《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)改革與實(shí)踐

胡敏　尚會超

摘要：針對《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)中存在的問題，詳細(xì)闡述在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法方面的教改舉措。通過教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主觀能動性。

關(guān)鍵詞：互換性與測量技術(shù)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0107-02

《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》課程是高等工科院校機(jī)械類、儀器儀表類等專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，用以培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品精度設(shè)計能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上，能對零件提出合適的尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度，并掌握公差、配合的選擇方法和在零件圖與裝配圖上的標(biāo)注方法，同時了解圓錐的公差與配合、量規(guī)設(shè)計、尺寸鏈以及幾何量的典型測量方法與儀器等相關(guān)內(nèi)容。為機(jī)械類、儀器儀表類專業(yè)的專業(yè)課理論教學(xué)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)，起著連接專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課過渡的橋梁作用。本課程涉及的基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)知識面廣，綜合應(yīng)用實(shí)踐性較強(qiáng)，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的核心技能之一，也是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代制造的核心保障技術(shù)之一。

一、課程教學(xué)存在的問題

《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》課程的特點(diǎn)是基本概念多、名詞術(shù)語多。如在講授“尺寸”的概念時，就會涉及到公稱尺寸、提取組成要素的局部尺寸、提取圓柱面的局部尺寸、兩平行提取表面的局部尺寸、極限尺寸、最大（最小）實(shí)體尺寸、最大（最小）實(shí)體實(shí)效尺寸等概念。在講授“要素”的概念時，會涉及到組成要素、導(dǎo)出要素、單一要素、關(guān)聯(lián)要素、被測要素、基準(zhǔn)要素等。另外，該課程的符號和代號、圖表、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比較多，如孔和軸的28個基本偏差代號、幾何公差項(xiàng)目符號、標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表、基本偏差數(shù)值表等。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師授課時滔滔不絕地講概念、公式、標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生一味機(jī)械、被動地背概念、記公式、做習(xí)題。課堂教學(xué)枯燥、乏味，吸引不了學(xué)生。學(xué)生聽不懂，自然對這門課的學(xué)習(xí)就提不起興趣。導(dǎo)致的結(jié)果是考試成績不理想，并在后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，對精度設(shè)計和圖樣標(biāo)注，無從下手，設(shè)計圖紙上關(guān)于互換性的知識點(diǎn)就會出現(xiàn)較多的錯誤。

二、教學(xué)改革探討

1.精選教學(xué)內(nèi)容。《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》課程涵蓋的內(nèi)容較多，學(xué)時有限，要完成教學(xué)大綱要求的理論教學(xué)，必須要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與優(yōu)化。結(jié)合本課程特點(diǎn)，在突出重點(diǎn)和難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，遵循內(nèi)容實(shí)用性、結(jié)構(gòu)體系合理性、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)最新的原則，將大綱要求的教學(xué)內(nèi)容劃分為兩大部分：第一部分是本課程的基本理論基礎(chǔ)，包含互換性的概念和分類、優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系、極限與配合、幾何公差、表面粗糙度評定參數(shù)以及標(biāo)注、機(jī)械精度測試。第二部分是典型件的精度設(shè)計，包括滾動軸承的公差與配合、螺紋、鍵、花鍵的公差與配合、漸開線圓柱齒輪的公差。其中，極限與配合、幾何公差和表面粗糙度為本課程教學(xué)的重點(diǎn)。圓錐的公差與配合、量規(guī)設(shè)計、尺寸鏈以及幾何量的典型測量方法與儀器等相關(guān)內(nèi)容為自學(xué)內(nèi)容。

2.提問式教學(xué)方法。提問式教學(xué)方法是在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，教師通過提問的方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，使學(xué)生主動地參與和體驗(yàn)知識、技能，達(dá)到知識、技能由未知到已知或由不掌握到掌握，從而使學(xué)習(xí)變得既愉快又輕松。這種教學(xué)方法把教師從單純地“教”和學(xué)生機(jī)械地“學(xué)”中解放出來，使課堂真正成為師生雙邊活動的過程。當(dāng)然，要達(dá)到理想的教學(xué)效果，還要注意問題的創(chuàng)設(shè)。在什么時候、在什么地方、提什么樣的問題才是合適的，這些都要事先設(shè)計好。例如，在講授第一堂課的時候，可以結(jié)合一張零件圖，提出“為什么要學(xué)這門課？”的問題，學(xué)了這門課后可以解決零件圖上的哪些問題。一般來說，在每一章的開始都按“Why→What→How”的思路來提問，即為什么研究？（提出問題）→研究什么？→如何設(shè)計等（解決問題）？這些問題不但激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時讓學(xué)生對課程內(nèi)容知識結(jié)構(gòu)也有了清晰的認(rèn)識，加深了他們對教材的理解。另外，在學(xué)生理解容易出錯的地方，可以提出問題；在重點(diǎn)和難點(diǎn)處安排提問，也可以幫助學(xué)生更好地把握重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。例如在講授了公差和極限偏差的概念后，可以提出“公差和極限偏差有什么區(qū)別和聯(lián)系？”在學(xué)習(xí)孔的基本偏差時，從提出“孔的基本偏差計算公式是怎么從同名軸的基本偏差公式換算得來的？”問題開始，以邏輯層次連環(huán)設(shè)計好一個個問題引導(dǎo)學(xué)生一步一個臺階，循序漸進(jìn)，最后達(dá)到圓滿解決問題。

