《互換性與技術(shù)測量》實驗教學(xué)改革探索

劉愛萍

摘要：文章在分析了互換性與技術(shù)測量課程實驗教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)對實驗內(nèi)容適當(dāng)優(yōu)化，適應(yīng)當(dāng)今人才培養(yǎng)需求，并結(jié)合教學(xué)實踐體會，提出了改革的措施。

關(guān)鍵詞：互換性；技術(shù)測量；課程實驗；教學(xué)改革

一、引言

隨著知識經(jīng)濟(jì)時代的到來，迫切需要具有綜合能力、創(chuàng)新能力、實踐能力強的應(yīng)用型人才，而實驗教學(xué)恰恰是理論與實踐相結(jié)合、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的重要環(huán)節(jié)?；Q性與技術(shù)測量是機電專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時又是一門和生產(chǎn)實際緊密結(jié)合的課程，其實驗原理、技術(shù)、方法的發(fā)展日新月異，因而在整個教學(xué)中占有十分重要地位，近幾年來，對本課程的實驗教學(xué)進(jìn)行了改革與探索，并取得初步成效。但目前實驗教材陳舊，實驗師資緊缺，特別是實驗教學(xué)評價不科學(xué)、不合理，學(xué)生的創(chuàng)新心理得不到滿足，創(chuàng)造能力得不到培養(yǎng)，個性得不到充分發(fā)展。為此，筆者結(jié)合教學(xué)實踐，提出實驗教學(xué)改革的設(shè)想。

二、互換性與技術(shù)測量以往的實驗教學(xué)狀況

互換性與技術(shù)測量課程主要是講授機械設(shè)計過程中幾何精度設(shè)計方面的知識。當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及人們對物質(zhì)生活要求的不斷提高，對產(chǎn)品質(zhì)量要求也越來越高，精度設(shè)計這一環(huán)節(jié)就顯得更加重要，因為零件幾何精度要求直接影響產(chǎn)品整體的質(zhì)量（運動精度、振動和噪聲等），影響制造成本及經(jīng)濟(jì)性。

但是，目前各校對學(xué)生開設(shè)的互換性與技術(shù)測量實驗還是沿用以往的教學(xué)方法，存在以下一些問題：

1、多為常規(guī)、傳統(tǒng)實驗，內(nèi)容陳舊；側(cè)重于驗證書本理論，學(xué)生不能在實驗中求知與研究。

2、使用單一簡單的測量工具，每一個實驗的測量工具和被測工件都是不同，不僅需要準(zhǔn)備多種被測工件，也不能反映現(xiàn)代實驗技術(shù)的發(fā)展。

3、學(xué)生做實驗之前由老師講授實驗步驟，學(xué)生按部就班的操作就能完成。這樣雖然能培養(yǎng)學(xué)生的基本測量方法及數(shù)據(jù)處理能力，但學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)中，也約束了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

4、與其它機械基礎(chǔ)實驗沒有關(guān)聯(lián)，沒有形成實驗教學(xué)體系。

上述存在的問題，使得學(xué)生在參加實驗時缺乏積極性與主動性，不能發(fā)揮創(chuàng)造性，影響了實驗教學(xué)的質(zhì)量，讓實驗失去了意義和應(yīng)有的作用。

三、互換性與技術(shù)測量實驗教學(xué)的改革

針對以上幾個問題，我們設(shè)想開設(shè)一個新的實驗，使它具有以下幾方面優(yōu)越性：

1、既能涵蓋傳統(tǒng)實驗的內(nèi)容，又具有創(chuàng)新性。

2、此實驗只有一個被測件，可以用多種儀器測量多個幾何參數(shù)。

3、實驗老師只需要向?qū)W生講解儀器的操作，具體的參數(shù)測量方法由學(xué)生自己確定。

4、結(jié)合機械原理或機械設(shè)計實驗。

綜合以上幾點，我們就設(shè)計了一個綜合實驗。此實驗室通過多方面考慮，在整合了多個傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上，聯(lián)系機械設(shè)計實驗而開設(shè)的一個軸的綜合測量實驗。考慮到學(xué)生所學(xué)內(nèi)容以及實驗室的設(shè)備情況，讓學(xué)生能在規(guī)定時間內(nèi)準(zhǔn)確地完成測量，我們設(shè)計了如圖1所示的軸的形狀。用此軸作為被測工件，可以檢測尺寸精度、螺紋精度、形位公差及表面粗糙度。

