應(yīng)用型本科院校互換性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)改革思考與實(shí)踐

陳為林 劉軍 王宇華 唐東煒 盧清華

摘要：分析了目前應(yīng)用型本科院?；Q性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)存在的問題，并結(jié)合應(yīng)用型本科院校特點(diǎn)與教學(xué)實(shí)踐提出教學(xué)過程優(yōu)化方法，提高學(xué)生對(duì)抽象概念的理解能力，解決理論教學(xué)學(xué)時(shí)不足的問題，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)互換性的重視程度，為培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：互換性與技術(shù)測(cè)量;應(yīng)用型本科;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）38-0164-02

一、引言

互換性與技術(shù)測(cè)量是高等工科院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必修的主干技術(shù)基礎(chǔ)課，是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)課的先修課程。該課程是連接機(jī)械設(shè)計(jì)類課程與機(jī)械制造類課程的紐帶，主要包括機(jī)械精度設(shè)計(jì)與誤差檢測(cè)。本課程涉及的基礎(chǔ)理論多，專業(yè)知識(shí)面廣，綜合應(yīng)用實(shí)踐性強(qiáng)。傳統(tǒng)的互換性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)方法來源于研究型大學(xué)，教學(xué)實(shí)踐表明，將傳統(tǒng)方法應(yīng)用于應(yīng)用型本科院?；Q性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)時(shí)存在諸多問題。如何提升互換性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)效果已成為當(dāng)前應(yīng)用型本科教學(xué)改革所關(guān)注的重點(diǎn)[1，2]。

二、應(yīng)用型本科院?；Q性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)存在的問題

首先，相比于其他技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程雖然理論性不強(qiáng)，但概念理解抽象，對(duì)于抽象思維能力相對(duì)薄弱的應(yīng)用型本科院校學(xué)生而言，該課程部分基本知識(shí)難以融合應(yīng)用?；Q性與技術(shù)測(cè)量課程的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)較少，學(xué)生在初步接觸時(shí)普遍認(rèn)為該課程相對(duì)容易。然而，隨著學(xué)習(xí)的深入，該課程代號(hào)符號(hào)多、術(shù)語定義多、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定多的特點(diǎn)逐步顯現(xiàn)[3]。以最大（最小）實(shí)體狀態(tài)、泰勒準(zhǔn)則、包容要求、最大（最?。?shí)體實(shí)效尺寸等為代表的術(shù)語定義抽象性強(qiáng)。通過教學(xué)實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，由于大部分學(xué)生已有尺寸誤差檢測(cè)儀器的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)O限與配合的基本術(shù)語和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定形成感性認(rèn)識(shí)，故光滑圓柱尺寸公差的教學(xué)效果通常較好;然而，在幾何公差部分，由于公差項(xiàng)目多，公差帶方向、位置、大小及公差原則的理解對(duì)抽象思維能力要求高，而且學(xué)生普遍缺乏方向、位置、跳動(dòng)公差檢測(cè)儀器的使用經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致該部分教學(xué)效果相對(duì)欠佳。

其次，《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科院校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》重視復(fù)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，重視實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，要求實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)的課時(shí)占專業(yè)教學(xué)總課時(shí)的30%以上。在上述背景下，應(yīng)用型本科院校機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃呈現(xiàn)如下變化趨勢(shì)：開設(shè)的課程增多、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)時(shí)增多、理論課學(xué)時(shí)減少，對(duì)互換性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)方法提出新的挑戰(zhàn)。在應(yīng)用型本科機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃中，該課程一般為30—50學(xué)時(shí)，其中包含6—8個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)，理論教學(xué)學(xué)時(shí)少，如何兼顧知識(shí)體系的系統(tǒng)性建構(gòu)與技術(shù)基礎(chǔ)課所要求的工程技術(shù)理論基礎(chǔ)深入學(xué)習(xí)，是應(yīng)用型本科院?；Q性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)的一個(gè)難題。

另外，互換性的意義體現(xiàn)在平衡批量生產(chǎn)的使用性能與經(jīng)濟(jì)性上，而批量生產(chǎn)難以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)、學(xué)生科技競(jìng)賽中獲得直觀呈現(xiàn)，學(xué)生容易忽視該課程的重要性[4]。

三、應(yīng)用型本科院?；Q性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)的優(yōu)化方法

針對(duì)互換性與技術(shù)測(cè)量課程教學(xué)存在的概念抽象性強(qiáng)、理論教學(xué)學(xué)時(shí)少、學(xué)生重視程度不高等問題，結(jié)合應(yīng)用型本科院校的特點(diǎn)，可采用如下優(yōu)化方法：

