提高互換性與測量技術(shù)課程教學(xué)效果的體會

◎魏常武

提高互換性與測量技術(shù)課程教學(xué)效果的體會

◎魏常武

互換性與測量技術(shù)是機(jī)械專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，針對如何提高這門課程教學(xué)效果，從提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、精心組織教學(xué)內(nèi)容和采用合適的教學(xué)方法、注重利用多媒體技術(shù)教學(xué)和重視實(shí)踐教學(xué)等多個(gè)方面進(jìn)行了闡述。

互換性與測量技術(shù)是機(jī)械專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是聯(lián)系機(jī)械設(shè)計(jì)課程與機(jī)械制造課程的紐帶。這門課有名詞術(shù)語多、符號多、公式多、標(biāo)準(zhǔn)多、圖表多、涉及知識面廣的特點(diǎn)，其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，因此課堂教學(xué)相對枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果往往不理想。如何提高互換性與測量技術(shù)課程的教學(xué)效果，筆者有以下幾點(diǎn)體會。

強(qiáng)調(diào)課程的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

學(xué)生學(xué)習(xí)一門課程的效果與他們對課程的重視程度有很大關(guān)系。在第一次講授緒論課中，要介紹互換性與測量技術(shù)課程研究內(nèi)容，從而讓學(xué)生明白這門課在專業(yè)中地位和作用，從思想上重視起來，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。緒論介紹本課程的主要研究對象以及關(guān)于互換性、公差、標(biāo)準(zhǔn)以及優(yōu)先數(shù)系和優(yōu)先數(shù)等一些概念。磨刀不誤砍柴工，在介紹這些內(nèi)容之前，先說明本課程在機(jī)械專業(yè)的課程體系中作用和地位，以引起同學(xué)的對其重視。作為未來的工程技術(shù)人員，在今后的工作中會接觸到各種零件的圖紙。對于圖紙上技術(shù)要求，要能明白其含義。作為設(shè)計(jì)人員，要能正確地給出圖紙上的技術(shù)要求。這里的技術(shù)要求指的主要就是標(biāo)在圖紙上的尺寸公差和形狀位置公差以及零件加工表面的粗糙度，如圖1所示。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)完產(chǎn)品，以圖樣的形式表示出來，機(jī)械制造廠根據(jù)圖紙加工零件，然后組裝成機(jī)器。在制造的過程中，就有加工精度。從產(chǎn)品的使用性能和壽命來說，當(dāng)然是加工精度越高越好，但是隨著加工精度提高，加工成本會上升，如圖2所示。從圖2可以看出，加工精度和加工成本是一對矛盾，如何合理解決這個(gè)矛盾，在加工精度和加工成本之間找到合適的平衡點(diǎn)，就有賴于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)候，對零件提出合理的尺寸公差和形狀位置公差以及合適的表面粗糙度。而如何提出合理的公差，正是互換性與測量技術(shù)課要研究解決的問題。互換性與測量技術(shù)課把機(jī)械設(shè)計(jì)課程和后續(xù)的機(jī)械制造課程聯(lián)系起來。

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，是各個(gè)生產(chǎn)單位分工協(xié)作。一部機(jī)器的各個(gè)零件可能來自不同的企業(yè)，最后把這些零件集中在某個(gè)工廠組裝起來，成為一部完整的機(jī)器。生產(chǎn)的分工能使各個(gè)企業(yè)集中優(yōu)勢資源，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。要進(jìn)行分工協(xié)作，就需要生產(chǎn)的零部件具有互換性，而要實(shí)現(xiàn)互換性就必須把零件的幾何參數(shù)控制在一定的范圍內(nèi)，即給定的公差范圍內(nèi)。這正是互換性與測量技術(shù)課所要研究問題。這門課不僅為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，而且在今后的課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)中也會用到。不管是從后續(xù)的課程學(xué)習(xí)角度，還是今后從事相關(guān)職業(yè)角度，都需要學(xué)好互換性與測量技術(shù)這門課。學(xué)是為了用，讓學(xué)生認(rèn)識到這門課程不僅在今后學(xué)習(xí)中有用，對今后的工作也有用，自然就會重視起來，就有了積極學(xué)習(xí)的動力，就愿意付出辛勤的汗水去學(xué)習(xí)它。有了正確認(rèn)識，課堂上就會專心聽講，課后作業(yè)也會認(rèn)真去完成，這些都為學(xué)好互換性與測量技術(shù)課的基礎(chǔ)。

多媒體教學(xué)為主，輔以必要的板書教學(xué)

