“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，計量在人類社會的發(fā)展進步中扮演著重要角色，也是反映一個國家發(fā)達程度的顯著標志。古人云：“不以規(guī)矩，不成方圓?！睕]有計量，寸步難行！
讓研究生掌握計量的原理和方法，是自動化工程學院“計量方法與誤差”課程的核心目標。這門課程涵蓋了“時間頻率計量”“電磁學計量”“電子學計量”等十大領域，是學生心目中干貨滿滿的“金課”。
抓住重點：突出專業(yè)特色
“計量方法與誤差理論”課程是“儀器科學與技術(shù)”一級學科的研究生學位基礎課，共40個學時，每年春季學期面向碩士研究生開設，旨在讓學生了解計量的基本概念和典型的計量方法，了解常見計量對象的計量原理、方法和計量工具，并能分析計量誤差的來源和性質(zhì)，掌握減小和控制誤差的估計和結(jié)果評定方法，以及具備正確、快速地對實驗數(shù)據(jù)進行分析和處理的方法和能力。
“這門課程是同學們開展科技創(chuàng)新的重要工具！”課程組負責人周秀云副教授表示，“計量技術(shù)是現(xiàn)代科學信息獲取和處理的重要手段，是從事現(xiàn)代計量科學研究的必備基礎。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目標的誤差進行分配的能力，對實際系統(tǒng)的實驗測試數(shù)據(jù)進行分析和優(yōu)化的能力，以及解決相關(guān)學科、行業(yè)中復雜計量問題的創(chuàng)新能力等。
然而，這門課程涉及幾何量、熱學量、力學量、電磁學、時間頻率、無線電電子學、光學、化學、聲學和電離輻射等諸多領域，內(nèi)容龐雜，在既定的40個學時下，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)的計量內(nèi)容，主要包括時間頻率、電磁學、無線電電子學、光學等計量領域進行深入講解。在“誤差理論”部分，老師領學“經(jīng)典誤差理論”，并提供線上優(yōu)質(zhì)資源供同學們自學掌握，而對“現(xiàn)代誤差理論”進行條分縷析，并與“經(jīng)典誤差理論”進行對比，加深學生對理論知識的理解和掌握。
周秀云希望學生能夠?qū)σ恍┲匾幕靖拍钣星逍训恼J識，尤其是掌握對專業(yè)領域的一些基本物理量的計量方法，并能對計量結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理。她從不要求學生死記硬背，而是倡導學生在理解的基礎上靈活運用。
基于項目：實現(xiàn)科教融匯
多年來，課程組一直堅持探索和創(chuàng)新教學方法，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”，尤其是基于項目創(chuàng)新開展案例教學，把科研與教學緊密結(jié)合，提升了學習的主動性、激發(fā)了學生的創(chuàng)造性。
課程組劉震教授表示，“通過不斷迭代，我們強化了在線課堂教學和課外創(chuàng)新實踐的探究性，開展基于科研項目的案例式課堂教學改革，使學生在獲取知識和互動研討的過程中學會思考、學會學習、學會創(chuàng)新，探索一條適合儀器學科創(chuàng)新人才發(fā)展的研究型教學模式?！?
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與科研水平兼?zhèn)涞慕虒W團隊，為深入開展“基于科研項目的模塊化教學”提供了充分的條件。
李力講解測試計量基礎和電子學計量，周秀云講光學計量，劉震講時間頻率和電磁學計量……課程組進行了合理分工，每位老師負責講解其中的某一個內(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的教學板塊中來，更好地實現(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、故障預測與健康管理技術(shù)等領域，近年來主持國家自然科學基金面上項目等多項國家級科研項目，獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎、四川省科技進步一等獎、四川省高等教育教學成果一等獎等多項獎勵。在教學中，他把科研項目與課堂教學緊密結(jié)合，讓學生直觀地、形象地了解到計量理論和方法的實戰(zhàn)應用。
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)科研項目中的精華內(nèi)容提煉總結(jié)，使之適合在線課堂教學，引導學生進行深入思考和分析，為學生后期快速進入課題研究做好鋪墊。
此外，課程組動態(tài)引入不同領域的專家和學者通過線上或線下方式進行授課，或作學術(shù)報告分享，以擴寬學生的學術(shù)視野。2018級程杰同學表示：“基于項目的案例教學，讓知識更加易懂，而且，邀請校外專門從事計量的專家來分享，更加深了我們對課程內(nèi)容的理解?！?
