对理工科学员进行计量技术基础知识普及教育的思考:中国计量大学网上党校学员登录

　　摘 要：针对理工科学员计量技术基础知识缺乏的现状，分析了对其进行计量技术基础知识普及教育的必要性；在此基础上，对计量技术基础普及教育知识体系进行了初步设计，并对普及教育的形式提出了具体的措施建议。
　　关键词：计量技术；基础知识；普及教育；理工科专业
　　Considerations on universal education of basic knowledge of metrology in students majoring in science and engineering
　　Wu Shilin, Zhang Qi, Xiong Jiulong
　　National university of defense technology, Changsha, 410073, China
　　Abstract: Aiming at the actuality that students majoring in science and engineering lack basic knowledge of metrology, the necessity to implement universal education of basic knowledge of metrology in students majoring in science and engineering is analyzed. On this based, the knowledge system of the basic knowledge of metrology is designed preliminarily, and some detailed measures and suggestions for actualizing universal education are put forward.
　　Key words: metrology; basic knowledge; universal education; science and engineering specialty
　　
　　计量是科学技术进步、经济社会发展的重要技术基础。任何科学、任何部门、任何行业乃至任何活动，都直接或间接、有意或无意地需要计量学知识体系的支撑[1]。计量水平的高低，已成为衡量一个国家科技、经济和社会发展程度的重要标志之一。因而，掌握一定的计量技术基础知识是每一个参与国家与社会建设的人应具备的基本素质。高等院校作为人才培养的摇篮，进行计量技术基础知识的普及教育具有义不容辞的责任。
　　
　　1 计量技术基础知识教育现状与存在的问题
　　
　　1.1 教育现状
　　目前，在综合性高等院校中，只有测控技术与仪器专业开设计量技术课程，但并非所有大学的测控技术与仪器专业均开设了该课程。此外，在质量技术监督类学院、质量工程类学校及计量学校的有关专业也开设了计量技术课程。但总体而言，国内对计量技术的教育还局限在一个非常小的群体中，高等院校的绝大多数毕业生不具备基本的计量技术基础知识技能。
　　1.2 存在的问题
　　由于缺乏必要的计量技术基础知识，理工类毕业生(包括本科、硕士、博士)的毕业论文及投稿的科技论文(包括硕士、博士)中常常存在量和单位使用不当、数据处理及测量结果表达不合理、实验数据可信度不高等问题。
　　1.2.1 量和单位使用不当[2]
　　(1)使用已废弃的量名称，如比重、比热、原子量、质量百分比浓度等；使用已废弃的非法定单位或单位符号，前者如斤、千克力(kgf)、卡(cal)、摩尔浓度(M)等，后者如K(开尔文)、rpm(转每分)等。
　　(2)量符号及其下标符号、单位及词头符号的正斜体、大小写不符合国家标准的规定；未使用国家标准规定的量符号，如质量符号不用m，而用W，P或Q等。
　　(3)对单位符号进行修饰，如在单位符号上加下标、复数形式以及其他说明性字符；同一篇文章中的单位时而用中文符号，时而用国际符号；在组合单位中两种符号并用，如“m3/秒”；把一些不是单位符号的符号或单位的全称作为标准化符号使用，如ppm(10-6)，hr(小时)，day(天)等；使用单位符号张冠李戴，如把平面角的单位符号“"”“″”用作时间单位“分”“秒”等。
