應用型人才培養(yǎng)在互換性與技術測量課程中的實踐

彭 麗，李 靜，趙雪芹，林陽軍

應用型人才培養(yǎng)在互換性與技術測量課程中的實踐

彭 麗a，李 靜a，趙雪芹a，林陽軍b

(成都工業(yè)學院a.機械工程學院；b.保衛(wèi)處，四川 成都 611730)

該文從高?；Q性與技術測量課程教學的實際情況出發(fā)，結合應用型人才的培養(yǎng)特點，分析了課程的內容特點，提出了改進教學方法，增強課堂互動的教學改革。以緒論課的教學為例，提出從學生已學過的知識引入新的概念；以技術測量內容為例介紹了相關的重點、難點和知識點，以及將實驗課和理論課有機結合起來的教學方法，并進行了實踐。實踐證明，此教學方法既增強了學生工程意識，又使課程內容生動有趣。

互換性與技術測量；教學方法；實驗課；理論課；有機結合

互換性與技術測量課程是機械類專業(yè)及相關專業(yè)必修的一門綜合性、實用型主干技術基礎課，是連接基礎課和專業(yè)課的橋梁，也是聯(lián)系設計課程和制造工藝課程的紐帶。課程包含幾何量公差與選用及誤差檢測兩方面的內容，將互換性原理、標準化生產管理以及誤差檢測等相關知識融合在一起；課程內容與一線生產實際密切相關，且涉及的知識面較廣，同時也關系到學生后續(xù)課程的學習乃至畢業(yè)設計等；因此在培養(yǎng)機械專業(yè)應用型人才的過程中起著至關重要的作用，是培養(yǎng)本科應用型人才的一個重要環(huán)節(jié)。本文結合幾所高校教學實際情況，對該課程的教學方法進行了改革實踐，取得了良好效果。

1 課程的特點及要求

互換性與技術測量課程概念多，名詞術語多，表格多，標準多，涉及的知識面非常廣，與實踐密切相關；同時，課程內容枯燥，概念抽象，初學者難以理解和掌握，給教學帶來了一定的困難，很多教師感到課程難教。而對于缺乏生產實踐經驗和感性認識的學生來說，課程內容在理解和掌握上存在更大的難度，學生覺得很枯燥，覺得難學。課程教學要求教師既要有一定理論基礎知識，也要有一定的實踐能力；將互換性與技術測量課程理解透徹，融會貫通地教授給學生，使學生能深刻領悟這門課程的內容，教師不僅要不斷提高自己的教學能力，還要不斷探討及改進教學方法；同時，教師要充分利用實驗室的資源，將實驗課與理論課有機結合起來進行教學。

2 存在的問題

1)理論課與實驗課脫節(jié)。

在某些高校，實驗課安排隨意，實驗課的具體內容、使用儀器以及實驗目的，任課教師不清楚，學生更不清楚。學生對實驗課不重視，學完課程后對所學內容依然模糊，在畢業(yè)設計及制造工藝的編制中仍然存在著不會應用的問題。

2)課本編制內容與工程實際聯(lián)系較少。

很多課本沒有整體的規(guī)劃，缺少一個貫穿全書的實際零件；與工程實際的聯(lián)系較少，學生缺乏對實際零件的認識。

3)教學方法落后。

教師教學基本上是按部就班，新的教學方法應用較少，教學上多借助多媒體，但實際效果不好；這也導致了教師覺得課程難教，學生覺得課程難學。教學計劃的制定，特別是實驗計劃的安排不科學，再加上這門課程的特點，使學生感到課程枯燥乏味；隨著課程難度的增加，認真聽課的學生越來越少，甚至逃課的學生也越來越多。

但是，如果學生沒有學好此課程，在后續(xù)的課程設計和畢業(yè)設計中，在進行精度設計和圖樣標注時，往往會覺得無從下手；例如在設計的圖紙中大部分沒有幾何公差標注，即使有標注，錯誤也較多。要解決以上問題，必須根據(jù)該課程的特點和學生的接受能力，在教學方法上突出聯(lián)系實際，從培養(yǎng)學生應用能力出發(fā)，合理制定教學計劃，與所學課程有效銜接。

