面向工程教育認證的《互換性與技術(shù)測量》教學改革探索

曹家勇　富彥麗　劉瑩

摘 要 《互換性與技術(shù)測量》是機械工程及自動化專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，是銜接機械設(shè)計類課程與制造類課程的紐帶，又是關(guān)聯(lián)產(chǎn)品質(zhì)量保障體系中的重要一環(huán)。本文結(jié)合工程教育認證的專業(yè)總體目標，提出《互換性與技術(shù)測量》三個方面的課程目標。在該目標基礎(chǔ)上，進一步提出引入過程化考核舉措，建立有效的教學效果反饋機制。為突出工程教育認證的產(chǎn)業(yè)導向特點，探討了課程在完善實驗教學、增強知識應用能力和更新教學內(nèi)容等方面的舉措。

關(guān)鍵詞 《互換性與技術(shù)測量》;機械工程及自動化;工程教育認證

引言

《互換性與技術(shù)測量》是機械類各專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。其包含幾何量精度設(shè)計與精度檢測兩個方面的內(nèi)容，其中幾何量精度設(shè)計包括孔和軸的極限與配合原理與設(shè)計方法、形位公差設(shè)計原理與方法、表面精度設(shè)計基本原理、典型機械零件精度設(shè)計方法。精度檢測方面包括測量數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)、光滑工件尺寸檢測和評價常用方法、形狀與位置公差檢測與評價常用方法、典型零件精度檢測與評價方法等[1]。在新工科教育建設(shè)背景下，《互換性和技術(shù)測量》課程也面臨多個方面的改革任務，如：需要對接專業(yè)培養(yǎng)目標制定合理的課程目標，需要開展全過程的教學質(zhì)量監(jiān)控保證體系建設(shè)，需要面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的調(diào)整和改革教學內(nèi)容，等等。本文針對這些任務要求，探討實現(xiàn)課程對接工程教育認證的系列舉措。

1面向工程教育目標，建立課程目標體系

考慮課程特點及各課程之間的有機關(guān)聯(lián)，制定本課程如下幾個方面的課程目標：課程目標1：使學生掌握機械產(chǎn)品標準化及公差配合基本概念、基本原理和基本方法;使學生熟悉幾何量公差國家標準的主要內(nèi)容、特點和應用原則;使學生具備識讀機械工程圖中尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等精度設(shè)計信息的基本技能。課程目標2：使學生具備機械零件幾何量精度設(shè)計的基本能力，能夠正確利用有關(guān)基礎(chǔ)表格和標準，開展典型機械零件的精度設(shè)計;使學生熟悉技術(shù)測量基礎(chǔ)知識，了解主要測量工具的基本原理和使用方法，具備建立數(shù)據(jù)處理模型和精度評價模型的初步能力。課程目標3：使學生認識到產(chǎn)品互換性和標準化在現(xiàn)代工業(yè)體系中重要意義，了解產(chǎn)品互換性的實現(xiàn)途徑和保障措施。了解當前行業(yè)最新產(chǎn)品和技術(shù)[1]。

2引入過程化評價，提升教學效果

本課程將平時考核與期末考核結(jié)合，加大平時考核在最終成績所占的比重。過程考核舉措之一就是：根據(jù)課時數(shù)和教學計劃設(shè)置兩個階段考核點。第一個考核點為尺寸公差部分講授結(jié)束，主要考查學生對互換性與技術(shù)測量基本概念的理解、對數(shù)據(jù)處理基本方法的掌握以及對尺寸公差基本概念和基本原理的理解。第二個考核點設(shè)置在表面粗糙度部分講授結(jié)束。主要考查學生對幾何量公差及公差原則的理解程度與應用水平，以及對表面粗糙度定義、應用和評價方法的掌握程度。兩次階段性考核需要注意精準出題，題量適當，控制在一個課時完成為宜。過程考核的另一個舉措是：設(shè)置隨堂練習和課堂提問環(huán)節(jié)。首先，根據(jù)本課程內(nèi)容特點，將課程劃分成3-4個模塊，包括概述與數(shù)據(jù)處理模塊、尺寸公差模塊、幾何公差模塊、表面粗糙度與典型零件公差模塊等。針對每一個模塊編制相應的隨堂練習材料，打印成紙質(zhì)版，課前發(fā)放給學生，要求學生在課堂上同步完成。其次，為了促進學生能夠及時理解和掌握重要知識點，要及隨堂練習上的重點問題，開展簡短而有效的討論、解答和展示。最后，根據(jù)對課堂觀察情況，靈活掌握收取隨堂練習的時機?？梢允敲恳淮握n結(jié)束，也可以是一個章節(jié)結(jié)束。收取的隨堂練習要注意及時批改，給出等第或分數(shù)。上述兩項考核成績均計入平時成績[2]。