3.歸納總結(jié)教學(xué)方法。學(xué)生在完成作業(yè)時，經(jīng)常覺得老師講的知識聽懂了，但是還是不會做題，為什么呢？這是因?yàn)闆]有使用歸納總結(jié)來理清解題的常規(guī)思路。歸納總結(jié)法是教師幫助學(xué)生對所學(xué)知識按一定科學(xué)的方法進(jìn)行歸納，讓學(xué)生從許多個別例子中歸結(jié)出一般規(guī)律。其目的在于“把厚書讀薄”，是為了找出知識的內(nèi)在聯(lián)系及其本質(zhì)規(guī)律，從而更好地理解和把握知識。《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》內(nèi)容較多，分配至每一堂課信息量就較大，如果沒有總結(jié)、歸納、提煉的過程，學(xué)生就很難理解到位，印象也不深刻。教師使用歸納總結(jié)法可以讓學(xué)生積極參與課堂，引導(dǎo)學(xué)生在歸納總結(jié)的過程中受到啟發(fā)。結(jié)果是學(xué)生不但能學(xué)到知識，而且邏輯思維能力也得到了深層次的訓(xùn)練。比如，在涉及到公差原則的包容要求題目時，很多學(xué)生都感到頭痛，這時就可以使用歸納總結(jié)法來理清解題思路。解答此類題目時首先要明確包容要求的理想邊界什么？提取局部實(shí)際尺寸da變動范圍是什么？所求的允許形狀誤差￠f與提取局部實(shí)際尺寸da、理想邊界有什么關(guān)系？把這些問題分析清楚了，思路就會逐漸清晰。其次，將問題涉及的參數(shù)或公式寫在旁邊，就形成此類題的解題三步驟，等到再遇見這一類題時，就可以很方便地上手。又如在講授幾何公差的公差帶時，因幾何公差的公差帶形式復(fù)雜多樣，學(xué)生總感到困難。教師就可以幫助學(xué)生從幾何公差帶特點(diǎn)的描述中，讓學(xué)生從許多個例中挖掘出解題規(guī)律。即只需要完成“提取（實(shí)際）表面或線的公差帶是由哪一種公差帶形式來限定？”和“公差帶跟基準(zhǔn)有什么關(guān)系？”兩個問題的解答，所有幾何公差帶描述就迎刃而解。

4.基于典型實(shí)例的教學(xué)方法。目前高校課程設(shè)置多重視課堂理論教學(xué)，教學(xué)環(huán)節(jié)中工程實(shí)踐薄弱，學(xué)生參與工程實(shí)踐的機(jī)會也不多，實(shí)踐能力相對較差。在學(xué)習(xí)《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)了畫法幾何與工程制圖，進(jìn)行了制圖課設(shè)和金工實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生對工程實(shí)踐已有了一個初步的認(rèn)識。但還是缺乏對工程實(shí)踐的真正了解，缺乏該課程所需要的專業(yè)知識、技能和經(jīng)驗(yàn)。為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，除了多組織學(xué)生參加學(xué)科競賽、加強(qiáng)本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)外，在課堂教學(xué)中可有意識地引入一些典型的實(shí)例。在每一章節(jié)講授完后，按課程進(jìn)程所涉及的相關(guān)知識點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例逐步講授。例如，在講授零件的標(biāo)注時，可選取一個貫穿幾章的實(shí)際零件，分別在學(xué)習(xí)完極限與配合、幾何公差、表面粗糙度等章節(jié)后，逐步完善，最后完成零件的標(biāo)注。另外，課后也給學(xué)生大量安排一些跟生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的題目來完成，這也有助于學(xué)生將所學(xué)的理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去，增強(qiáng)他們的工程應(yīng)用能力。

三、結(jié)語

為提高《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)效果，本文通過精選教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化；采用了提問式、歸納總結(jié)、基于典型實(shí)例的教學(xué)方法，使學(xué)生在掌握本課程基本理論知識的同時，也促進(jìn)了工程實(shí)踐能力的提高。教學(xué)實(shí)踐證明，這些教改舉措大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時也不斷提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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