互換性與測量技術(shù)課內(nèi)容多，課時(shí)少，而且其中需要圖示的地方比較多，這個(gè)特點(diǎn)決定了這門課適合多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)可以將一些復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)、配合關(guān)系、器件表面微觀形貌、機(jī)械零件工作實(shí)際狀態(tài)等清晰地演示出來，多媒體教學(xué)可以節(jié)約大量的板書時(shí)間，鼠標(biāo)一點(diǎn)需要講解的內(nèi)容就出現(xiàn)在屏幕上。但在實(shí)際教學(xué)中，多媒體教學(xué)要注意幾個(gè)方面：1）ppt每一頁展現(xiàn)文字不能太多，文字要簡潔。像那種整頁大段文字的ppt，容易讓學(xué)生抓不住重點(diǎn)，而且會產(chǎn)生視覺疲勞。2）ppt的每頁內(nèi)容不要一次展現(xiàn)出來，要設(shè)置不同播放動作。這是讓學(xué)生有時(shí)間思考展現(xiàn)的內(nèi)容，能理解消化展現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容。3）多媒體播放時(shí)候要把握好節(jié)奏。根據(jù)展現(xiàn)的內(nèi)容難易程度，控制好播放節(jié)奏。這一點(diǎn)對教師來說尤其值得注意的。由于不需要在黑板上書寫，節(jié)約了時(shí)間，但同時(shí)對學(xué)生來說，就減少了思考的時(shí)間，學(xué)生在同樣的時(shí)間內(nèi)，需要接受更多的信息。如果節(jié)奏把握不好，ppt內(nèi)容切換過快，容易導(dǎo)致學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容理解困難，反而影響教學(xué)效果。多媒體播放的內(nèi)容配合著教師的講解，從語言（聲音）和文字（視覺）兩個(gè)方面幫學(xué)生更好的掌握教學(xué)內(nèi)容。4）在多媒體課件的制作上，精心設(shè)計(jì)內(nèi)容，要真正做到是多媒體。課件內(nèi)容不僅有文

字，還需要圖片、動畫和一些視頻。圖表和動畫更能在表達(dá)內(nèi)容上讓觀者更一目了然，所以要盡可能用圖表和動畫代替大段文字。在文字的設(shè)計(jì)方面，要考慮觀看者的視覺效果。比如有的課件，顏色過于豐富，文字和背景搭配不合適，影響觀看效果。

黑板板書的傳統(tǒng)教學(xué)手段也有其固有的優(yōu)勢, 它便于學(xué)生跟蹤知識的推演過程，有利于思維的連續(xù)性及其與教學(xué)進(jìn)度的同步性。如在講解孔軸配合時(shí)公差選擇例題的過程中，傳統(tǒng)板書更有助于學(xué)生理解計(jì)算推理的過程。因此，針對互換性與測量技術(shù)課程的特點(diǎn)，宜采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)黑板教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)手段，從而提高教學(xué)效果。

精心組織教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)教學(xué)方法

互換性與測量技術(shù)課理論課只有32學(xué)時(shí)，相對學(xué)時(shí)數(shù)來說教學(xué)內(nèi)容偏多，作為教學(xué)的主導(dǎo)者，教師應(yīng)該精心備課，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，尤其是對講課內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)的把握。對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容要精講，要講透，做到不留“夾生飯”。在有限的課時(shí)里，若想面面俱到，貪多求細(xì)，教學(xué)效果反而不好。故而對一些非重點(diǎn)、容易懂的內(nèi)容可以少講，或者略過，讓學(xué)生自學(xué)。根據(jù)該課程的基本教學(xué)要求和特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)時(shí)的安排，從教材的整體內(nèi)容出發(fā)，有側(cè)重地進(jìn)行取舍，篩選出學(xué)生必須掌握的基本教學(xué)內(nèi)容。例如教材第2章“極限與配合”、第 3 章“幾何公差及檢測”、第4 章“表面粗糙度及其檢測”為本課程的基礎(chǔ)理論部分，也是本課程重點(diǎn)內(nèi)容，要進(jìn)行精講。對后面第五、六、七、八、九、十章，有的章節(jié)可以不講，有的有選擇的講。教學(xué)方法可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，比如對緒論，采用問題教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)法，從問題入手，引起學(xué)生興趣，逐步過渡到概念、定義。比如互換性定義，從日常生活常見的現(xiàn)象入手。家里燈泡壞了，買一個(gè)新燈泡上；自行車螺絲掉了，買一個(gè)螺絲換上。從這些現(xiàn)象引入互換性概念。接著可以提問，兩個(gè)產(chǎn)品（零件）具備什么樣條件，才可以互換，即具有互換性。答案就是兩個(gè)產(chǎn)品盡可能相同（相似），很自然引入誤差和公差概念。接著可以再提問，如何保證產(chǎn)品或零件具有互換性，從而又引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化概念。這樣一環(huán)套一環(huán)，帶著問題逐漸深入，學(xué)生容易理清楚概念間的關(guān)系。而對于學(xué)生容易混淆的概念，可以采用比較法教學(xué)。比如在講解偏差和公差，偏差是代數(shù)量，有正負(fù)，表示偏離公稱尺寸的程度。公差是絕對值，是尺寸變動范圍。上下偏差的代數(shù)差等于公差。偏差影響配合性質(zhì)，公差影響配合精度，反映加工難易程度。通過比較，讓學(xué)生知道這兩個(gè)概念的區(qū)別和內(nèi)在聯(lián)系，從而加深對其理解和掌握。又比如對于“幾何公差及檢測”一章，可以采用目標(biāo)教學(xué)法。在教學(xué)開始之前，發(fā)給學(xué)生兩個(gè)題目，一個(gè)是形狀位置公差的標(biāo)注，一個(gè)形狀位置公差標(biāo)注的改錯(cuò)，告訴學(xué)生上完本章要能夠解決這兩個(gè)問題。這樣，學(xué)生學(xué)習(xí)就帶有很強(qiáng)的解決問題的目的性，學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，學(xué)習(xí)積極性高。

