《互換性與技術測量》實驗教學改革探索

劉愛萍

摘要：文章在分析了互換性與技術測量課程實驗教學現狀的基礎上，提出應對實驗內容適當優化，適應當今人才培養需求，并結合教學實踐體會，提出了改革的措施。

關鍵詞：互換性；技術測量；課程實驗；教學改革

一、引言

隨著知識經濟時代的到來，迫切需要具有綜合能力、創新能力、實踐能力強的應用型人才，而實驗教學恰恰是理論與實踐相結合、培養學生創新能力和實踐能力的重要環節?；Q性與技術測量是機電專業一門重要的專業基礎課，同時又是一門和生產實際緊密結合的課程，其實驗原理、技術、方法的發展日新月異，因而在整個教學中占有十分重要地位，近幾年來，對本課程的實驗教學進行了改革與探索，并取得初步成效。但目前實驗教材陳舊，實驗師資緊缺，特別是實驗教學評價不科學、不合理，學生的創新心理得不到滿足，創造能力得不到培養，個性得不到充分發展。為此，筆者結合教學實踐，提出實驗教學改革的設想。

二、互換性與技術測量以往的實驗教學狀況

互換性與技術測量課程主要是講授機械設計過程中幾何精度設計方面的知識。當今，隨著科學技術的迅速發展以及人們對物質生活要求的不斷提高，對產品質量要求也越來越高，精度設計這一環節就顯得更加重要，因為零件幾何精度要求直接影響產品整體的質量（運動精度、振動和噪聲等），影響制造成本及經濟性。

但是，目前各校對學生開設的互換性與技術測量實驗還是沿用以往的教學方法，存在以下一些問題：

1、多為常規、傳統實驗，內容陳舊；側重于驗證書本理論，學生不能在實驗中求知與研究。

2、使用單一簡單的測量工具，每一個實驗的測量工具和被測工件都是不同，不僅需要準備多種被測工件，也不能反映現代實驗技術的發展。

3、學生做實驗之前由老師講授實驗步驟，學生按部就班的操作就能完成。這樣雖然能培養學生的基本測量方法及數據處理能力，但學生處于被動學習中，也約束了學生的創造能力。

4、與其它機械基礎實驗沒有關聯，沒有形成實驗教學體系。

上述存在的問題，使得學生在參加實驗時缺乏積極性與主動性，不能發揮創造性，影響了實驗教學的質量，讓實驗失去了意義和應有的作用。

三、互換性與技術測量實驗教學的改革

針對以上幾個問題，我們設想開設一個新的實驗，使它具有以下幾方面優越性：

1、既能涵蓋傳統實驗的內容，又具有創新性。

2、此實驗只有一個被測件，可以用多種儀器測量多個幾何參數。

3、實驗老師只需要向學生講解儀器的操作，具體的參數測量方法由學生自己確定。

4、結合機械原理或機械設計實驗。

綜合以上幾點，我們就設計了一個綜合實驗。此實驗室通過多方面考慮，在整合了多個傳統實驗的基礎上，聯系機械設計實驗而開設的一個軸的綜合測量實驗?？紤]到學生所學內容以及實驗室的設備情況，讓學生能在規定時間內準確地完成測量，我們設計了如圖1所示的軸的形狀。用此軸作為被測工件，可以檢測尺寸精度、螺紋精度、形位公差及表面粗糙度。

此綜合實驗的開設能起到以下的作用：

1、使學生更進一步熟悉幾何公差符號及標注方法。每個被測工件都帶有一張圖紙，學生測量前都要認真看圖紙，從圖紙上了解所要測量的參數。這個過程就要求學生掌握幾何公差的項目、分類、符號及各項目的定義。

2、使學生能掌握多種測量工具、測量方法，并作出選擇。對于某個要測量的參數，學生需要根據實驗室現有的條件選擇使用哪種儀器來測量，這就要求學生在實驗前要熟悉各測量儀器能測量什么參數。而且同一個參數的測量，并不是只能用單一的測量工具檢測，往往有多種測量儀器能夠測量，這就使得學生能夠使用到多種儀器，并通過測量的過程比較各儀器的測量精度及操作的難易。比如測量軸的直徑，可以使用杠桿齒輪比較儀、電感測微儀、立式光學計及工具顯微鏡。前面三種儀器原理各有不同，但測量方法相同，都是采用相對測量，需要用到量塊，這樣就可以了解到相對測量與絕對測量的定義及量塊的使用方法；同時也能比較三種儀器的精度及調節方法。工具顯微鏡的測量方法就比較直接，要求學生掌握調焦、目標對準及讀數的方法。

3、使學生能全面掌握形位誤差、實際尺寸、粗糙度及螺紋參數的測量。被測工件包含有各種幾何參數，可以使學生全面掌握這些參數測量的能力。對于形位誤差，測量基準的選擇很重要，盡量與設計基準或工藝基準重合。對于尺寸測量，最好用直接測量方法。粗糙度的測量要根據粗糙度值的大小選用樣塊對比法或粗糙度儀測量法。而螺紋中徑參數可以用螺紋千分尺或工具顯微鏡測量的方法進行檢測。

四、結語

我們對互換性與技術測量實驗教學的改革，是為了讓學生更好地掌握所學知識，并能靈活應用所學知識，更有效地提高學生的實際操作技能。經對一千多學生的教學實踐取得了良好的效果，具體體現在以下幾方面：（1）課程設計及畢業設計。機械類的課程設計和畢業設計基本都是要出圖紙的，學生在完成實驗后，能很好地選擇幾何公差，標注方面也規范很多。（2）學生掌握多種儀器的使用，測量同一個參數時，清楚各種儀器的優略，能夠做出最佳選擇。（3）教學方法也有所改變，老師不需要講解實驗步驟，只需要在實驗前講一些儀器的操作方法。改革陳舊的實驗內容是必須的，但短時間內完全改變還有困難，此次的改革都是在傳統實驗的基礎上進行的。傳統實驗雖然只是驗證和演示，卻是學生進行其他更高級實驗的基礎。在以后的改革中，我們設想繼續整合傳統實驗，同時引進先進的數據采集和數據處理方法，開設虛擬實驗，實現計算機技術在互換性與技術測量實驗中的應用。

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