翻轉(zhuǎn)課堂：強化創(chuàng)新實踐
課程組的不斷發(fā)展，也為學生的個性化學習提供了條件。周秀云說，選擇這門課程的學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，課程組會配合教學內(nèi)容為學生提供一些題目，讓學生自己完成；現(xiàn)在，課程組讓學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，課程組也鼓勵學生把參與科研項目時遇到的難題帶到課堂中來，只要課程組審核確認該題目和計量相關(guān)，都會放手讓學生去做，學生最后以研究報告的形式提交學習成果。
周秀云認為，這種方式讓教的過程更加有的放矢、讓學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的改革，堅持“按需考核”的原則，以“傳統(tǒng)的考試+完成計量檢定報告”為主要形式，根據(jù)不同專業(yè)或者不同學習對象的需求，選擇不同形式的成績評定方式。
目前，自動化學院正在大力建設一流研究生課程體系，打造核心精品課程，夯實專業(yè)看家本領。一方面，依托學科優(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)核心課程教學內(nèi)容，突出專業(yè)特色與學科前沿性。
“計量方法與誤差”課程一直是“儀器科學與技術(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，為學生強化創(chuàng)新實踐、提升“輸出能力”提供了更加堅實的支撐。
課程思政：涵養(yǎng)大國匠心
在講解專業(yè)知識的同時，課程組還把社會主義核心價值觀、人文素養(yǎng)、民族自豪感、愛國情懷、革命精神等“課程思政”元素有機融入教學內(nèi)容當中以潤物無聲的方式引導學生愛國奉獻、為國鑄劍。
“同學看看自己的手表或手機，大家的時間一致嗎？如果時間不一致會造成什么影響？”在講解“時間量值傳遞”時，課程組通過日常生活中十分常見的時間問題引入，激發(fā)學生的好奇心，并進一步追問“如果是涉及國家安全或重大經(jīng)濟領域，這種時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“時間量值傳遞”的知識點，講解了如何利用衛(wèi)星的接收比對進行時間量值傳遞，以及它在航空航天等領域的重要應用，讓同學們明白“時間計量是國家科技發(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系統(tǒng)，才能為中華民族的偉大復興提供有力支撐。
“同學們知不知道，新中國成立后，光學史上有‘八大件、一個湯’？”在講解“光學計量中幾何光學的成像系統(tǒng)計量”時，課程組介紹了新中國光學工程奠基人王大珩科技報國的感人事跡，讓學生體會到老一輩科學家的愛國情懷以及對科學的無比熱愛和執(zhí)著精神。
王大珩是中國光學界的主要學術(shù)奠基人、開拓者和組織領導者，被稱為“中國光學之父”。他開拓和推動了中國光學研究及光學儀器制造，并帶領團隊研制成功多種大型光測設備，為原子彈爆炸、導彈發(fā)射、氫彈試驗、人造衛(wèi)星上天等作出了重大貢獻。他也是科技部“863”計劃的主要倡導者。
通過進一步介紹“863”高科技計劃的來龍去脈，課程組引導同學們感受以王大珩為代表的老一輩科學家的赤誠之心、超前意識和深邃眼光，并勉勵同學們，要正視國內(nèi)外科技差距，努力為攻克“打底子”和“卡脖子”難題貢獻自己的智慧。
在講解“光學計量中的物理學計量”時，課程組通過介紹光學發(fā)展史，引入物理光學的計量對科技發(fā)展的重要性，再以同學們十分關(guān)心的光刻機為例，讓學生理解基礎理論研究對中國科技進步的重要意義。
“芯片問題是一個‘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？”課程組在和學生一起探討的過程中，啟發(fā)學生“抽絲剝繭”，把芯片問題與光學計量聯(lián)系起來，了解“高精度激光干涉儀”等重要光學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，它既可以融入一個專題、一個專題、一個案例，也可以融入老師的一言一行！”周秀云說，“我們課程組始終堅持立德樹人根本任務，將不斷探索創(chuàng)新方式方法，引導同學們立大志、明大德、成大才、擔大任！”
