“互換性與技術(shù)測量”課程改革與實踐

尤洪嶺 王莉靜

摘 要 根據(jù)“互換性與技術(shù)測量”課程特點，首先對該課程的教學(xué)方法進行了改革，即建立課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并采用以多媒體為輔的授課方法;其次，加強實驗教學(xué)改革，即開設(shè)比較性、綜合性和設(shè)計性實驗，并開發(fā)虛擬實驗;最后，在實習(xí)中增加實踐性環(huán)節(jié)，并將科研與教學(xué)有機結(jié)合，實行“項目化”教學(xué)。經(jīng)過兩年的實踐，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 互換性與技術(shù)測量 教學(xué)方法 教學(xué)改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：A

The Reform and Practice of Interchangeability

and Technical Measurement Course

YOU Hongling[1]， WANG Lijing[2]

（[1] School of Science， Tianjin ChengJian University， TianJin 300384;

[2] School of Control and Mechanical Engineering， Tianjin ChengJian University， Tianjin 300384）

Abstract According to characteristics of interchangeability and technical measurement， teaching methods of the course are firstly reformed. They include the establishment of network teaching platform and the use of multimedia auxiliary teaching methods. Then the experiment teaching reform is enhanced. The comparative and comprehensive and designing experiments are set. Virtual experiments are developed. Finally， Practice exercises are added to internship. The organic combination of research and teaching can carry out "project" teaching. After two years of practice， it achieves good teaching effect.

Key words interchangeability and technical measurement; teaching methods; teaching reform

“互換性與技術(shù)測量”課程交叉性強，是一門對實踐性和應(yīng)用性要求都較高的課程。其特點是概念、術(shù)語多，標準、原則多，符號、代碼多，且涉及的知識面廣。該課程是聯(lián)系設(shè)計類課程與制造類課程的紐帶，也是聯(lián)系基礎(chǔ)課、實踐教學(xué)課和專業(yè)課的橋梁。目前，針對該課程的學(xué)習(xí)，主要存在的問題是：理論教學(xué)和實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)的嚴重脫節(jié)，即在后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，學(xué)生不能熟練地將所學(xué)知識運用到實踐環(huán)節(jié)中。所以，針對本課程特點，本文分別在課堂教學(xué)、實驗和實踐方面，提出具體的改革方法來提高該課程的教學(xué)效果。

1 搭建扎實的授課平臺，領(lǐng)會該課程在現(xiàn)代生產(chǎn)中的重要性

現(xiàn)代機械產(chǎn)品的生產(chǎn)已由過去單一化、大批量的生產(chǎn)方式向柔性化、專業(yè)化方式轉(zhuǎn)型。機械工業(yè)也逐漸向高技術(shù)、高智力方向發(fā)展。這導(dǎo)致精密化的制造技術(shù)和成型技術(shù)越來越顯示出其重要的地位，同時對產(chǎn)品的精度要求也越來越高。①“互換性與技術(shù)測量”課程作為一種工程技術(shù)語言與現(xiàn)代生產(chǎn)實踐緊密相連，其來源于實踐并服務(wù)于實踐。②由此，該課程的主體教學(xué)方向，也由過去單一的互換性理論教學(xué)向以精度設(shè)計為主的教學(xué)內(nèi)容體系轉(zhuǎn)變。

“互換性與技術(shù)測量”課程主體由四部分構(gòu)成：互換性理論、技術(shù)測量基礎(chǔ)、典型零部件的互換性設(shè)計和體現(xiàn)裝配精度的尺寸鏈。通常采用理論教學(xué)和實踐教學(xué)完成對該課程的學(xué)習(xí)。互換性理論部分采用理論教學(xué)，技術(shù)測量部分采用實踐教學(xué)。其中產(chǎn)品或零部件的精度設(shè)計是滿足互換性生產(chǎn)的條件，其在生產(chǎn)過程中的工序能力能否滿足互換性要求是通過技術(shù)測量來評定的，所以兩者互為支撐，缺一不可。

1.1 開發(fā)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供了強有力的技術(shù)支撐。③為了充分利用教育資源，增強教學(xué)過程的交互性和主動性，開發(fā)了“互換性與技術(shù)測量”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。它利用Internet技術(shù)實現(xiàn)了分布式教學(xué)，可以接受許多用戶同時訪問，極大提高了教學(xué)資源的利用效率。同時，教學(xué)不受時間、空間和地域的限制，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，并強有力地支撐了以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺設(shè)有師生論壇和聊天室，使學(xué)生就某一問題展開自由討論，相互交流、啟發(fā)。這樣不僅增強了師生的動態(tài)互動性，而且也極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

1.2 采用多媒體授課手段，增大知識信息的傳播，實現(xiàn)教與學(xué)的動態(tài)管理

根據(jù)“互換性與技術(shù)測量”課程特點，結(jié)合多年的教學(xué)實踐，把運用現(xiàn)代教學(xué)媒體與傳統(tǒng)教學(xué)手段進行有機組合。在整個教學(xué)過程中，以多媒體課件和當(dāng)代學(xué)科前沿知識作用于學(xué)生，形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，追求達到最優(yōu)的教學(xué)效果。

采用多媒體授課，不僅有利于在有限的課時內(nèi)，增大教學(xué)信息量;④而且通過以動畫的方式演示儀器的檢測過程，有效地將那些內(nèi)容抽象、不易理解以和操作復(fù)雜的測量過程形象地展示出來，有利于學(xué)生更好地掌握儀器的檢測方法。還可以通過多媒體方式將目前用于檢測的最新實驗設(shè)備通過動畫的形式展示出來，有助于開闊學(xué)生的知識視野。

