中外合作班機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)課程初探

筆者所在學(xué)校機(jī)電系與澳大利亞啟思蒙學(xué)院建立了合作關(guān)系，成立了機(jī)電一體化中外合作班，學(xué)生畢業(yè)后獲得本校畢業(yè)證書以及澳大利亞政府承認(rèn)的資格證書。而資格認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)——培訓(xùn)包，由澳大利亞政府頒布，是一整套國(guó)家認(rèn)可的能力標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)估指導(dǎo)方針，是為特定的工業(yè)、工業(yè)部門或企事業(yè)單位制定的一系列資格證書。每一個(gè)培訓(xùn)包都為培訓(xùn)、認(rèn)證和評(píng)估學(xué)生的技巧提供一系列內(nèi)容，使得學(xué)生通過直接的評(píng)估或者工作場(chǎng)所表現(xiàn)出的能力獲得國(guó)家承認(rèn)的資格。培訓(xùn)包是由工業(yè)技能委員會(huì)或者企業(yè)根據(jù)特定工業(yè)和工業(yè)分支部門確認(rèn)的培訓(xùn)需要制定的，為了使培訓(xùn)包得到全國(guó)的認(rèn)可，制定者必須提供在工業(yè)領(lǐng)域及企業(yè)進(jìn)行廣泛研究、專家咨詢及獲得支持的證據(jù)。

按照培訓(xùn)包的要求，為獲得澳大利亞政府承認(rèn)的資格證書，該中外合作班在專業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)、能力標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)模式等方面，都有新的要求和內(nèi)容。筆者承擔(dān)了該班的機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)課程，開展了初步

探索。

一、教學(xué)大綱

1.定位與課程目標(biāo)

按照培訓(xùn)包要求，機(jī)械產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)課程的定位是：培養(yǎng)具有扎實(shí)的互換性理論基礎(chǔ)知識(shí)，理解常用零部件的幾何精度設(shè)計(jì)原則與方法，在機(jī)電產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)中能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，具備精度測(cè)量基本技能，具有一定的開拓創(chuàng)新精神、良好的社會(huì)適應(yīng)能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的應(yīng)用型機(jī)械工程人才。

本課程具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、綜合應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。課程旨在使學(xué)生掌握互換性生產(chǎn)原則、公差的規(guī)律及標(biāo)準(zhǔn)選用、圓柱結(jié)合的精度設(shè)計(jì)原則及檢測(cè)技術(shù)、零件的形位公差標(biāo)準(zhǔn)及其選用原則、檢測(cè)技術(shù)等相關(guān)知識(shí)和技能，理解常用零部件的幾何精度設(shè)計(jì)原則與方法，并靈活運(yùn)用于機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

由于培訓(xùn)包是在工業(yè)領(lǐng)域及企業(yè)進(jìn)行廣泛研究、咨詢行業(yè)專家并獲得支持后得到的，所以該課程目標(biāo)必須反映行業(yè)需求。課程教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、關(guān)聯(lián)相關(guān)課程知識(shí)的能力，讓學(xué)生熟悉相關(guān)學(xué)科最新研究成果，具有一定的科技創(chuàng)新意識(shí)和能力，為今后解決實(shí)際工程問題、開展科學(xué)研究及應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.先修與后續(xù)課程

本課程是機(jī)電一體化專業(yè)中必修的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，在機(jī)械工程專業(yè)課程體系中起著承上啟下的作用。該課程是聯(lián)系基礎(chǔ)課及其他技術(shù)基礎(chǔ)課與專業(yè)課的橋梁，是聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)類課程與制造工藝類課程的紐帶，與許多課程諸如機(jī)械制圖、機(jī)械工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)等有著密切關(guān)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前，應(yīng)具有識(shí)圖和制圖能力，懂得機(jī)械的一般機(jī)構(gòu)原理，掌握機(jī)械制造的初步知識(shí)。因此，必須將本課程安排在機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程和教學(xué)環(huán)節(jié)之后。課程的測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)部分涉及到概率的有關(guān)知識(shí)，因此工程數(shù)學(xué)也是本課程的先修課。

通過本課程的學(xué)習(xí)，可以提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，使學(xué)生掌握公差標(biāo)準(zhǔn)、表面粗糙度的選用原則，并能進(jìn)行精度設(shè)計(jì)。將該門課程的內(nèi)容融入到機(jī)械設(shè)計(jì)課程中，可讓學(xué)生在設(shè)計(jì)機(jī)器零件的過程中，理論聯(lián)系實(shí)際，真正理解課程的基本概念、理論、原理和方法；能夠根據(jù)需要，合理地提出零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，為后續(xù)的機(jī)械制造工藝學(xué)等制造課程的學(xué)習(xí)，以及課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