第一，結(jié)合中英文教學(xué)、傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)手段，聯(lián)系學(xué)生易于感知的工程實(shí)際，提高概念教學(xué)效果。例如，可以通過結(jié)合專業(yè)英語教學(xué)，避免學(xué)生將公差與偏差混淆（尤其是幾何公差與幾何偏差）。公差的英語表達(dá)是“Tolerance”，其詞根為常用詞匯“Tolerate”，詞根本意是“容忍”，與公差概念“零件幾何參數(shù)允許的變動(dòng)量”相對(duì)應(yīng)。通過中英文對(duì)應(yīng)講授，可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)公差內(nèi)涵的理解。以PPT、慕課等為代表的現(xiàn)代教學(xué)手段能有效提高教學(xué)效率，便于結(jié)合動(dòng)畫、視頻等素材講解概念知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生提供豐富的拓展知識(shí)，而板書等傳統(tǒng)教學(xué)方法有利于逐步引導(dǎo)學(xué)生理解重難點(diǎn)知識(shí)。因此，將傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，可有效提高概念教學(xué)效果。聯(lián)系易于感知的工程實(shí)際，有利于學(xué)生建立直觀的感性認(rèn)識(shí)，輔助抽象思維的形成，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在講解螺紋螺距誤差對(duì)互換性的影響時(shí)，可以首先拋出一個(gè)日常生活中常見的工程問題：螺栓與螺栓孔的公稱尺寸匹配，但在旋緊螺栓的過程中出現(xiàn)越來越費(fèi)勁的現(xiàn)象，可能的原因是什么？這個(gè)常見問題與螺距累積誤差密切相關(guān)，學(xué)生在跟著老師的思路分析螺距誤差累積規(guī)律時(shí)，能更好地將示意圖與實(shí)際情況對(duì)應(yīng)，有利于加深對(duì)螺距累積誤差這一抽象概念的理解。

第二，采用傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的模式，突出主干內(nèi)容，增加分散進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，以彌補(bǔ)理論教學(xué)學(xué)時(shí)的不足。傳統(tǒng)教學(xué)的過程是課堂傳授知識(shí)和課下通過作業(yè)或?qū)嵺`完成知識(shí)的內(nèi)化，而“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式剛好將上述兩個(gè)過程顛倒，即學(xué)生在課前通過信息技術(shù)完成知識(shí)的接受學(xué)習(xí)，知識(shí)的內(nèi)化則是在課堂上經(jīng)老師的幫助與同學(xué)的協(xié)助而完成[5]?？梢圆捎脗鹘y(tǒng)課堂教學(xué)模式重點(diǎn)講授極限與配合、技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)、幾何公差、表面粗糙度等章節(jié)，確保學(xué)生具備扎實(shí)的互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)與技能。進(jìn)一步地，可運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂形式，在有限的課時(shí)內(nèi)引領(lǐng)學(xué)生對(duì)光滑極限量規(guī)、常用結(jié)合件互換性、圓柱齒輪傳動(dòng)互換性等章節(jié)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)相結(jié)合，既突出主干內(nèi)容，又保證了知識(shí)體系的完整性，還能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。此外，應(yīng)改變傳統(tǒng)的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互獨(dú)立的教學(xué)模式，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分散安排于相關(guān)章節(jié)，并利用應(yīng)用型本科院校教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)充足的優(yōu)勢(shì)，增加分散進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)重點(diǎn)章節(jié)時(shí)能夠及時(shí)通過實(shí)驗(yàn)建立直觀認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)知識(shí)內(nèi)化效果?？梢岳枚喾N手段增加分散進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：（1）在先修課程金工實(shí)習(xí)的車床加工環(huán)節(jié)，增加跳動(dòng)公差檢測(cè)任務(wù);（2）對(duì)于有實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排的章節(jié)，可以將部分理論教學(xué)學(xué)時(shí)放在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，例如表面粗糙度，既增加了分散進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間，又實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)際的結(jié)合。

第三，結(jié)合工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)案例講解互換性基本概念。對(duì)于“互換性原則是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)極為重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則[6]”，許多學(xué)生只是定性地了解互換性的作用，無法從思想上提高對(duì)互換性的重視程度。若在緒論部分結(jié)合批量生產(chǎn)中涉及機(jī)械精度設(shè)計(jì)的工程技術(shù)案例，讓學(xué)生定量對(duì)比是否按互換性原則組織生產(chǎn)所帶來的成本變化，可使學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)與機(jī)械設(shè)計(jì)過程中樹立經(jīng)濟(jì)性意識(shí)。

四、結(jié)論

為提高應(yīng)用型本科院?；Q性與技術(shù)測(cè)量課程的教學(xué)效果，本文首先分析了教學(xué)過程存在的概念抽象性強(qiáng)、理論教學(xué)學(xué)時(shí)少、學(xué)生重視程度不高等問題，進(jìn)而結(jié)合應(yīng)用型本科院校的特點(diǎn)，提出了中英文教學(xué)相結(jié)合、傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合、理論與實(shí)際相結(jié)合、傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合、技術(shù)知識(shí)與經(jīng)濟(jì)學(xué)知識(shí)相結(jié)合的課堂教學(xué)優(yōu)化方法，為培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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Thinking and Practice of the Educational Reform for Interchangeability and Technological Measuring in Applied Undergraduate College

CHEN Wei-lin，LIU Jun，WANG Yu-hua，TANG Dong-wei，LU Qing-hua

（School of Mechatronics Engineering，F(xiàn)oshan University，F(xiàn)oshan，Guangdong 528225，China）

Abstract：This paper analyzes the existed problems of teaching for interchangeability and technological measuring.Combing the characteristics of applied undergraduate colleges and the teaching practice，the optimization methods of teaching process are proposed，which can improve the comprehension of students for the abstract conception，solve the problem that the theoretical teaching time is not enough，and enhance the emphasis of students for the interchangeability.The researches in this paper benefit developing the high-level applied talents.

Key words：interchangeability and technological measuring;applied undergraduate colleges;educational reform