面向職教課程改革的“長度的測量”的課堂處理

[摘 要] 測量是物理學的重要內(nèi)容之一，也是學生獲取數(shù)據(jù)做進一步研究的重要途徑。就本節(jié)課而言，完成本節(jié)的教學任務難道僅僅是為了掌握幾種常見測量工具的使用？很顯然不是，學生終究要面向工作崗位，要從事相關(guān)的職業(yè)，所以，學習并掌握本節(jié)課的目的之一就是要進一步掌握更多的測量技術(shù)，為完成機械零部件測繪任務及其他更多的任務做準備。

[關(guān) 鍵 詞] 測量；零部件測繪；測繪技術(shù)；職教改革；創(chuàng)新；工本位學習

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）20-0100-02

“長度的測量”一節(jié)，出現(xiàn)在中職《物理》（電工電子類）（總主編：胡炳元等）第一章的實訓項目：學生實驗一。實驗的目的是：（1）學會正確使用游標卡尺，了解螺旋測微器的測量原理；（2）練習有效數(shù)字的運用，初步掌握誤差的計算。實驗器材有游標卡尺、千分尺和空心鋼管。實驗內(nèi)容相對簡單，多次測量空心管的內(nèi)、外徑并取平均值填表。經(jīng)分析得出結(jié)論，完成實驗。

為此，對本節(jié)實驗課，我做了如下調(diào)整和規(guī)劃：（1）任務驅(qū)動教學：測繪簡單階梯軸。（2）測量工具增加鋼直尺、幾種規(guī)格的精度為0.02的游標卡尺、幾種規(guī)格的千分尺。（3）由原來的測量改為零部件測繪。（4）由原來的一節(jié)增加為3節(jié)甚至4節(jié)。（5）由教室改為零部件測繪實驗室（CAD室）。這樣規(guī)劃就把物理實驗課教學變成了機械設(shè)計與制造類各專業(yè)的“機械零部件測繪”教學。

一、本節(jié)實驗課的調(diào)整和規(guī)劃，是職業(yè)教育課程改革的需要

職業(yè)教育課程改革的目的就是要改變千人一面的授課模式，改變重知識傳授而忽視技能培養(yǎng)的教育思維模式，強調(diào)技能，強調(diào)創(chuàng)新，強調(diào)過程和方法。把學習過程視為工作過程，把工作實踐過程設(shè)計成學習過程，并在實踐中展開學習，這就是工作本位學習。這節(jié)課的調(diào)整是工作本位學習和學校本位學習的整合，也是學校本位學習和工作本位學習相互滲透、相互交替的一次教學實踐。

二、本節(jié)實驗課的調(diào)整和規(guī)劃實現(xiàn)的可能性

本節(jié)實驗規(guī)劃為機械零部件測繪，其需要的課程支持有：（1）機械制圖。（2）極限配合與技術(shù)測量。（3）CAD技術(shù)。按照機電類專業(yè)常規(guī)的課程安排，物理課、機械制圖課、極限配合與技術(shù)測量課同學期安排，該實驗課選用的階梯軸相對簡單，用到的機械制圖知識和極限配合知識也相對較少，基本能滿足本節(jié)課的需要。至于CAD課，本節(jié)課不要求把該測繪課題完成，完成好測量部分，手工繪圖也行，到后期再進行CAD繪圖也行。實驗課教師的選用就更簡單和直接，機械類各專業(yè)課教師來講授本節(jié)課都是一件很輕松的事情。從任課教師到課程設(shè)置再到實驗器材的準備都為本節(jié)實驗課的改革和規(guī)劃實施提供了保證。

三、本節(jié)實驗課的實施

【任務】合理選用現(xiàn)有的測量工具對工作臺上的階梯軸進行測繪。

測量工具有：0-150精度為0.02的游標卡尺；25-50的外徑千分尺；鋼直尺等。

待測零件：階梯軸

要求：選擇合理的表達方法繪制零件草圖，并將測量數(shù)據(jù)填入卡片中。

（一）基礎(chǔ)模塊教學

1.以組為單位討論分析該階梯軸的結(jié)構(gòu)、尺寸，確定該階梯軸的表達方法。2.認識、了解和學習使用精度為0.02的游標卡尺。老師詳細講解游標卡尺的結(jié)構(gòu)、讀數(shù)原理和精度，演示講解游標卡尺的正確使用和注意事項。3.讓學生自己測量該零件的各部分尺寸并做好記錄。期間允許組內(nèi)及不同組之間的學生交流討論，并得出結(jié)論。將測量的各部分尺寸填入表中。

