基于精品課程建設的《互換性與測量技術基礎》教學改革

摘 要：《互換性與測量技術基礎》是機械工程專業一門重要的學科基礎課，也是一門交叉性與實踐性很強的學科。針對該課程特點，本文探索了如何將精品課程建設與學生能力培養相結合以提高教學效果，在如何培養學生的學習興趣方面進行了嘗試并取得了顯著成效。

關鍵詞：《互換性與測量技術基礎》 精品課程建設 教學改革

中圖分類號：G40 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（a）-0044-02

1 課程特點及教學現狀

《互換性與測量技術基礎》是一門綜合性的應用技術基礎學科，它與《機械原理》《機械設計》并稱機械專業的三大設計基礎課。它是聯系設計類課程與制造類課程的紐帶。該學科交叉性強，實踐強，綜合應用性強，因此，該課程的教學質量對于我國制造業的發展，對于培養創新型綜合應用人才的意義重大。但是，這門課程在教學過程中往往達不到預期的效果，學生對傳統教學過程中的“填鴨式”教學表現出興趣不足，理解不深，而以理論知識教學為主使得學生運用知識的能力不足[1]。由于該課程與生產實際密切相關。在內容上既有許多計算公式，也有大量抽象名詞和概念，涉及的內容廣，且缺乏直觀性，學生缺乏感性認識，單依靠課堂教學很難理解和掌握[2～5]。因此基于精品課程建設的《互換性與測量技術基礎》課程教學改革尤為重要。

2 精品課程建設的目標及內容

本精品課程建設的總體目標：以現代化高等工程教育思想為指導，結合本課程最新發展動態，整合并完善課程內容，以培養高素質的應用型技術人才為宗旨，將本課程建設為兼備實用性、科學性、先進性的一流精品課程。

具體內容有：

（1）立體化教材建設。從課程內容出發，進一步整合完善教學大綱，優化教學體系，建設教學資源，并據此修訂理論教學大綱、實驗教學大綱及質量標準。對課程內容適當取舍，取重要內容，增強實用性。集中優秀師資力量，集思廣益，編寫適合學生理解，內容新穎的特色教材。

（2）更新教學手段，使用多樣的教學工具，繼續加強網絡資源建設，完善網絡教學體系，以解決習題討論課少、實際知識貧乏的問題，提高學生的自學興趣。在教學過程中多使用圖例、實物、多媒體等教育工具，開發更優的教學軟件，調動學生積極性，促進教學質量的提高。

（3）加入實訓環節的實驗教學改革。構建一個適應課程教學《互換性與測量技術基礎》課程綜合實驗體系。將原有的單一的課內驗證性實驗，建設成融認知、驗證性實驗，綜合性和創新性實驗為一體的新型實驗體系；既有緊密圍繞課程內容的課內必做實驗，也有延伸課程內容的課外選做實驗，增加實訓內容以鞏固課堂所學知識；將觀摩性實驗與自行設計、操作的研究創造性實驗結合起來培養學生發現問題、分析問題及解決問題。

（4）建立教學質量的評價體系及激勵機制。通過校內同事及校外專家評價的的方式，給出教學質量和效果的評估，對存在不足進行改進，保留有效部分，并實行教學成果獎勵機制。在本精品課程建設的總體目標下進行了如下嘗試。

3 教學改革實踐

3.1 改革課堂教學方法

課堂是理論教學的舞臺，在課堂教學中應以學生為主體，積極調動學生求知求思的積極性和主動性。本門課程中，主要采用引導教學法，通過設置問題或情景的方式，調動學生的興趣，培養學生分析問題、解決問題的能力，同時，借助工程圖紙和多媒體等教學手段，促進課堂教學的和諧與生動。比如，在如下工程圖中（見圖1）。

設置的問題不能簡單的羅列，而是由淺及深，按知識掌握的規律而定，這樣不但能激發學生探究問題的好奇心，提高學習興趣，例如針對上圖提出如下問題，刺激學生的想象及思考力。

（1）圖紙所表達的是一個什么樣的零件？

（2）圖中標注“3-M6×0.75”表達何種含義？

（3）Φ22H7，Φ49js6代表什么意思？

（4）Φ28這個尺寸加工時能是理想的28毫米嗎？

（5）如何判斷零件是否合格？

（6）圖紙上的其他符號表示什么？

3.2 優化課程體系

（1）將“光滑圓柱體結合的公差與配合、形位公差及檢測、表面粗糙度”的內容綜合為“基本幾何量精度”。重點介紹幾何量精度的基本術語及定義，尺寸公差標準及標注，常用表格的使用，形位公差的標注，并通過常用機械實例的講解來培養學生的綜合能力和發現、分析、解決問題的能力。

（2）將“測量技術基礎、光滑工件尺寸的檢測”的內容綜合成“測量技術基礎”。重點介紹量具、量儀的選擇與使用、極限量規的選擇與使用，介紹測量方法。

（3）將“滾軸承與孔、軸結合的互換性、圓錐結合的互換性、螺紋結合的互換性、鍵和花鍵的互換性、圓柱齒輪傳動的互換性”內容綜合為“典型零件的互換性”。著重介紹這些零件的公差及測量知識，通過實例使學生能做到會查表、標注、計算、測量，使教學內容貼近生產實際，調動學生學習積極性，同時，也使學生對課程能有完整的理解。

