是從事現(xiàn)代計(jì)量科學(xué)研究的必備基礎(chǔ)。由于測量過程總存在誤差，離開測量數(shù)據(jù)精確度和可靠性而談測量是沒有意義的?！?
課程組希望通過這門課程讓研究生具備對具體任務(wù)目標(biāo)的誤差進(jìn)行分配的能力，對實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化的能力，以及解決相關(guān)學(xué)科、行業(yè)中復(fù)雜計(jì)量問題的創(chuàng)新能力等。
然而，這門課程涉及幾何量、熱學(xué)量、力學(xué)量、電磁學(xué)、時(shí)間頻率、無線電電子學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)和電離輻射等諸多領(lǐng)域，內(nèi)容龐雜，在既定的40個(gè)學(xué)時(shí)下，要把所有內(nèi)容講深、講透，難度非常大。怎么辦？
為此，課程組選取了與專業(yè)緊密相關(guān)的計(jì)量內(nèi)容，主要包括時(shí)間頻率、電磁學(xué)、無線電電子學(xué)、光學(xué)等計(jì)量領(lǐng)域進(jìn)行深入講解。在“誤差理論”部分，老師領(lǐng)學(xué)“經(jīng)典誤差理論”，并提供線上優(yōu)質(zhì)資源供同學(xué)們自學(xué)掌握，而對“現(xiàn)代誤差理論”進(jìn)行條分縷析，并與“經(jīng)典誤差理論”進(jìn)行對比，加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握。
周秀云希望學(xué)生能夠?qū)σ恍┲匾幕靖拍钣星逍训恼J(rèn)識，尤其是掌握對專業(yè)領(lǐng)域的一些基本物理量的計(jì)量方法，并能對計(jì)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。她從不要求學(xué)生死記硬背，而是倡導(dǎo)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上靈活運(yùn)用。
基于項(xiàng)目：實(shí)現(xiàn)科教融匯
多年來，課程組一直堅(jiān)持探索和創(chuàng)新教學(xué)方法，努力改革“以課堂為中心、課本為中心、教師為中心”的傳統(tǒng)理念，踐行“以學(xué)生為中心”的新理念，增加了知識講授的“顆粒度”，尤其是基于項(xiàng)目創(chuàng)新開展案例教學(xué)，把科研與教學(xué)緊密結(jié)合，提升了學(xué)習(xí)的主動性、激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性。
課程組劉震教授表示，“通過不斷迭代，我們強(qiáng)化了在線課堂教學(xué)和課外創(chuàng)新實(shí)踐的探究性，開展基于科研項(xiàng)目的案例式課堂教學(xué)改革，使學(xué)生在獲取知識和互動研討的過程中學(xué)會思考、學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會創(chuàng)新，探索一條適合儀器學(xué)科創(chuàng)新人才發(fā)展的研究型教學(xué)模式?！?