4)教學大綱不太合理。

例如，很多相關課程對公差這一知識點都有要求，但在教學大綱中又沒有詳細說明，教師一般都是按照大綱要求制定教學計劃；專業(yè)基礎課程機械制圖的教學環(huán)節(jié)，涉及的公差知識比較多。而各專業(yè)安排的授課計劃是有差別的，互換性與技術測量課程按不同的專業(yè)安排在不同的學年完成；一小部分專業(yè)在本科第一學年的第二學期開設，和機械制圖課程是重疊的；另一大部分專業(yè)安排在本科第二學年的第一學期；上述兩種情況下課程的教學大綱和課時安排應該有所區(qū)別。隨著互換性課程課時的不斷減少，教師想在短時間教授這門課程是非常困難的，特別是如果增加了工程實例的講解，將增加教師課堂上講解的時間。而此課程講課內容與很多課程息息相關，安排此課程開課的時間段就非常關鍵了。有些教學大綱還要求學生對尺寸鏈知識點的掌握，尺寸鏈更是與實際零件加工方法、加工工藝以及裝配工藝密切相關。因此，相關教師在制定教學大綱時，應該考慮學生所學的課程內容及學生已經歷過的實踐環(huán)節(jié)，更加合理地制訂教學大綱。

3 教學方法的探索

3.1 選好教材，精心備課

選取教材這個環(huán)節(jié)是非常重要的。教師應從眾多教材中認真遴選適合本校不同專業(yè)學生的教材，對于應用型本科人才培養(yǎng)，應從實際應用出發(fā)進行教材的選取。教材選好后教師一定要把所講章節(jié)認真通讀，發(fā)現(xiàn)問題及錯誤一定要做好記號，及時在課堂上進行更正。現(xiàn)在很多教材由于排版問題，出現(xiàn)的錯誤很多，很多學生根本無法分辨，教材產生誤導。

備好課是上好課的基礎和前提，在詳細了解了課程特點及教學大綱的基礎上，教師應認真鉆研教材和查閱有關參考書籍，自己覺得不能透徹理解的知識點一定要多看書進行深刻理解。教師一定要全面熟悉教材的課程體系和結構，根據(jù)課時安排制訂出教學計劃，合理進行刪減，安排好教學進程。

任課教師一定要充分利用實驗室的資源，把互換性與技術測量理論課與實驗課有機地結合起來，安排好教學計劃及進程，精心備好每一節(jié)課，認真編寫每節(jié)課的教案，特別是實際例子，包括實驗課的安排細節(jié)及要解決的問題。例如，精密內外徑的測量(有些教材上稱為尺寸的測量)這個實驗(下文中稱為實驗1)，是教科書第3章尺寸公差、配合與檢查內容結束后的必做實驗。實驗內容包括用內徑百分表測量孔的直徑和用立式光學計測量軸徑這兩個項目。這個實驗是經典的比較測量實驗。那么，做這個實驗可以達到什么目的?教學過程中可提出問題:1)根據(jù)測量數(shù)據(jù)判斷內外徑是否合格?2)當實際尺寸在兩個極限尺寸時會產生什么問題?3)在尺寸合格之后，裝配時孔和軸什么尺寸起作用?

事實證明，教師對教材的理解越透徹，越有效地利用了實驗課，學生對這門課程的理解就越深，感受力就越強。教師對講解的內容理解透徹，才能融會貫通并生動地講清楚這門課程的內容，更好地結合實例對教材進行分解和適當?shù)奶幚?，將新的概念盡量以學生能夠接觸的實物或事件巧妙引入，將抽象的概念直觀化，從而提高課堂教學質量。

3.2 改進教學方法，增強課堂互動

緒論是課程的核心內容，是課程的靈魂，緒論部分的講解對于課程的學習至關重要。教師怎樣將緒論這一章的內容融會貫通后呈現(xiàn)給學生，是引導學生入門的關鍵[1]。教師一定要把握這一章的講授方法，激發(fā)起學生學習的濃厚興趣。如果學生已經做過某些零件的測繪，或對機加工有所了解和認識，教師講解引用實際例子就可得心應手，反之就應該投入更多的精力去上好緒論課。

第一堂課，學生不僅對課程好奇，對教師也好奇，更對教師的教學方法好奇。怎樣激發(fā)學生對新課程的學習興趣?教師應充分利用學生對新課程的好奇心，提出問題，巧妙地將學生熟悉的知識和內容導入新課程。教師應盡量用通俗易懂的語言和生動的例子，密切聯(lián)系日常生活實際，可以從學生愛使用的手機和電腦入手，由淺入深、循序漸進地結合專業(yè)講清楚互換性的定義及其在生產生活中的現(xiàn)實意義以及課程在這個專業(yè)知識結構中的地位，明確課程的教學任務和要求，提出有效的學習方法，尤其要結合生產實際。使復雜的課程簡單化，概念清晰化，讓學生感到此課程容易理解，實用性強，從而激發(fā)學生對新課程的學習興趣。