　　(4)不善于使用词头构成十进倍数或分数单位，常出现如100 000m，0.000 36A等书写形式；或词头使用错误，如独立使用、重叠使用等。
　　(5)在图、表等用特定的单位表示量的数值时，未采用“量/单位”的标准化法，如“p/MPa”，仍按传统方法表示成“p，MPa”或“p(MPa)”等。
　　1.2.2 数据处理及测量结果表达不合理
　　(1)有效数字的取舍概念不清，对实验结果小数点后取几位无分寸，认为小数位数越多，测量结果精度越高，且同一组测量结果，各数据小数点后位数常不一致；对实验结果及实验误差(或测量不确定度)的有效位数取值把握不准，常出现实验结果与误差(或测量不确定度)小数位数不同的错误。
　　(2)对测量数据不进行误差分析，即不进行系统误差有无分析，也不进行粗大误差判别，而是直接由实验数据计算测量结果；测量结果只给出最佳估计值(如算术平均值)，而不给出测量的标准差或测量不确定度指标，也不对测量误差来源进行分析。
　　(3)仍停留在以经典误差理论的极限误差评定与表达测量结果的阶段，不能合理采用现代误差理论的测量不确定度对测量结果及其质量进行评定和表示。
　　1.2.3 实验数据可信度差
　　在高等院校中，各科研课题组的科研设备很少按计量法在各级法定计量检定机构进行检定或校准，计量检定规程也很少在高校中使用，计量工作在高校成了“盲区”[3]。学员对仪器检定或校准完全没有概念，对仪器设备的计量检定工作理解不足，缺乏计量意识、质量意识法律意识。不管仪器的准确与否，只关心其是否有输出，这样既保证不了量值的准确可靠传递，也直接影响到科研、实验工作中数据的准确性和可靠性。
　　
　　2 实施计量技术基础知识普及教育的必要性
　　
　　为彻底改变以往人才培养中凸显出来的问题(即计量技术基础知识欠缺)，对理工科学员进行计量技术基础知识普及教育已势在必行。
　　2.1 进行计量技术基础知识普及教育是贯彻实施《中华人民共和国计量法》的需要
　　《中华人民共和国计量法》(以下简称《计量法》)对计量单位制、计量基/标准器具及计量检定工作均有明确的法律条文。其中，《计量法》第一章第三条规定“国家采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位，为国家法定计量单位。国家法定计量单位的名称、符号由国务院公布。非国家法定计量单位应当废除。”《计量法》第二章第八条规定“企业、事业单位根据需要，可以建立本单位使用的计量标准器具，其各项最高计量标准器具经有关人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。”《计量法》第二章第九条规定“对前款规定以外的其他计量标准器具和工作计量器具，使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定。”在贯彻实施以上精神时，理工科学员必须具备相应的计量技术基础知识。
　　2.2 进行计量技术基础知识普及教育是促进加强国际学术交流的需要
　　随着科学技术的高速发展，国内外学术交流日益频繁，为了使教学科研成果及实验数据对外得到公认，必须实施和加强计量工作。只有使用国际单位制，实验结果才能具有可比性；科研中使用的测量仪器只有检定合格，才有利于科研实验数据的复现性、重复性和可比性；数据处理结果采用测量不确定度评定和表达，才能符合国际惯例。在符合计量要求的准则下，各种交流和国际合作才能消除技术壁垒。
　　
　　3 计量技术基础普及教育知识体系设计[4-6]
　　
　　计量技术基础知识普及教育针对面广，其内容应宽广，深度应适中，系统性要强，主要涉及如下4个知识点。
　　3.1 计量法律、法规、规章
　　“有法可依”“有法必依”是设置该知识点的基本出发点。大多数学员在学习及论文撰写中表现出的问题，不是因为他们不“守法”，而是因为他们不“知法”，由于专业和研究领域的区别，他们根本不知道计量方面的相关法律、法规、规章的存在。因此，在此知识点上进行系统但并不需要深入的介绍，即可使他们在以后的学习工作中“依法办事”。
