淺談互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式

[摘要]為適應(yīng)新時(shí)期培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的要求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。本文從《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)課的幾點(diǎn)改革措施入手，介紹了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式。

[關(guān)鍵詞]互換性，公差標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)改革，一體化教學(xué)。

[中圖分類號(hào)]G642.423[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634(2007)02-0165-03

0引言

《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》是從機(jī)械基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課的橋梁，是聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)課與機(jī)械制造工藝課的紐帶，互換性的公差標(biāo)準(zhǔn)貫穿于設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)及裝配四個(gè)過程。互換性實(shí)驗(yàn)課是理論教學(xué)的重要組成部分，是加深理解公差意義的主要途徑，主要檢測(cè)形位誤差、齒輪誤差、螺紋基本參數(shù)及其誤差、粗糙度等。通過實(shí)際測(cè)量，掌握各種誤差的檢測(cè)原理、基準(zhǔn)的體現(xiàn)形式，為零部件的設(shè)計(jì)、加工及裝配打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；通過實(shí)體公差帶觀測(cè)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)誤差的細(xì)微觀察能力；通過數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證相關(guān)的誤差理論；通過實(shí)驗(yàn)分析促進(jìn)學(xué)生開拓新思路、設(shè)計(jì)新方案、探索新觀點(diǎn)、獲得新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新思維能力的同時(shí)，也提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法受主、客觀因素影響，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡綌?shù)據(jù)結(jié)果分析，學(xué)生都按老師的引領(lǐng)在同一條路上走完全程，基本處于被動(dòng)地位，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性受到一定程度的壓抑，阻礙創(chuàng)造性思維能力的進(jìn)一步發(fā)展。在新時(shí)期培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的創(chuàng)新型人才的要求下，本實(shí)驗(yàn)室打破傳統(tǒng)教學(xué)方法，形成了一個(gè)以教帶學(xué)，以學(xué)促教，全程互動(dòng)的新型教學(xué)模式。

1指導(dǎo)教師自身素質(zhì)全新化

一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、技術(shù)精湛的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的生力軍。指導(dǎo)教師必須具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)，逐步更新思想觀念，充分發(fā)揮能動(dòng)性和創(chuàng)造性，才能肩負(fù)起知識(shí)傳播者這一神圣使命。本實(shí)驗(yàn)室教師主要從以下幾個(gè)方面不斷提高自身素質(zhì)：1）積極參加理論課學(xué)習(xí)，及時(shí)制定出適應(yīng)互換性教材改革的切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案；2）系統(tǒng)學(xué)習(xí)誤差理論，對(duì)老儀器進(jìn)行精度分析，實(shí)施技術(shù)改造，提高了儀器的利用率；3）鉆研計(jì)算機(jī)知識(shí)，編寫相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)程序，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量，提高了現(xiàn)有儀器的測(cè)量精度；4）經(jīng)常深入工廠實(shí)地學(xué)習(xí)，及時(shí)了解現(xiàn)有公差標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)中的使用情況；5）定期開展研討活動(dòng)，集思廣益，逐步更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；指導(dǎo)書上編寫了多項(xiàng)必修范疇但超過規(guī)定學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以選做任何一個(gè)自己感興趣的計(jì)劃學(xué)時(shí)內(nèi)可以完成的實(shí)驗(yàn)，其他選項(xiàng)可以利用開放時(shí)間完成，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面；6）認(rèn)真?zhèn)湔n，授課由過去的順序講解式變?yōu)檠驖u進(jìn)的啟發(fā)式；7）改變過去那種每人幾年都帶固定實(shí)驗(yàn)的一貫制方式，而是每個(gè)學(xué)期每人循環(huán)指導(dǎo)每個(gè)實(shí)驗(yàn)，互相聽課，取長(zhǎng)補(bǔ)短，團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同提高；實(shí)施人性化教學(xué)，利用課余時(shí)間精心制作大量實(shí)驗(yàn)課件和模板，繪制立體感極強(qiáng)的公差帶掛圖，使學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室猶如置身于公差標(biāo)準(zhǔn)的海洋中，能夠更好地理解和掌握公差；8）開設(shè)網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，方便師生進(jìn)行信息交流；9）利用業(yè)余時(shí)間全心全意輔導(dǎo)補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，認(rèn)真解答每個(gè)問題，細(xì)致耐心地糾正操作錯(cuò)誤，嚴(yán)格審查測(cè)量數(shù)據(jù)，使學(xué)生倍感教師的關(guān)愛。