適時引入本課程不同名稱的參考書籍，比如:《互換性與技術測量》[2]《公差配合與技術測量》[3]《極限配合與技術測量》《公差配合與精度檢測》[4]《幾何量公差與檢測》[5]《機械精度設計與檢測》[6]和 《精度設計與質量控制基礎》[7]等，書籍名稱不一樣，但實質表達的內涵是相同的，至于為什么這樣，留下課題讓學生們思考。緒論這一章節(jié)涉及的概念比較多，由日常生活例子引出 “互換性的概念”，提出怎樣實現(xiàn)互換，引出 “公差”的概念；由實際加工零件進一步加深理解為什么要有一定公差，沒有公差的實際零件是不可能絕對實現(xiàn)的；由加工出的實際零件是否符合要求，引出 “檢測”的概念；舉例檢測出的數(shù)據(jù)，引出 “合格”的概念；給學生思考題:“公差是不是由我們隨意確定的?”引出 “標準化及標準”的概念。這樣一環(huán)扣一環(huán)，學生對 “互換性” 與 “公差” “檢測” “標準化”之間的關系一目了然。

特別重要的是 “公差”和 “檢測”概念的引入，對后續(xù)學習重要知識環(huán)節(jié) “尺寸的公差、配合與檢測以及幾何公差與檢測”可以起到重要的作用。雖然這兩個概念對于學生來說完全是陌生的，但我們從學生學過的代數(shù)出發(fā)，從學生熟悉的區(qū)間出發(fā)，由一個未知數(shù)滿足在兩個實數(shù)之間的范圍，相當于公差值在一個閉區(qū)間的范圍[上偏差，下偏差]，數(shù)據(jù)是在上偏差和下偏差之間，并且數(shù)據(jù)是連續(xù)的，任意一個數(shù)都可以，可以等于但不能超越。如果實際零件加工出來測量的數(shù)據(jù)也在這個區(qū)間范圍，則說明這個實際零件是合格的。其他例子的引入不再贅述。這樣不僅使學生清楚地理解了概念，學生感覺就是學過的知識在不同學科的應用及延伸，巧妙地引入了新的知識。

3.3 因材施教，理論與實踐融合

眾所周知，高校各專業(yè)各班級學生的層次參差不齊，學生學習的態(tài)度也有所不同，教師所設計的教學方式和實際情況可能出現(xiàn)偏差，進度可能和計劃有出入，怎樣協(xié)調這一矛盾，是教學計劃里一定要考慮的問題。教學計劃應該能夠根據(jù)教師講課進度進行適度調整；實驗課的安排一定要有的放矢，應針對學生難以理解的概念來做實驗，使學生對有關概念的理解更加清楚明白，為后續(xù)課程的講解奠定基礎及進行有效銜接。

本課程是機械類專業(yè)的技術基礎課，包括“公差配合”與 “技術測量”兩大部分[8]。實際上“技術測量”是一個專業(yè)的分支，與 “數(shù)據(jù)與誤差處理”課程緊密相關，用短短的實驗課時間是無法掌握 “技術測量”這個專業(yè)性較強的實踐課程，只能引導學生有一個初步的認識，引領學生知道技術測量的重要性，明確是實現(xiàn)互換性的一個保障手段，是質量控制與管理的前提。要真正掌握 “技術測量”還要學習很多其他課程，可以激起學生多鉆研這方面知識的興趣。教師要清楚真正做實驗的目的不僅是簡單的測量，還應該幫助學生理解一些難以理解的抽象概念[9]。例如，尺寸公差圓柱結合的互換性，課堂上講過 “間隙” “過盈”和“過渡”這3種不同的配合后，學生感受不深，不能完全理解這些概念，特別是在計算后進行判斷；教師可在實驗室進一步對這些概念進行講解并驗證，在前面提到的實驗1中，完成從圖紙到實際零件的裝配，準備一套簡單零件、一個帶孔的小平板和3根偏差不同的光軸；有圖紙，有工藝，要求學生將測量的實際數(shù)據(jù)按照規(guī)定明確填寫，教師在學生測量完成后提問；學生自己進行裝配。實驗中，學生會非常清楚地了解3種配合性質的形成，對相關概念理解并記憶深刻。有圖紙、有加工工藝，不僅真實模擬了工程環(huán)境[10]，而且使學生增強了運用實驗1“精密內外徑測量”于實際的能力。