　　3.2 量和单位制
　　正确合理地使用量和单位是设置该知识点的出发点，内容包括：
　　(1)我国法定计量单位的构成(由国际单位制的单位、国家选定的非国际单位制单位及以上两种单位组合形式的单位)。
　　(2)法定计量单位的正确使用，即单位名称、单位和词头符号、应淘汰的测量单位和符号。
　　(3)量和量值的正确表示，即量的名称、量的符号(一般规定、量符号的下标、量值的表示)及图表中量和单位的表示。
　　(4)量和单位制的系列国家标准，即国家技术监督局于1993年12月27日批准发布的15项有关“量和单位”的强制性国家标准(GB3100-93，GB3101-93，GB3102.1-93～GB3102.13-93)，这套标准涉及自然科学的各个领域，是各行各业必须执行的基础性标准，也是国家法定计量单位的具体应用形式。
　　3.3 误差分析与测量不确定度评定与表达
　　对测量数据进行正确合理的误差分析、数据处理及测量结果表达是设置该知识点的出发点，内容包括：
　　(1)误差基本概念，包括误差的定义、分类、表示方法、微小误差取舍准则，三大类误差的处理等。
　　(2)有效数字与数据修约规则，包括有效数字与运算规则、数据修约规则、测量结果的有效位数、误差或不确定度的有效位数等。
　　(3)最小二乘法和回归分析。
　　(4)测量不确定度，包括不确定度来源、测量不确定度的评定(A类评定、B类评定)、测量不确定度的表示(合成标准不确定度、扩展不确定度)、测量不确定度报告(测量结果的正确表达)等。
　　3.4 量值传递与溯源
　　对所使用的测量仪器合理地进行检定或校准，使仪器处于要求的精度范围内，以保证测量结果的精度及测量结果的可信度是设置该知识点的出发点，内容包括：
　　(1)量值传递与溯源的必要性。
　　(2)量值传递与溯源的方式与方法。
　　(3)国家计量检定系统表及国家计量检定规程。
　　
　　4 计量技术基础知识普及教育的具体措施建议
　　
　　计量技术基础知识的普及教育主要针对在校的理工科学员进行，但从彻底改变高校人员计量意识、更好地贯彻实施《计量法》有关精神出发，对高校现有从业人员(特别是理工科教师、高校实验室教师及工作人员)也要进行普及教育。
　　4.1 理工科学员培养部分
　　理工科在校学员的计量技术基础知识普及教育可按两种途径开展。一是结合大学物理实验、大学化学实验进行，以往，在此类实验课程中或多或少包含了一些计量技术基础知识的教育(特别是误差理论与数据处理方面知识)。只需在此基础上进行计量技术基础知识扩展，并加强系统性即可。二是进行第二课堂讲座，可分年级、分专业进行，在宣传普及计量技术基础知识的同时，结合专业特点，其教学效果更佳。
　　4.2 高校从业人员部分
　　对现有高校从业人员进行计量基础知识普及教育动员，具体知识印发学习材料到每一个人，督促其在日常教学科研中执行。对高校实验室人员，可组织学习计量法律法规、检定规程、质量标准和各种规章制度，强调计量工作的重要性和必要性，并让全体人员了解计量检定工作的具体要求和程序，以取得对计量工作的共识，增强工作的责任心，使计量工作真正成为高校实验室和科研人员工作必不可少的一部分。
　　
　　5 结束语
　　
　　进行计量技术基础知识普及教育势在必行，但其涉及面广，要在各高校普遍实施还有待时日。但从长远来看，只要人们的计量意识增强了，计量技术基础知识普及教育就会顺利实施。
　　
　　参考文献
　　[1] 林建忠.现代计量工程教育模式探索[J].高等工程教育研究,2007,6:78-82.
　　[2] 张俊英,郭昆,王秀清.科技论文中量和单位使用的常见的错误解析[J].内蒙古电力技术,2010,28(S2):109-110,120.
　　[3] 董耀,郑敏.加强高校计量工作势在必行[J].上海计量测试,2005,32(6):59-60.
　　[4] 李宗扬.计量技术基础[M].北京:原子能出版社,2002.
　　[5] 王立吉.计量学基础(修订版)[M].北京:中国计量出版社,2009.
　　[6] 洪生伟.计量管理(第五版)[M].北京:中国计量出版社,2011.