3增設(shè)綜合性大作業(yè)，提高學生綜合應用能力

增設(shè)兩個課程大作業(yè)，一個是典型軸類零件精度設(shè)計大作業(yè)，另一個是直線度評定大作業(yè)。前一個大作業(yè)將課程中的三部分內(nèi)容（尺寸公差部分、幾何公差部分和表面精度部分）有機融合，結(jié)合具體應用，要求學生完成給定零件的尺寸精度、幾何精度和表面精度的設(shè)計，之后規(guī)范地繪制零件圖并做出正確標注。為了培養(yǎng)學生利用計算機工具開展機械設(shè)計的意識，鼓勵學生采用AUTOCAD軟件來完成作業(yè)。這個大作業(yè)安排既達到了培養(yǎng)學生綜合運用本課程各章節(jié)知識的目的，又使得學生形成了各專業(yè)課程相互關(guān)聯(lián)的意識（本次作業(yè)關(guān)聯(lián)《機械制圖》、《機械設(shè)計》、《機械制造工藝》等課程）。第二個大作業(yè)的設(shè)置，主要目的是為了以直線度評定為例，增強學生對檢測數(shù)據(jù)處理和精度評定的能力;再加上鼓勵學生通過MATLAB等科學計算語言編程實現(xiàn)，能夠培養(yǎng)學生利用計算機語言進行數(shù)據(jù)處理的能力，同時還能夠讓學生接觸到數(shù)字化檢測和評定的基本原理。

4重視實踐教學環(huán)節(jié)，增加學生動手實踐能力

實驗教學是工科課程的重要組成部分，是提高學生動手實踐能力的重要環(huán)節(jié)。以往《互換性與技術(shù)測量》課程實驗受到學時數(shù)和實驗設(shè)備臺套數(shù)的限制，實驗中學生存在依葫蘆畫瓢和一知半解的問題[2]。針對這些問題，除了爭取加強實驗設(shè)備和場地投入外，在目前這個條件下，還可以從考核要求、組織方式和教學手段上采取措施。主要辦法包括：①對每一位學生的實驗操作情況和實驗報告撰寫水平進行評定，提高評定結(jié)果在最終成績所占比例;②引入一定比例的實驗設(shè)計的要求。例如在評定圓柱零件尺寸精度和幾何精度測量的實驗中，要求學生結(jié)合課程的檢測儀器選擇知識，根據(jù)檢測等級要求，開展多種檢測儀器選擇，而不是像以往，直接指定檢測儀器;③加強儀器原理和使用方法的講授，要求學生對實驗所涉及的量具和儀器的原理、操作要領(lǐng)和注意事項有較好的了解，開展實驗前需要考查學生掌握情況。

5結(jié)束語

①根據(jù)工程教育認證總目標，擬定了《互換性與技術(shù)測量》具體課程目標。②采用過程化評價模式，引入隨堂練習和階段性測驗等環(huán)節(jié)，突出學生的課堂主體角色，形成教學效果閉環(huán)調(diào)控動態(tài)過程。③加強實驗實踐環(huán)節(jié)，以及增設(shè)知識綜合運用的大作業(yè)環(huán)節(jié)，是提升學生實踐能力的一個有效手段。

參考文獻

[1] 高曉康，張珂.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].上海：上海科學技術(shù)出版社，2015：27.

[2] 毛璽，徐巧玉，蔡海潮.改革互換性與技術(shù)測量實驗教學 培養(yǎng)學生實踐能力[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012（5）：68-69.