非接觸測(cè)量技術(shù)在大學(xué)實(shí)驗(yàn)改革中的應(yīng)用

◆崔 治 陳樹祥 趙世田 盧 倩

(鹽城工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院)

《精度設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化》是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。機(jī)械零部件的精度直接影響機(jī)械的工作性能、振動(dòng)、噪聲及壽命等，并且隨著科技的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)向微型機(jī)械和巨型機(jī)械不斷延伸，機(jī)械加工精度對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越重要。［1］這門課程本身具有涉及到的標(biāo)準(zhǔn)多、術(shù)語(yǔ)多、概念抽象的特點(diǎn)，要學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)也就越發(fā)困難。為了提高課程的教學(xué)效果，必須對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

一、多媒體課件演示

其具有其他教學(xué)手段所無(wú)法比擬的優(yōu)越性，是一個(gè)良好的輔助實(shí)驗(yàn)過程。但由于受到時(shí)間、設(shè)備、技術(shù)和制作水平等客觀條件的限制，一些課件出現(xiàn)了動(dòng)畫不清晰、色彩搭配不當(dāng)、文字?jǐn)?shù)字錯(cuò)漏等制作粗糙的情況，不僅影響了正確信息的傳授，甚至使學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生不信任感;根本不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也不能發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上無(wú)法集中，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性嚴(yán)重下降，甚至玩手機(jī)，打瞌睡。提高教學(xué)質(zhì)量也就無(wú)從談起。

二、實(shí)踐教學(xué)

多媒體課件固然但其他教學(xué)手段的許多功能也不容忽視，如教學(xué)模型的空間結(jié)構(gòu)功能、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的示范功能、參觀實(shí)踐的模范作用功能、實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)手操作功能等都是計(jì)算機(jī)多媒體課件所不能或難以全部替代的。

三、計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)

為了提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，本人對(duì)所開出的課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了梳理，合并了一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，淘汰一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，新開設(shè)了“零件非接觸式綜合測(cè)量”實(shí)驗(yàn)。新開設(shè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)有兩個(gè)，一是使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容盡可能與工程實(shí)際要求一致，二是提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。為此，進(jìn)行了以下工作。

1.結(jié)合學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)，利用教師操作電子目鏡和自制的配套軟件，將實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)過程全程放大展示大屏幕上，并可以通過自制軟件實(shí)時(shí)的分析說明表面粗糙度，相對(duì)測(cè)量等實(shí)驗(yàn)中涉及的概念。

再設(shè)計(jì)、加工出一批典型機(jī)械零件，例如，軸類零件、盤類零件、支架類零件、箱體類零件，考慮各類零件的實(shí)際用途，選定常用的配合和公差、形狀和位置誤差。這批零件分組編號(hào)后供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)選用。因?yàn)樘峁┙o學(xué)生的是零件的圖紙和實(shí)物，要求學(xué)生先讀懂圖紙，再對(duì)零件的合格性做出判別，這樣安排實(shí)驗(yàn)和工廠里零件檢驗(yàn)的要求一致，學(xué)生要測(cè)量的不再是孤立的數(shù)據(jù)，而是一個(gè)完整的產(chǎn)品。

2.購(gòu)置、自制了簡(jiǎn)易的測(cè)試工裝，根據(jù)工廠中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的條件，模擬實(shí)際工況配備了不同精度的量具，供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)選用，并要求學(xué)生說出選用的依據(jù)。

3.編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，根據(jù)工廠實(shí)際需求明確提出實(shí)驗(yàn)要求:按照待檢項(xiàng)目選定測(cè)量方法;按照待測(cè)件的精度等級(jí)選擇量具;測(cè)量所有待檢項(xiàng)，處理所得數(shù)據(jù)，對(duì)零件的合格性作出判別。

在學(xué)完了課程、完成了各單項(xiàng)誤差項(xiàng)目測(cè)量實(shí)驗(yàn)后，開設(shè)“零件綜合測(cè)量”實(shí)驗(yàn)，可促使學(xué)生全面復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，獲得幾何尺寸、誤差測(cè)量的整體概念。

優(yōu)點(diǎn):1.教師的講解過程不再是孤立的概念配圖，而是由電子目鏡和配套軟件協(xié)調(diào)的實(shí)時(shí)操作說明。

2.由于通過電子目鏡，投影設(shè)備，學(xué)生不用再擠在細(xì)小的顯微鏡目鏡旁等待觀測(cè)。

3.學(xué)生的操作過程同樣可以通過投影設(shè)備讓教師連續(xù)觀察，及時(shí)糾正其概念和操作錯(cuò)誤，加深學(xué)生的操作體驗(yàn)。

4.軟件有針對(duì)性的對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置，概念清晰，實(shí)測(cè)對(duì)象就是已加工出來(lái)的典型機(jī)械零件，而不再采用不可交互的圖片或動(dòng)畫舉例，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已經(jīng)與工程實(shí)際要求一致。

5.非接觸測(cè)量是現(xiàn)在精密測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)，為實(shí)驗(yàn)編制的整套軟件是具有實(shí)際應(yīng)用功能的一個(gè)演示化測(cè)試系統(tǒng)，這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔W(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果

互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)改革的初步成效從三個(gè)方面體現(xiàn)了出來(lái)，首先，是學(xué)生的考試情況，由于實(shí)驗(yàn)過程直觀有趣，概念清晰，學(xué)生的平均成績(jī)提高12%。

其次，是學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)指導(dǎo)教師的調(diào)查，近兩屆畢業(yè)生的機(jī)械零件圖中對(duì)配合的選擇、零件粗糙度的確定、形位誤差項(xiàng)目的確定等把握較好。

最后，根據(jù)用人單位反饋，學(xué)生普遍具備了一定的工程測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，適應(yīng)和動(dòng)手能力強(qiáng)。

［1］劉景陽(yáng)，宋殿義.對(duì)多媒體課件運(yùn)用的思考［J］.高等教育研究學(xué)報(bào)，2008，(12):63 －65.

［2］趙晴，葉建華.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)改革［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，(12):89.

［3］米召團(tuán).多媒體課件制作有關(guān)問題的思考［J］.武警工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，(18).

［4］張?jiān)戚x，譚慶昌，田原嫄.圖像測(cè)量系統(tǒng)精度影響因素的研究［J］.圖像處理，2008，(3):271 －273.

［5］楊建華，曾東和，姚志剛等.地方院校工科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的理念與實(shí)踐［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2004，(10):41 －42.

［6］胡柏松，史曉平，陶金亮，魏峰，劉鴻雁，陳文義.關(guān)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的幾點(diǎn)思考［A］.Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training(Volume 5)［C］.2010.

［7］周程，林雪芬，岑崗.高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的思考［A］.教育技術(shù)的創(chuàng)新、發(fā)展與服務(wù)——第五屆教育技術(shù)國(guó)際論壇論文集(下冊(cè))［C］.2006.

［8］關(guān)仲和，柴鴻斌，楊興林.試論高等學(xué)校的以學(xué)生為本［A］.科學(xué)發(fā)展觀和中國(guó)高等教育——2005年高等教育國(guó)際論壇論文匯編［C］.2005.

［9］王救文，李英.以學(xué)生為本，依法治校，建設(shè)和諧校園［A］.科學(xué)發(fā)展觀和中國(guó)高等教育——2005年高等教育國(guó)際論壇論文匯編［C］.2005.

［10］徐澄.以人為本:個(gè)性張揚(yáng)的必然選擇［A］.特色·個(gè)性·人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略——2004年高等教育國(guó)際論壇論文匯編［C］.2004.