2 加強課程實驗教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、分析問題和解決問題的能力

2.1 減少演示性、驗證性實驗，開設(shè)設(shè)計性、比較性和綜合性實驗

演示性和驗證性實驗主要是培養(yǎng)學(xué)生的掌握基本的測量方法、熟悉常用計量器具的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生對實驗結(jié)果誤差的分析和對實驗數(shù)據(jù)的處理能力，從而正確理解和運用理論知識，積累各種測量方法。為調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，讓學(xué)生從被操作者轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮髡撸⒓ぐl(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和開拓意識等，應(yīng)減少演示性、驗證性實驗，而增加開設(shè)設(shè)計性、比較性和綜合性實驗。其中，比較性實驗是指對一種問題的解決，在比較短的時間內(nèi)，用較少的實驗項目而達到相同的目的。⑤

例如，教師采用完全開放的形式，提供實驗所需的各種計量器具、樣件和加工場地，由學(xué)生開展設(shè)計性、比較性或綜合性實驗：

（1）教師給定孔和軸的配合條件，由學(xué)生分組根據(jù)實際問題設(shè)計零件，并對其進行比較設(shè)計的設(shè)計性實驗;（2）開設(shè)由學(xué)生設(shè)計零件→加工零件→檢測零件為一體的綜合性實驗;（3）對于給的樣件，學(xué)生分組采用不同的測量方法檢測，最后討論性價比最高的測量方法的比較性實驗。

2.2 開發(fā)虛擬實驗

虛擬實驗是借助多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，使實驗者像在真實的環(huán)境中一樣完成各種實驗項目。⑥虛擬實驗具有操作方便、交互性與通用性強、直觀形象等優(yōu)點。在學(xué)校科研經(jīng)費有限的條件下，為提高實驗教學(xué)質(zhì)量，以LABVIEW軟件為基礎(chǔ)，開發(fā)了部分檢測虛擬實驗，以輔助“互換性與技術(shù)測量”課程實驗教學(xué)。

3 強化知識體系，培養(yǎng)學(xué)生在工程實際中的應(yīng)用能力

為加強“互換性與技術(shù)測量”課程在實踐中的應(yīng)用，在認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)，依托共建的實習(xí)基地，聘請經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員指導(dǎo)學(xué)生從實際零件的設(shè)計—加工—生產(chǎn)—檢驗為合格產(chǎn)品的過程，進行“項目化”教學(xué)，有利于學(xué)生將書本知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。

在機械類的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，再現(xiàn)互換性與技術(shù)測量知識及應(yīng)用，有利于“互換性與技術(shù)測量”課程知識的學(xué)習(xí)及其深化。今年我校機械類畢業(yè)生在畢業(yè)設(shè)計圖紙中大大減少了有關(guān)公差方面的問題。

鼓勵學(xué)生積極參加校內(nèi)外各種科技制作活動和教師的科研項目，這樣不僅有利于學(xué)生深刻掌握互換性與技術(shù)測量的知識，而且也能將已學(xué)過的相關(guān)課程有機地結(jié)合起來，為更好地培養(yǎng)學(xué)生解決工程實踐問題的能力提供了有力的保障。在天津賽區(qū)第五屆機械創(chuàng)新比賽中，我校學(xué)生自己設(shè)計、出圖、加工、組裝的齒輪連桿結(jié)構(gòu)獲得天津賽區(qū)一等獎。

4 結(jié)論

本文從理論教學(xué)、實驗教學(xué)和與工程實踐的聯(lián)系中，對“互換性與技術(shù)測量”課程改革進行了探索和研究。在我校“互換性與技術(shù)測量”課程教學(xué)中，應(yīng)用上述改革措施，經(jīng)過一年多的實踐，取得了較好的效果：（1）通過課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的開發(fā)、采用多媒體授課手段以及開發(fā)虛擬實驗等手段，大大調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，提高了教學(xué)質(zhì)量;（2）通過課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及各種實踐環(huán)節(jié)中“互換性與技術(shù)測量”知識的再現(xiàn)，使其理論教學(xué)和實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)緊密的聯(lián)系;（3）通過帶領(lǐng)學(xué)生參加教師科研和各種大學(xué)生比賽，加強了學(xué)生解決工程實踐問題的能力。

課題背景：天津城建大學(xué)2013年教改項目（JG-1337）

注釋

① 劉桂珍，殷寶麟.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實踐[J].黑龍江高教研究，2010.8（196）：167-169.

② 任桂華.“互換性與測量技術(shù)”教學(xué)改革實踐[J].湖北理工學(xué)院學(xué)報，2012.28（5）：62-65.

③ 王東生.“互換性與技術(shù)測量”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].銅陵學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（6）：118-120.

④ 韓霞，金中波，李連豪，等.充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段提高互換性與測量技術(shù)的教學(xué)水平[J].中國農(nóng)機化，2010（1）：112-113.

⑤ 王伯平，孫大剛，武美先.建設(shè)“互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)”精品課程的實踐與探索[J].高教論壇，2011（2）：54-55.

⑥ 夏瑞雪，程真英，陳曉懷.基于LabVIEW8的實驗虛擬圓度儀系統(tǒng)[J].黑龍江科技學(xué)院學(xué)報，2006.16（3）：193-196.