2儀器放開式管理

互換性實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器都是價(jià)格較昂貴的精密光學(xué)儀器，為避免學(xué)生損壞，傳統(tǒng)教學(xué)方法儀器基本調(diào)節(jié)都由老師完成，學(xué)生只進(jìn)行基本的測(cè)量操作，沒有機(jī)會(huì)全程獨(dú)立操作，致使實(shí)驗(yàn)完畢后，除了獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果外，對(duì)儀器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理還是一知半解。每個(gè)實(shí)驗(yàn)只做一次，實(shí)驗(yàn)室平時(shí)也不開放，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器不能像課本知識(shí)那樣可以隨時(shí)復(fù)習(xí)，導(dǎo)致再接觸儀器時(shí)根本叫不出名字或者不能獨(dú)立操作的現(xiàn)象普遍存在，如以往畢業(yè)班的本科生、研究生甚至博士生都是把需要檢測(cè)的工件交給指導(dǎo)教師，最后直接取結(jié)果。這種管理方式儀器是得到了保護(hù)，但一定程度上束縛了學(xué)生的手腳，實(shí)際動(dòng)手能力得不到鍛煉，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此，本實(shí)驗(yàn)室打破“抱緊”儀器的方法，教師首先把注意事項(xiàng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下，然后把儀器放心交給學(xué)生，讓他們參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，邊琢磨邊調(diào)節(jié)，不會(huì)操作的地方、不懂的原理、無法排除的故障及時(shí)請(qǐng)教老師。分別指導(dǎo)的確加重了老師的工作強(qiáng)度，但可以使學(xué)生在獨(dú)立操作中切身領(lǐng)悟儀器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的同時(shí)，又保護(hù)了儀器，可謂“一舉兩得”。學(xué)生感覺非常好，凡是用過儀器的學(xué)生無論什么時(shí)候來檢測(cè)工件，都可以獨(dú)立獲取準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

放開式的儀器管理模式強(qiáng)化訓(xùn)練了學(xué)生的獨(dú)立操作能力，激發(fā)了創(chuàng)新熱情。現(xiàn)在每逢實(shí)驗(yàn)室開放日，許多學(xué)生都喜歡與儀器為伍，改變了過去那種有課滿員沒課空巷的現(xiàn)象。有的對(duì)儀器提出維修方案，有的對(duì)儀器提出改進(jìn)措施，有的對(duì)自己設(shè)計(jì)、加工的試件進(jìn)行檢測(cè)，等等。

3測(cè)量步驟啟發(fā)式

傳統(tǒng)測(cè)量事先由老師詳細(xì)講解相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生按照步驟進(jìn)行測(cè)量，純粹是被動(dòng)式、灌輸式的教學(xué)，缺乏主動(dòng)思維過程。測(cè)量過程中不能真正體會(huì)透概念的內(nèi)涵，致使測(cè)量完成時(shí)，根本解答不清為什么儀器要調(diào)到這一步才開始讀取數(shù)據(jù)、如何體現(xiàn)概念和意義等問題。

現(xiàn)在老師不講解，要求學(xué)生參照啟發(fā)式的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，針對(duì)報(bào)告上的問題邊做邊解答，并進(jìn)一步提出新問題，有計(jì)劃地積極測(cè)量，由被動(dòng)指引變?yōu)橹鲃?dòng)探索，而不是盲目、機(jī)械地記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。老師再針對(duì)性地、啟發(fā)式地解答學(xué)生實(shí)在弄不懂的問題，使學(xué)生在共同探討中徹底領(lǐng)會(huì)相關(guān)內(nèi)容的內(nèi)涵，從而使許多問題迎刃而解。

啟發(fā)式測(cè)量培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、綜合分析問題的探究品質(zhì)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，有利于創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。這種由授技型向育才型轉(zhuǎn)變的教學(xué)理念，既加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深刻理解，又使學(xué)生基本技能得到全面訓(xùn)練，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性和完整性。

4檢測(cè)項(xiàng)目多樣化

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一規(guī)定被測(cè)工件的檢測(cè)項(xiàng)目，學(xué)生數(shù)據(jù)處理后按給定公差進(jìn)行“照方抓藥”式的評(píng)定，設(shè)計(jì)能力得不到提高。現(xiàn)在給定工件的設(shè)計(jì)圖紙，加工條件和試件，鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋，要求自行設(shè)計(jì)合理的創(chuàng)新性檢測(cè)方案。如工件外徑的測(cè)量，先檢測(cè)出十個(gè)截面的偏差值，然后自己設(shè)計(jì)檢測(cè)項(xiàng)目，可以是直線度、圓度、圓柱度、同軸度、全跳動(dòng)等。實(shí)驗(yàn)過程中，兩人一組，有條不紊地調(diào)節(jié)儀器，認(rèn)真觀察測(cè)量，仔細(xì)記錄數(shù)據(jù)，積極思考，相互切磋，誤差處理，精度分析，“記錄員”、“觀察員”不見了。各組都設(shè)計(jì)出新穎可行的方案，然后組與組之間各抒己見，取長(zhǎng)補(bǔ)短，最后老師再加以補(bǔ)充完善，選取能夠全面反映被測(cè)工件表面狀況的綜合性檢測(cè)指標(biāo)，確定最佳設(shè)計(jì)方案。學(xué)生在擇優(yōu)過程中加深理解了各項(xiàng)誤差的意義，更好地掌握了各項(xiàng)誤差之間的關(guān)聯(lián)性。