4.討論測量過程并寫出心得。5.在學生初步測量的基礎(chǔ)上講解測量應注意的事項和數(shù)據(jù)的圓整處理。（1）四舍五入，基本原則是逢4舍，逢6進，遇5保證偶數(shù)。如31.456—31.4；15.75—15.8；14.85—14.8；（2）軸向主要尺寸的圓整：根據(jù)實測數(shù)據(jù)和概率論理論，結(jié)合零件的制造誤差，可假定零件的實際尺寸應位于尺寸的公差帶中部，也就是當尺寸只有一個實測值時，就可將它當成公差中值，盡量將基本尺寸圓整成整數(shù)并使其公差等級在9級以內(nèi)，公差一般采用雙向公差。基本偏差代號，孔按H，軸按h，長度按Js。例如尺寸L2，其測量尺寸的平均值是19.99，首先將尺寸圓整為20，公差等級初定為8級，公差為0.033，這時尺寸的上偏差es=+0.016，下偏差ei=-0.016，實測尺寸19.99基本符合要求。（3）配合尺寸的圓整。首先確定孔、軸的基本尺寸（方法和軸向尺寸的圓整方法相同），接著確定配合性質(zhì)（根據(jù)零件在裝配體中的位置、功能和配合的松緊程度來確定是間隙配合還是過盈配合）和基準制，最后確定公差等級。例如尺寸D2。實測尺寸是Φ39.979，查相關(guān)標準，可將尺寸圓整為Φ40，結(jié)合一般選用公差等級的原則，根據(jù)所測尺寸值初步選定公差等級為8級，基本偏差代號為h。則尺寸初步定為Φ40h8，其es=0，ei=-0.039.此時尺寸D2=Φ39.979基本為公差中值，結(jié)合該零件的其他尺寸基本就可以將該尺寸確定下來。（4）一般尺寸的圓整。一般尺寸是指未注公差的尺寸，其尺寸公差按國家標準未注公差的相關(guān)規(guī)定來確定。一般不保留小數(shù)，圓整后的尺寸應符合國家標準。（5）測量工具的選用。對于比較粗糙的尺寸或未注公差的長度尺寸，可選用鋼直尺、0.05或0.1的游標卡尺；對于一般精度的尺寸可選用0.02的游標卡尺；對于較高精度等級的尺寸，可選用千分尺等。具體應根據(jù)被測零件的精度要求靈活選用測量工具，以便更準確地反映被測零件的真實尺寸。

（二）職業(yè)模塊教學

本模塊的教學本著僅僅為了完善該零件圖而進行，老師講解淺顯易懂，目標明確，學生能立即接受為原則。重點講解尺寸公差的選定和部分形位公差。

1.尺寸公差及配合的選定。這一部分知識的獲得可參閱機械設(shè)計中的國家標準，國家標準對尺寸公差和配合的選用做了詳細的論述，對初學者而言，沒有可發(fā)揮的余地，嚴格依照國家標準，靈活選用就可以了。

2.行位公差（需要標注的形位公差可能較多，僅以垂直度公差和徑向圓跳動為例）

①垂直度公差：■

解釋：被測要素（Φ40軸段的回轉(zhuǎn)軸線）相對于基準要素（軸的左端面）的垂直度誤差在直徑為0.04的理想圓柱內(nèi)變動，該結(jié)構(gòu)合格。當被測要素為回轉(zhuǎn)軸線時，行為公差指引線箭頭和該結(jié)構(gòu)的尺寸線對齊。

②徑向圓跳動公差■

解釋：當被測要素圍繞基準線B旋轉(zhuǎn)一周時，在任一測量平面內(nèi)的徑向圓跳動量不得大于0.04 mm。其公差帶是在垂直于基準軸線的任一測量平面內(nèi)，半徑差為公差值t且圓心位于基準軸線上的兩個同心圓之間的區(qū)域。

該模塊教學一定要講：（1）形位公差與尺寸公差的數(shù)值關(guān)系。

（2）形狀公差與位置公差的數(shù)值關(guān)系。（3）形狀公差與表面粗糙度的關(guān)系。（4）形位公差項目的選擇等。這是機械零部件測繪必須掌握的技能之一。

（三）拓展模塊教學

本模塊的教學內(nèi)容主要有零件的表面加工質(zhì)量、常見的機械加工方法能達到的尺寸精度等級和形位公差精度等級、公差原則等?；趯W校實習車間的設(shè)備情況及學生的技術(shù)水平，簡單講解粗車、半精車和精車能達到的尺寸精度等級、形位公差精度等級和粗糙度Ra值。

通過三個模塊的學習，學生能基本理解和掌握零件測繪的基本流程、方法和技術(shù)。為進一步學習和掌握更復雜零件及裝配件的測繪做好充分準備，本節(jié)課最終結(jié)論是能繪制零件圖。如圖所示。

在教學過程中，教師一定要注意學情，學習過程中，一定有學生感到吃力，我們可以緩一緩，重復一下也未嘗不可。課時可以增加一些，本身我們就是在跨學科授課，在“替別人上課”，增加課時也是允許的。在教學過程中，基礎(chǔ)模塊要牢固掌握，是進一步學習的基礎(chǔ)；職業(yè)模塊要最大限度地掌握，它是掌握技術(shù)之必須；拓展模塊伸縮性大，根據(jù)學情增減，甚至可以不講。本節(jié)課重點是在測量基礎(chǔ)上的測繪，測繪任務量大，時間消耗多。通過這一個教學單元不可能將零部件測繪完全講完，掌握測繪初步也就達到目的了。讓學生帶著本節(jié)課的遺留問題去學習其他相關(guān)的課程，增強了學生學習的目的性和主動性。

本節(jié)課的調(diào)整和規(guī)劃實施，一定要注重過程，有評價結(jié)論。在教學過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，研究可能的解決方案，對解決方案和階段性成果進行評價，并不斷修正自己的教學過程和評價目標，使其符合教學過程和學生的接受能力，最終達到學生掌握一技之長之目的，培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的技能人才。

參考文獻：

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