尤其是，近年來課程組師資力量不斷壯大，形成了一支由王厚軍教授、田書林教授、劉震教授、田雨教授、付在明研究員、李力研究員、周秀云副教授等為核心成員，若干位博士研究生助教為教輔的教學(xué)與科研水平兼?zhèn)涞慕虒W(xué)團(tuán)隊(duì)，為深入開展“基于科研項(xiàng)目的模塊化教學(xué)”提供了充分的條件。
李力講解測試計(jì)量基礎(chǔ)和電子學(xué)計(jì)量，周秀云講光學(xué)計(jì)量，劉震講時(shí)間頻率和電磁學(xué)計(jì)量……課程組進(jìn)行了合理分工，每位老師負(fù)責(zé)講解其中的某一個(gè)內(nèi)容板塊，有更充沛的精力把自己的科研成果和心得融入到相應(yīng)的教學(xué)板塊中來，更好地實(shí)現(xiàn)了教研相長。
以劉震教授為例，他長期研究電路與電子系統(tǒng)綜合測試與診斷、故障預(yù)測與健康管理技術(shù)等領(lǐng)域，近年來主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等多項(xiàng)國家級科研項(xiàng)目，獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎、四川省科技進(jìn)步一等獎、四川省高等教育教學(xué)成果一等獎等多項(xiàng)獎勵。在教學(xué)中，他把科研項(xiàng)目與課堂教學(xué)緊密結(jié)合，讓學(xué)生直觀地、形象地了解到計(jì)量理論和方法的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。
課程組還通過一系列舉措，鼓勵老師們充分結(jié)合國家戰(zhàn)略需求和行業(yè)發(fā)展需求，把相關(guān)科研項(xiàng)目中的精華內(nèi)容提煉總結(jié)，使之適合在線課堂教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考和分析，為學(xué)生后期快速進(jìn)入課題研究做好鋪墊。
此外，課程組動態(tài)引入不同領(lǐng)域的專家和學(xué)者通過線上或線下方式進(jìn)行授課，或作學(xué)術(shù)報(bào)告分享，以擴(kuò)寬學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。2018級程杰同學(xué)表示：“基于項(xiàng)目的案例教學(xué)，讓知識更加易懂，而且，邀請校外專門從事計(jì)量的專家來分享，更加深了我們對課程內(nèi)容的理解?！?
翻轉(zhuǎn)課堂：強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐
課程組的不斷發(fā)展，也為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了條件。周秀云說，選擇這門課程的學(xué)生往往來自不同的課題組，研究的方向和問題各有不同。以前，課程組會配合教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生提供一些題目，讓學(xué)生自己完成；現(xiàn)在，課程組讓學(xué)生帶著自選題目來聽課，有針對性地從課程中獲取需要的知識。
一方面，課程組會布置更多的題目，讓學(xué)生像吃“自助餐”一樣選擇自己喜歡的題目，另一方面，課程組也鼓勵學(xué)生把參與科研項(xiàng)目時(shí)遇到的難題帶到課堂中來，只要課程組審核確認(rèn)該題目和計(jì)量相關(guān)，都會放手讓學(xué)生去做，學(xué)生最后以研究報(bào)告的形式提交學(xué)習(xí)成果。
周秀云認(rèn)為，這種方式讓教的過程更加有的放矢、讓學(xué)的過程更加各取所需。據(jù)介紹，在研究生教改課題的支持下，課程組正在建設(shè)該課程的“云端問題庫”，將把更豐富的題目都共享到“云端”，為學(xué)生自主選擇題目提供更自主的空間。
在考核方式上，該課程也作出了相應(yīng)的改革，堅(jiān)持“按需考核”的原則，以“傳統(tǒng)的考試+完成計(jì)量檢定報(bào)告”為主要形式，根據(jù)不同專業(yè)或者不同學(xué)習(xí)對象的需求，選擇不同形式的成績評定方式。
目前，自動化學(xué)院正在大力建設(shè)一流研究生課程體系，打造核心精品課程，夯實(shí)專業(yè)看家本領(lǐng)。一方面，依托學(xué)科優(yōu)勢凝練方向，提煉共性知識，構(gòu)建“核心（3門課程）+方向（X門課程）”的課程體系；另一方面，重構(gòu)核心課程教學(xué)內(nèi)容，突出專業(yè)特色與學(xué)科前沿性。