學生對作用尺寸和公差原則的理解也是一個難題，再將實驗1中測量孔和軸的實際數(shù)據(jù)以升序或降序方式排序，每個截面一組尺寸排序，用列表的方式寫下來。找出孔所有截面中實際測量值中最小的尺寸做記號，找出軸所有截面中實際測量值中最大的尺寸做記號，留下思考題， “孔和軸在裝配時，什么尺寸起作用”，為后續(xù)章節(jié)的作用尺寸及公差原則講解打下基礎。實踐證明，通過測量具體的實驗數(shù)據(jù)可以使學生在實踐中輕松掌握理論知識；學生感覺這門課程的學習沒有那么難了，沒有那么多需要死記硬背的知識。這樣，不僅訓練了學生的動手能力及實際應用知識的能力，更逐步增強學生對本課程的興趣[11]。

同時，為了使學生認真對待每一堂課，引起學生高度集中，提出了在課堂上如有學生發(fā)現(xiàn)教師講錯了，可以獎勵學生1分加入到期末總評成績中。這樣不僅能促使教師認真?zhèn)浜妹恳还?jié)課，提高其教學水平和教學質量，更增強了學生上課時的專注度，師生之間的互動性更強。實踐證明，學生上課熱情度高，出勤率百分之百。

4 結束語

緒論課給學生留下不同教科書的名稱也激發(fā)學生對這門課程的興趣和好奇，課程結束后學生會清楚書籍名稱不同但其實質是相同的。應用型本科學校是培養(yǎng)工程師的搖籃，應該培養(yǎng)學生的工程意識；在學校不斷改革和績效考核的沖擊下，教師要利用實驗室資源，將每個實驗與理論課有機結合[12]，不斷改進教學方法，從培養(yǎng)學生解決問題的實際能力出發(fā)，以測量實際零件為基礎，使學生在實踐中輕松學習理論知識[13]。實踐證明該教學方式效果良好。

[1]張小燕.《公差配合與技術測量》課程的教學與改革探討[J].武漢工程職業(yè)技術學院學報，2005，17(3):80-82.

[2]廖念釗.互換性與測量技術基礎[M].北京:中國質檢出版社，2013.

[3]姜明德，楊福泉.公差配合與技術測量[M].長沙:湖南科學技術出版社，1996.

[4]張秀芳，許暉.公差配合與精度檢測[M].北京:電子工業(yè)出版社，2014.

[5]甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海:上海科學技術出版社，2014.

[6]陳曉華.機械精度設計與檢測[M].北京:中國標準出版社，2015.

[7]張琳娜.精度設計與質量控制基礎[M].北京:中國計量出版社，2011.

[8]彭麗.互換性與技術測量課程實驗教學探索[J].實驗科學與技術，2010，08(3):108-111.

[9]劉玉梅，張雪粉，馬強.互換性與技術測量實踐教學改革的實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012(1):62-64.

[10]盧清華，李先祥，葉樹林，等.面向卓越工程師培養(yǎng)的實踐教學改革探索[J].實驗科學與技術，2013，11(3):39-42.

[11]郭亞利，馮輝宗，穆仁龍，等.以實踐能力培養(yǎng)為核心的實踐教學體系構建與實踐[J].實驗室研究與探索，2011，30(7):337-339.

[12]徐愷，武充沛，王恒迪.“互換性與技術測量”課程啟發(fā)式教學的改革與實踐[J].中國電力教育，2014(6):48-49.

[13]趙學海.《互換性與技術測量》課程的教改探究與實踐[J].裝備制造技術，2012(4):193-195.

Practice of Applied Talents Training in the Course of Interchangeability and Technical Measurement

PENG Lia， LI Jinga，ZHAO Xueqina， LIN Yangjunb
(a.College of Mechanical Engineering； b.Security department， Chengdu Technological University， Chengdu 611730， China)

This paper based on the actual situation of the teaching of interchangeability and technical measurement in colleges and universities， combined with the characteristics of training applied talents， it analyzes the characteristics of the course content， and puts forward the teaching reform which improves the teaching method and enhances the interaction of the classroom.Taking the introduction of teaching as an example，it is proposed to introduce new concepts from the knowledge that students have learned.Taking the technical measurement content as an example to introduce the relevant key points，difficulties and related knowledge，as well as the experimental courses and theory courses of the combination of teaching methods and practice.Practice has proved that the teaching method not only enhances the students'engineering consciousness，but also makes the content of the course interesting.

interchangeability and technical measurement； teaching reform； experimental lesson； theoretical course；organic combination

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.05.021

2016-12-08；修改日期:2017-02-20

彭麗(1964-)，女，學士，高級實驗師，主要從事機械工程方面的研究工作。