此綜合實驗的開設(shè)能起到以下的作用：

1、使學(xué)生更進(jìn)一步熟悉幾何公差符號及標(biāo)注方法。每個被測工件都帶有一張圖紙，學(xué)生測量前都要認(rèn)真看圖紙，從圖紙上了解所要測量的參數(shù)。這個過程就要求學(xué)生掌握幾何公差的項目、分類、符號及各項目的定義。

2、使學(xué)生能掌握多種測量工具、測量方法，并作出選擇。對于某個要測量的參數(shù)，學(xué)生需要根據(jù)實驗室現(xiàn)有的條件選擇使用哪種儀器來測量，這就要求學(xué)生在實驗前要熟悉各測量儀器能測量什么參數(shù)。而且同一個參數(shù)的測量，并不是只能用單一的測量工具檢測，往往有多種測量儀器能夠測量，這就使得學(xué)生能夠使用到多種儀器，并通過測量的過程比較各儀器的測量精度及操作的難易。比如測量軸的直徑，可以使用杠桿齒輪比較儀、電感測微儀、立式光學(xué)計及工具顯微鏡。前面三種儀器原理各有不同，但測量方法相同，都是采用相對測量，需要用到量塊，這樣就可以了解到相對測量與絕對測量的定義及量塊的使用方法；同時也能比較三種儀器的精度及調(diào)節(jié)方法。工具顯微鏡的測量方法就比較直接，要求學(xué)生掌握調(diào)焦、目標(biāo)對準(zhǔn)及讀數(shù)的方法。

3、使學(xué)生能全面掌握形位誤差、實際尺寸、粗糙度及螺紋參數(shù)的測量。被測工件包含有各種幾何參數(shù)，可以使學(xué)生全面掌握這些參數(shù)測量的能力。對于形位誤差，測量基準(zhǔn)的選擇很重要，盡量與設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)重合。對于尺寸測量，最好用直接測量方法。粗糙度的測量要根據(jù)粗糙度值的大小選用樣塊對比法或粗糙度儀測量法。而螺紋中徑參數(shù)可以用螺紋千分尺或工具顯微鏡測量的方法進(jìn)行檢測。

四、結(jié)語

我們對互換性與技術(shù)測量實驗教學(xué)的改革，是為了讓學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識，并能靈活應(yīng)用所學(xué)知識，更有效地提高學(xué)生的實際操作技能。經(jīng)對一千多學(xué)生的教學(xué)實踐取得了良好的效果，具體體現(xiàn)在以下幾方面：（1）課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計。機械類的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計基本都是要出圖紙的，學(xué)生在完成實驗后，能很好地選擇幾何公差，標(biāo)注方面也規(guī)范很多。（2）學(xué)生掌握多種儀器的使用，測量同一個參數(shù)時，清楚各種儀器的優(yōu)略，能夠做出最佳選擇。（3）教學(xué)方法也有所改變，老師不需要講解實驗步驟，只需要在實驗前講一些儀器的操作方法。改革陳舊的實驗內(nèi)容是必須的，但短時間內(nèi)完全改變還有困難，此次的改革都是在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。傳統(tǒng)實驗雖然只是驗證和演示，卻是學(xué)生進(jìn)行其他更高級實驗的基礎(chǔ)。在以后的改革中，我們設(shè)想繼續(xù)整合傳統(tǒng)實驗，同時引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理方法，開設(shè)虛擬實驗，實現(xiàn)計算機技術(shù)在互換性與技術(shù)測量實驗中的應(yīng)用。

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