設(shè)計(jì)的競(jìng)賽形式增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)趣味性的同時(shí)，也促進(jìn)了學(xué)生能動(dòng)性和創(chuàng)造性的積極發(fā)揮，培養(yǎng)了學(xué)生注重實(shí)踐、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、精益求精的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。

5一體化檢測(cè)

要想生產(chǎn)出高精產(chǎn)品，準(zhǔn)確掌握公差是關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，因?yàn)楣钬灤┰O(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)及裝配過程。大三秋季學(xué)期開設(shè)機(jī)械原理、金屬工藝學(xué)、互換性實(shí)驗(yàn)，春季學(xué)期開設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這種順序進(jìn)行式，本實(shí)驗(yàn)室實(shí)施了四位一體化教學(xué)模式。具體做法是，在機(jī)械原理齒輪范成實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自己選定參數(shù)（常規(guī)組）設(shè)計(jì)齒輪，金屬工藝安裝實(shí)驗(yàn)中分析所設(shè)計(jì)齒輪的加工精度，互換性實(shí)驗(yàn)中，對(duì)自己設(shè)計(jì)和加工的齒輪進(jìn)行誤差檢測(cè)，包括齒形誤差、齒向誤差、公法線平均長(zhǎng)度偏差、公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量、齒厚偏差等。通過齒輪誤差測(cè)量，學(xué)生可以透徹地理解設(shè)計(jì)、加工中公差的意義，對(duì)接下來的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的減速器拆裝的配合公差也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)；通過齒輪誤差分析，使學(xué)生明確如何設(shè)計(jì)齒輪，如何選擇加工條件，如何規(guī)定配合公差。齒輪一體化檢測(cè)使機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)相互滲透，提高了學(xué)生在綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。

6健全成績(jī)?cè)u(píng)定制度

成績(jī)僅靠“報(bào)告一錘定音”的傳統(tǒng)考核方式，易導(dǎo)致以下不良現(xiàn)象：出勤率低、實(shí)驗(yàn)態(tài)度懶散、抄襲測(cè)量數(shù)據(jù)、偽造實(shí)驗(yàn)結(jié)果、敷衍思考題，使實(shí)驗(yàn)發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。現(xiàn)在實(shí)施“九連環(huán)式”的成績(jī)積分評(píng)定制度。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都簽到，保證了出勤率；嚴(yán)格審查預(yù)習(xí)報(bào)告，使學(xué)生課前對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康男闹杏袛?shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)得心應(yīng)手，有的放矢；輪流操作儀器，督促學(xué)生積極獨(dú)立動(dòng)手；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格必須重測(cè)，促使學(xué)生認(rèn)真觀察記錄每個(gè)數(shù)據(jù)，杜絕了課下處理時(shí)隨便改數(shù)據(jù)現(xiàn)象；下課時(shí)逐個(gè)檢查儀器完好率并讓學(xué)生簽名，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)；離開實(shí)驗(yàn)室前儀器、試件恢復(fù)原位，椅子擺放整齊，帶走桌上的垃圾，營(yíng)造良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；隨機(jī)考核，從做過的實(shí)驗(yàn)中任意選取一個(gè)讓學(xué)生重做，這樣學(xué)生總是認(rèn)真完成每一個(gè)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求原始數(shù)據(jù)可靠、數(shù)據(jù)處理得當(dāng)、結(jié)果分析到位；思考題要求見解新穎、措施合理。隨著連環(huán)積分制的實(shí)施，學(xué)生端正了實(shí)驗(yàn)課態(tài)度，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚的興趣，每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠嚴(yán)格要求自己。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)，學(xué)生不僅取得了好成績(jī)，還養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、一絲不茍的求實(shí)精神。

7結(jié)束語

指導(dǎo)教師全程循循善誘的啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和探索又激勵(lì)教師不斷更新教學(xué)理念、優(yōu)化教學(xué)手段，真正形成了一個(gè)全程互動(dòng)的新模式。隨著新模式的實(shí)施，取得了較為理想的教學(xué)效果，充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)室的重要作用。但實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的道路還長(zhǎng)，要想把實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作做得更加有聲有色，更好地服務(wù)于教學(xué)和科研，更好地適應(yīng)現(xiàn)代教育改革的需要，還需要在實(shí)踐中進(jìn)一步探索。

參考文獻(xiàn)

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