面向工程教育認證的《互換性與技術測量》教學改革探索

曹家勇　富彥麗　劉瑩

摘 要 《互換性與技術測量》是機械工程及自動化專業的基礎課程之一，是銜接機械設計類課程與制造類課程的紐帶，又是關聯產品質量保障體系中的重要一環。本文結合工程教育認證的專業總體目標，提出《互換性與技術測量》三個方面的課程目標。在該目標基礎上，進一步提出引入過程化考核舉措，建立有效的教學效果反饋機制。為突出工程教育認證的產業導向特點，探討了課程在完善實驗教學、增強知識應用能力和更新教學內容等方面的舉措。

關鍵詞 《互換性與技術測量》;機械工程及自動化;工程教育認證

引言

《互換性與技術測量》是機械類各專業的重要技術基礎課。其包含幾何量精度設計與精度檢測兩個方面的內容，其中幾何量精度設計包括孔和軸的極限與配合原理與設計方法、形位公差設計原理與方法、表面精度設計基本原理、典型機械零件精度設計方法。精度檢測方面包括測量數據處理基礎、光滑工件尺寸檢測和評價常用方法、形狀與位置公差檢測與評價常用方法、典型零件精度檢測與評價方法等[1]。在新工科教育建設背景下，《互換性和技術測量》課程也面臨多個方面的改革任務，如：需要對接專業培養目標制定合理的課程目標，需要開展全過程的教學質量監控保證體系建設，需要面向產業發展的調整和改革教學內容，等等。本文針對這些任務要求，探討實現課程對接工程教育認證的系列舉措。

1面向工程教育目標，建立課程目標體系

考慮課程特點及各課程之間的有機關聯，制定本課程如下幾個方面的課程目標：課程目標1：使學生掌握機械產品標準化及公差配合基本概念、基本原理和基本方法;使學生熟悉幾何量公差國家標準的主要內容、特點和應用原則;使學生具備識讀機械工程圖中尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等精度設計信息的基本技能。課程目標2：使學生具備機械零件幾何量精度設計的基本能力，能夠正確利用有關基礎表格和標準，開展典型機械零件的精度設計;使學生熟悉技術測量基礎知識，了解主要測量工具的基本原理和使用方法，具備建立數據處理模型和精度評價模型的初步能力。課程目標3：使學生認識到產品互換性和標準化在現代工業體系中重要意義，了解產品互換性的實現途徑和保障措施。了解當前行業最新產品和技術[1]。

2引入過程化評價，提升教學效果

本課程將平時考核與期末考核結合，加大平時考核在最終成績所占的比重。過程考核舉措之一就是：根據課時數和教學計劃設置兩個階段考核點。第一個考核點為尺寸公差部分講授結束，主要考查學生對互換性與技術測量基本概念的理解、對數據處理基本方法的掌握以及對尺寸公差基本概念和基本原理的理解。第二個考核點設置在表面粗糙度部分講授結束。主要考查學生對幾何量公差及公差原則的理解程度與應用水平，以及對表面粗糙度定義、應用和評價方法的掌握程度。兩次階段性考核需要注意精準出題，題量適當，控制在一個課時完成為宜。過程考核的另一個舉措是：設置隨堂練習和課堂提問環節。首先，根據本課程內容特點，將課程劃分成3-4個模塊，包括概述與數據處理模塊、尺寸公差模塊、幾何公差模塊、表面粗糙度與典型零件公差模塊等。針對每一個模塊編制相應的隨堂練習材料，打印成紙質版，課前發放給學生，要求學生在課堂上同步完成。其次，為了促進學生能夠及時理解和掌握重要知識點，要及隨堂練習上的重點問題，開展簡短而有效的討論、解答和展示。最后，根據對課堂觀察情況，靈活掌握收取隨堂練習的時機。可以是每一次課結束，也可以是一個章節結束。收取的隨堂練習要注意及時批改，給出等第或分數。上述兩項考核成績均計入平時成績[2]。

3增設綜合性大作業，提高學生綜合應用能力

增設兩個課程大作業，一個是典型軸類零件精度設計大作業，另一個是直線度評定大作業。前一個大作業將課程中的三部分內容（尺寸公差部分、幾何公差部分和表面精度部分）有機融合，結合具體應用，要求學生完成給定零件的尺寸精度、幾何精度和表面精度的設計，之后規范地繪制零件圖并做出正確標注。為了培養學生利用計算機工具開展機械設計的意識，鼓勵學生采用AUTOCAD軟件來完成作業。這個大作業安排既達到了培養學生綜合運用本課程各章節知識的目的，又使得學生形成了各專業課程相互關聯的意識（本次作業關聯《機械制圖》、《機械設計》、《機械制造工藝》等課程）。第二個大作業的設置，主要目的是為了以直線度評定為例，增強學生對檢測數據處理和精度評定的能力;再加上鼓勵學生通過MATLAB等科學計算語言編程實現，能夠培養學生利用計算機語言進行數據處理的能力，同時還能夠讓學生接觸到數字化檢測和評定的基本原理。

4重視實踐教學環節，增加學生動手實踐能力

實驗教學是工科課程的重要組成部分，是提高學生動手實踐能力的重要環節。以往《互換性與技術測量》課程實驗受到學時數和實驗設備臺套數的限制，實驗中學生存在依葫蘆畫瓢和一知半解的問題[2]。針對這些問題，除了爭取加強實驗設備和場地投入外，在目前這個條件下，還可以從考核要求、組織方式和教學手段上采取措施。主要辦法包括：①對每一位學生的實驗操作情況和實驗報告撰寫水平進行評定，提高評定結果在最終成績所占比例;②引入一定比例的實驗設計的要求。例如在評定圓柱零件尺寸精度和幾何精度測量的實驗中，要求學生結合課程的檢測儀器選擇知識，根據檢測等級要求，開展多種檢測儀器選擇，而不是像以往，直接指定檢測儀器;③加強儀器原理和使用方法的講授，要求學生對實驗所涉及的量具和儀器的原理、操作要領和注意事項有較好的了解，開展實驗前需要考查學生掌握情況。

5結束語

①根據工程教育認證總目標，擬定了《互換性與技術測量》具體課程目標。②采用過程化評價模式，引入隨堂練習和階段性測驗等環節，突出學生的課堂主體角色，形成教學效果閉環調控動態過程。③加強實驗實踐環節，以及增設知識綜合運用的大作業環節，是提升學生實踐能力的一個有效手段。

參考文獻

[1] 高曉康，張珂.互換性與測量技術基礎[M].上海：上海科學技術出版社，2015：27.

[2] 毛璽，徐巧玉，蔡海潮.改革互換性與技術測量實驗教學 培養學生實踐能力[J].中國現代教育裝備，2012（5）：68-69.