“計(jì)量方法與誤差”課程一直是“儀器科學(xué)與技術(shù)”方向的核心課程。課程體系重構(gòu)之后，該課程與其他課程相輔相成，協(xié)同配合更加緊密，為學(xué)生強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐、提升“輸出能力”提供了更加堅(jiān)實(shí)的支撐。
課程思政：涵養(yǎng)大國匠心
在講解專業(yè)知識的同時(shí)，課程組還把社會主義核心價(jià)值觀、人文素養(yǎng)、民族自豪感、愛國情懷、革命精神等“課程思政”元素有機(jī)融入教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中以潤物無聲的方式引導(dǎo)學(xué)生愛國奉獻(xiàn)、為國鑄劍。
“同學(xué)看看自己的手表或手機(jī)，大家的時(shí)間一致嗎？如果時(shí)間不一致會造成什么影響？”在講解“時(shí)間量值傳遞”時(shí)，課程組通過日常生活中十分常見的時(shí)間問題引入，激發(fā)學(xué)生的好奇心，并進(jìn)一步追問“如果是涉及國家安全或重大經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，這種時(shí)間的不一致會帶來什么后果？”
隨后，課程組從“銀河號”貨輪事件引出“時(shí)間量值傳遞”的知識點(diǎn)，講解了如何利用衛(wèi)星的接收比對進(jìn)行時(shí)間量值傳遞，以及它在航空航天等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，讓同學(xué)們明白“時(shí)間計(jì)量是國家科技發(fā)展的重大戰(zhàn)略資源”，我們必須建立“北斗”這樣自主可控的授時(shí)系統(tǒng)，才能為中華民族的偉大復(fù)興提供有力支撐。
“同學(xué)們知不知道，新中國成立后，光學(xué)史上有‘八大件、一個(gè)湯’？”在講解“光學(xué)計(jì)量中幾何光學(xué)的成像系統(tǒng)計(jì)量”時(shí)，課程組介紹了新中國光學(xué)工程奠基人王大珩科技報(bào)國的感人事跡，讓學(xué)生體會到老一輩科學(xué)家的愛國情懷以及對科學(xué)的無比熱愛和執(zhí)著精神。
王大珩是中國光學(xué)界的主要學(xué)術(shù)奠基人、開拓者和組織領(lǐng)導(dǎo)者，被稱為“中國光學(xué)之父”。他開拓和推動了中國光學(xué)研究及光學(xué)儀器制造，并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制成功多種大型光測設(shè)備，為原子彈爆炸、導(dǎo)彈發(fā)射、氫彈試驗(yàn)、人造衛(wèi)星上天等作出了重大貢獻(xiàn)。他也是科技部“863”計(jì)劃的主要倡導(dǎo)者。
通過進(jìn)一步介紹“863”高科技計(jì)劃的來龍去脈，課程組引導(dǎo)同學(xué)們感受以王大珩為代表的老一輩科學(xué)家的赤誠之心、超前意識和深邃眼光，并勉勵同學(xué)們，要正視國內(nèi)外科技差距，努力為攻克“打底子”和“卡脖子”難題貢獻(xiàn)自己的智慧。
在講解“光學(xué)計(jì)量中的物理學(xué)計(jì)量”時(shí)，課程組通過介紹光學(xué)發(fā)展史，引入物理光學(xué)的計(jì)量對科技發(fā)展的重要性，再以同學(xué)們十分關(guān)心的光刻機(jī)為例，讓學(xué)生理解基礎(chǔ)理論研究對中國科技進(jìn)步的重要意義。
“芯片問題是一個(gè)‘卡脖子’問題，到底卡在那里？是缺少資金、缺少技術(shù)還是缺少人才，或者是其他原因？”課程組在和學(xué)生一起探討的過程中，啟發(fā)學(xué)生“抽絲剝繭”，把芯片問題與光學(xué)計(jì)量聯(lián)系起來，了解“高精度激光干涉儀”等重要光學(xué)儀器的基本原理和重要意義。
“課程思政的內(nèi)涵十分豐富、形式十分多樣，它既可以融入一個(gè)專題、一個(gè)專題、一個(gè)案例，也可以融入老師的一言一行！”周秀云說，“我們課程組始終堅(jiān)持立德樹人根本任務(wù)，將不斷探索創(chuàng)新方式方法，引導(dǎo)同學(xué)們立大志、明大德、成大才、擔(dān)大任！”