（4）對極限與配合的選用、形位公差的選擇等內容進行重點精講，尤其是與實際生產有關的重點內容加以重點強調，使學生在掌握這部分內容的基礎上培養其工程意識。

（5）“典型零件互換性”章節，專業性強且內容多，教學中結合專業特點著重講述與專業聯系緊密的零件的互換性，對其它零件的互換性略講。

3.3 實踐性環節教學改革

3.3.1 認識實習

為了讓學生學好《互換性與測量技術基礎》這門課，在認識實習階段就要向學生灌輸一些與該課程相關的理論知識，比如學生在工廠看到工人師傅把一些軸類零件放入液態氮中，這時老師就要問學生工人師傅為什么要這樣做？當學生回答不上來時，老師不要急于告訴學生答案，而要逐步誘導學生接近答案，首先告訴學生什么是孔軸配合時的過盈配合，然后告訴學生液態氮的溫度在-196 ℃左右，學生自然會知道工人師傅這樣做的目的。

3.3.2 課內實驗

改革傳統實驗方法，從培養學生的自主學習能力、工程設計能力、創新開發能力的目標出發。本課程的實驗，不但要培養學生的動手能力及實驗技能，更要注重對學生思維能力、初步科研能力的培養。

為此，應適當刪減一些驗證型實驗，精心設計一些綜合型和設計型實驗。如應用三坐標測量儀、氣動測量儀等進行綜合型和設計型實驗。另外以往實驗只是按照實驗指導書規定的內容、步驟被動地進行，缺乏主動性。當然更談不上組織實驗和解決實驗中出現問題，大大影響了教學質量。針對這種實驗現狀，實驗課的進行要在學生對實驗內容有整體把握的基礎上，要求學生做好預習工作，對不懂的點進行記錄，在課上逐一解決。為加強學生對實驗的認識，可在實驗后提出一些實驗中學生可能忽略的一些問題進行提問，共同解決。例如，用立式光學計測量軸徑的實驗，提出立式光學計測量軸徑屬于絕對測量還是相對測量？儀器的測量范圍和刻度尺的示值范圍有何不同？第一個問題是鞏固學生對理論知識的理解，第二個問題是為了引導學生思考實驗中隱含的問題，都是讓學生更好的掌握知識。實驗方式上可采用開放式實驗教學模式，放實驗室，使學生成為實驗室的主人，有利于提高學生學習的主動性和創造性。實驗過程中，學生能夠有最大的實驗自由度。學生在獨立實驗中，學會思考、分析實驗現象，總結實驗成功失敗的原因，培養學生的實際動手能力、銳意創新的意識、獨立思考的能力和嚴謹的科學態度。

3.3.3 實訓環節

將《互換性與測量技術基礎》課程上所學的知識應用到課程設計上，增加識讀加工工件零件圖、裝配圖上公差配合的教學實訓以鞏固課堂所學知識并鍛煉綜合運用知識的能力。例如，首先將學生分組，然后針對軸類零件，盤類零件，箱體類零件在不同工況下工作時，尺寸精度、形位精度要求出不同的題目，防止不同組的學生之間互相抄襲，最后采用抽簽的形式抽取題目。學生完成零件的結構設計后，經過查閱有關資料確定其精度，完成給定機構上主要配合部位的配合類別選擇、形位公差及粗糙度選擇，選擇和應用普通、專用計量具以及不光滑極限量規檢測工件的實踐活動，對設計的零件設定公差項目、選用公差數值，再對這些公差進行檢測，最后設計專用量規。通過探索這種實踐性的教學環境，觀察學生實踐能力及創新能力的變化。通過與學生交流，發現學生中很多對錐度測量的數字處理和理解掌握不好，因此，對此項內容掌握不牢固，教師應針對班級中普遍存在的難點問題，進行深入反復講解，使學生不留疑惑。

4 考核側重點的改革

考試是教學過程的最后一個重要環節，考前復習是學生對本課程所涉及知識系統復習消化、理解、吸收的過程。由于該課程的名詞術語多、抽象概念多、工程性強，采用傳統的閉卷考試方法學生在會把主要精力放在死記硬背教材知識點上，這對于學生理解和運用標準進行精度設計是不利的。基于實踐性環節的教學改革注重學生利用相關理論知識解決實際工程問題的能力，采用開卷形式，在實習的過程中通過實際參與工人生產活動，讓熟練的技工師傅打分。

5 結語

通過基于精品課程建設的課程改革，提高了學生動手能力及綜合素質，由于緊密結合了工業實踐，因此，激發了學生的學習興趣及熱情，培養了學生自主學習以及創新能力；另一方面，學生對《互換性與測量技術》所學知識不再感到抽象、枯燥，而是實實在在的有了用武之地，并在項目的完成過程中培養了團結協作精神。

參考文獻

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[3]唐祖權.關于高校實驗教學改革的若干思考[J].航海教育研究，2005（3）：55-57.

[4]劉桂珍，殷寶麟.互換性與測量技術基礎課程教學改革與實踐[J].黑龍江高教研究，2010，8：167-169.

[5]何冰，孫博，曹必鋒.互換性與測量技術基礎課程實驗教學改革的探索與實踐[J].遼寧工學院學報，2006，8（6）：134-136.