3.課程的重點(diǎn)（即能力單元）以及解決方法

根據(jù)培訓(xùn)包要求，每個(gè)能力單元確認(rèn)了一個(gè)分離的工作場(chǎng)合要求，包括了除語(yǔ)言、文字、計(jì)算能力之外的作為能力基礎(chǔ)的知識(shí)和技能，以及職業(yè)健康和安全要求。能力單元必須和教學(xué)以及評(píng)估一致，以保證結(jié)果的一致性。本課程的能力單元包含以下部分：

（1）孔、軸尺寸精度標(biāo)準(zhǔn)及配合的選用，孔、軸公差與配合的正確標(biāo)注；

（2）形位公差標(biāo)準(zhǔn)、公差帶的特點(diǎn)以及公差原則，零件形位公差的選擇、正確標(biāo)注；

（3）表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)、選用及標(biāo)注；

（4）精度設(shè)計(jì)原則與方法在光滑極限量規(guī)、滾動(dòng)軸承、鍵和花鍵、螺紋、圓柱齒輪中的具體應(yīng)用；

（5）常用精密測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用。

根據(jù)培訓(xùn)包要求，以上內(nèi)容需在教學(xué)中利用各種教學(xué)途徑加以解決，具體方法如下：

一是通過來源于工程的實(shí)例，講清精度設(shè)計(jì)的原則；

二是多種教學(xué)手段并用，利用多媒體教學(xué)真實(shí)感強(qiáng)的特點(diǎn)，進(jìn)行多彩多維的形象描述與展示，講清形狀公差帶和位置公差帶的形狀、尺寸公差與位置公差間的關(guān)系，使學(xué)生能夠正確理解形位公差與公差原則；

三是通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)，充分激發(fā)學(xué)生的自主性、積極性，使某些重點(diǎn)難點(diǎn)問題在實(shí)際操作、科技創(chuàng)新的過程中得到有效解決。

4.教學(xué)內(nèi)容

本課程包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分，其中理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)（包括課內(nèi)基礎(chǔ)及綜合實(shí)驗(yàn)）16學(xué)時(shí)。另外，作為本課程的重要補(bǔ)充，增加一周三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的實(shí)訓(xùn)，作為開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

（1）基本理論及基礎(chǔ)國(guó)標(biāo)，23學(xué)時(shí)。內(nèi)容包括極限與配合、形位公差、微觀表面質(zhì)量基本理論、相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)選擇原則和方法，測(cè)量器具的原理與測(cè)量方法。

（2）精度設(shè)計(jì)原則與方法應(yīng)用，9學(xué)時(shí)。內(nèi)容包括精度設(shè)計(jì)原則與方法在光滑極限量規(guī)中的具體應(yīng)用。

（3）實(shí)踐部分，包含隨課實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)、一周三坐標(biāo)測(cè)量實(shí)訓(xùn)24課時(shí)以及畢業(yè)實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。

以上內(nèi)容課時(shí)的分配，均與培訓(xùn)包的能力單元一一對(duì)應(yīng)。

二、教材和教學(xué)參考資料

1.選用教材

教材是教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的主要載體， 選擇優(yōu)秀教材是課程教學(xué)質(zhì)量的基本保證。為適應(yīng)中外合作班的人才培養(yǎng)要求，本著“強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、注重能力、突出應(yīng)用”的原則，根據(jù)培訓(xùn)包能力單元要求自編教材。在自編教材的過程中，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，反映學(xué)科最新發(fā)展水平，采用國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)，語(yǔ)言深入淺出、簡(jiǎn)明扼要，內(nèi)容少而精，重點(diǎn)突出，又具有良好的系統(tǒng)性、完整性，而且注意了與先修課程、后續(xù)課程相關(guān)內(nèi)容的銜接。

另外，為配合教學(xué)、擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，教師向?qū)W生及學(xué)校圖書館推薦了多種教學(xué)參考書籍。為了促進(jìn)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，了解學(xué)科最新發(fā)展?fàn)顩r，教師注重在教學(xué)過程中向?qū)W生介紹與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2.配套的實(shí)驗(yàn)教材

培訓(xùn)包的教學(xué)，尤其注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)在工作現(xiàn)場(chǎng)解決實(shí)際問題，完成某個(gè)具體的工作任務(wù)。完備的實(shí)驗(yàn)教材為此提供了有力的支撐。筆者學(xué)校選擇了一些綜合性強(qiáng)、設(shè)計(jì)性強(qiáng)、工程背景較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，自編《機(jī)械產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)測(cè)量實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)講義》，由學(xué)校教材科負(fù)責(zé)印制。自編講義將課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和開放式綜合實(shí)驗(yàn)兩部分，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包含傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握；在綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，將機(jī)械產(chǎn)品精度設(shè)計(jì)與技術(shù)測(cè)量的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容以及關(guān)聯(lián)課程的內(nèi)容結(jié)合起來，建立綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，意在培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。自編講義將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室裝備緊密結(jié)合起來，具有很強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性。