重視課堂外的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

學(xué)習(xí)過程除了課堂聽課，還要有課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。課前預(yù)習(xí)是學(xué)生汲取知識的起點(diǎn)，是提高教學(xué)效果的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是互換性與測量技術(shù)課教學(xué)的有機(jī)組成部分。學(xué)生一般是通讀老師將要講授的內(nèi)容，找出教材中自己認(rèn)為的重點(diǎn)及難點(diǎn)，對所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有個(gè)總體上的了解和熟悉，學(xué)生可以試著做做課后的練習(xí)等。有參考資料的話，也可以在課前翻閱一下，幫助熟悉課堂所要學(xué)習(xí)的知識，以便在老師講授重點(diǎn)、難點(diǎn)時(shí)能使自己思路跟得上。預(yù)習(xí)可以使學(xué)生做好課前的知識準(zhǔn)備和心理準(zhǔn)備，有的放矢地去聽課，抓住重點(diǎn)，搞清楚自己預(yù)習(xí)時(shí)候遇到的困惑。為了督促學(xué)生預(yù)習(xí)，教師提前可以預(yù)留兩到三個(gè)問題，以便下次上課之前檢查預(yù)習(xí)效果。簡言之，預(yù)習(xí)就是上課前的自主學(xué)習(xí)，也是教師在上課前，學(xué)生先獨(dú)立地學(xué)習(xí)新課內(nèi)容，使自己對新課有初步的理解和掌握的過程。通過預(yù)習(xí)，學(xué)生逐漸培養(yǎng)自己獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，為今后進(jìn)入社會終身學(xué)習(xí)的做準(zhǔn)備。互換性與測量技術(shù)課時(shí)少，每堂課講授的內(nèi)容多，學(xué)生為了鞏固所學(xué)內(nèi)容，課后還需要及時(shí)復(fù)習(xí)，完成一定量的作業(yè)。課堂外學(xué)習(xí)，不僅可以提高課堂學(xué)習(xí)效果，還是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的重要途徑，因此要給于足夠的重視。

重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是互換性與測量技術(shù)課的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。在工程技術(shù)人才培養(yǎng)中，實(shí)踐教學(xué)的意義是不言而喻的。通過實(shí)踐教學(xué)可以驗(yàn)證基本理論的正確性，可以驗(yàn)證工程技術(shù)的可行性；在實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)新的問題，提出解決問題的新方法。因而，新理論和新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方案的制定、實(shí)施是每一個(gè)工程技術(shù)人員和科技工作者都應(yīng)具備的基本能力。這種能力是需要逐漸培養(yǎng)的。實(shí)驗(yàn)一方面能促進(jìn)學(xué)生動手能力，同時(shí)也加深學(xué)生對理論的理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課時(shí)候覺得枯燥乏味，而讓學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn)，他們會感到新鮮，實(shí)驗(yàn)需要理論來指導(dǎo)，這又反過來促進(jìn)他們學(xué)習(xí)理論。比如在學(xué)習(xí)幾何量公差內(nèi)容，有很多的概念和定義，聽起來比較乏味。通過做實(shí)驗(yàn)，測量直線度誤差，不但學(xué)會了如何測量直線度的誤差，以及如何處理測量數(shù)據(jù)，還對直線度概念有了更深的理解。再比如平行度和垂直度的測量實(shí)驗(yàn)，能幫助加深對垂直度和平行度概念的掌握。粗糙度測量實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生對粗糙度評定指標(biāo)高度參數(shù)Ra和Rz有更深入的理解。總之，實(shí)驗(yàn)需要熟悉實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識，需要熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的操作，讓學(xué)生既動手又動腦，更能牢固掌握相關(guān)概念，更愿意學(xué)習(xí)理論知識。

總之，互換性與測量技術(shù)課教學(xué)效果涉及到多方面因素，教學(xué)方法、教材、考核方式、學(xué)生的積極性和主動性以及教師的主導(dǎo)作用和課堂教學(xué)，其中學(xué)生是居于主體地位。互換性與測量技術(shù)課要以有利于加強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力、獨(dú)立分析和解決問題能力的培養(yǎng)，有利于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)際創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標(biāo)。但是，如何合理地采用各種教學(xué)手段和方法提高互換性與測量技術(shù)課教學(xué)效果是一個(gè)需要長期實(shí)踐，不斷探索才能解決的問題，本文只是筆者在教學(xué)過程中的一些體會，一些做法還需要在教學(xué)實(shí)踐中逐漸完善。

（作者單位：安徽建筑大學(xué)）