三、教學(xué)方法

教學(xué)方法的多樣性，是澳大利亞職業(yè)教育的一大特點(diǎn)，中外合作班的教學(xué)也秉承了這一特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為以下三個(gè)方面。

1.注重職業(yè)能力培養(yǎng)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)

突出能力本位，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際測(cè)量操作能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力和對(duì)國(guó)家公差標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用能力為目標(biāo)，打造實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)、企業(yè)崗位實(shí)習(xí)相互銜接的特色實(shí)踐教學(xué)體系。通過安排學(xué)生去專業(yè)設(shè)計(jì)制造檢具的企業(yè)實(shí)訓(xùn)、在畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行精度設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，達(dá)到學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用及開發(fā)環(huán)境的完全接軌。

2.應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)手段

在教學(xué)過程中，筆者對(duì)單一的講授式教學(xué)法進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。在課堂教學(xué)中，較多地利用了多媒體教學(xué)設(shè)備和課件，加大了授課信息量，精簡(jiǎn)了課時(shí)，提高了教學(xué)的直觀性、趣味性。這樣，知識(shí)更為直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生更易接受。沿襲澳大利亞相對(duì)寬松的課堂環(huán)境，采用啟發(fā)式、小組討論式、演講式、3～5分鐘小測(cè)試等多種教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的雙向互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。

3.遵循多科目融合的教學(xué)規(guī)律

本課程涉及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、質(zhì)量控制等諸多方面。在生產(chǎn)實(shí)際中，機(jī)電產(chǎn)品能否滿足功能要求，能否在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)制造，這對(duì)產(chǎn)品零部件的精度制造起著舉足輕重的作用。正確合理的精度應(yīng)用是企業(yè)獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵所在。因此，在教學(xué)內(nèi)容的安排上，應(yīng)注重機(jī)械類各門課程知識(shí)的融入，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。筆者講授的課程還有機(jī)械制造基礎(chǔ)和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x實(shí)訓(xùn)，因此筆者經(jīng)常將這些課程相互聯(lián)系起來，使學(xué)生對(duì)整個(gè)零件的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)過程有明確的認(rèn)識(shí)和總體的把握。

四、考核評(píng)估方法

培訓(xùn)包對(duì)每個(gè)能力單元所需要達(dá)到的知識(shí)和技能標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)的說明，對(duì)于要求提供的證據(jù)材料也逐一進(jìn)行了描述。評(píng)估可以在課堂上、實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，或者在實(shí)訓(xùn)、工作模擬等場(chǎng)合進(jìn)行。比如教師在學(xué)生課堂討論時(shí)進(jìn)行直接觀察或者借助于攝像機(jī)、照相機(jī)進(jìn)行間接觀察，觀察學(xué)生在參與討論、團(tuán)隊(duì)合作中的表現(xiàn)。也可將學(xué)生分組，對(duì)每組中個(gè)別學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面的交流評(píng)估，以檢驗(yàn)其知識(shí)掌握的程度。實(shí)訓(xùn)中可借助具體的任務(wù)進(jìn)行評(píng)估，比如讓學(xué)生測(cè)量指定零件的某個(gè)幾何量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行表達(dá)，或者已知某個(gè)零件的具體要求，請(qǐng)學(xué)生提出其尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求，這就是通過設(shè)置任務(wù)來檢驗(yàn)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和解決實(shí)際問題的能力。還可開展學(xué)生的自我評(píng)估，采用問卷調(diào)查等方式進(jìn)行評(píng)估等?？偟膩碚f，應(yīng)靈活運(yùn)用各種評(píng)估方法，對(duì)學(xué)生的技能、知識(shí)、解決問題的能力、價(jià)值觀和態(tài)度等各個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)估，以保證考核評(píng)估結(jié)果公正、真實(shí)、有效。

如何將中國(guó)已有的職業(yè)教育經(jīng)驗(yàn)與澳大利亞多年來以行業(yè)為主導(dǎo)的職業(yè)教育特點(diǎn)相結(jié)合，將我國(guó)的職業(yè)教育辦得更有特色，使學(xué)生更能適應(yīng)職業(yè)發(fā)展需要，是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，必須在不斷的實(shí)踐探索中積累經(jīng)驗(yàn)，反思創(chuàng)新，才能實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育新的突破。

（作者單位：蘇州市職業(yè)大學(xué)）