以理論知識與工程實踐有機結合為導向的精度與測量課程改革

尹宜勇 劉景云 張偉杰

[摘 要]針對精度與測量課程中概念多、術語多、標準多、符號多，造成近機類學生學習興趣不高的問題。精選教學知識基本框架，優化教學案例，搭建在線教學平臺，把工程訓練和無碳小車中的精度設計問題融入office hour中，激發了學生對精度與測量課程的學習興趣，提高了學生的動手能力和工程實踐能力。

[關鍵詞]精度與測量;工程實踐;課程改革

[基金項目]2019—2020年度教育部產學合作協同育人項目“基于機器人運動學的技術培訓與課程建設”（201901059051）

[作者簡介]尹宜勇（1984—），男，山東汶上人，博士，講師，碩士生導師，主要從事振動理論及測試技術教學與研究。

[中圖分類號] TH16[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-02[收稿日期] 2020-05-25

精度與測量是高等院校機械類、近機類必修的一門實踐性很強的技術基礎課[1]（P10）。精度與測量的主要特點是概念多、術語多、標準多、符號多[2-3]，這樣就導致了“概念性知識”比較多。對大學生來說許多名詞都是初次聽說，感到抽象難懂，難以入門，這嚴重影響了學生學習的積極性和主動性。另外由于涉農院校近機類的精度與測量課程學時多為24個短學時，在短學時中把孔軸尺寸極限與配合、測量技術基礎、幾何公差與檢測、表面粗糙度與檢測四個核心內容中的大量“概念性知識”講授給學生，這將導致所學知識難度更大，進一步打擊了近機類學生學習的積極性和主動性，形成惡性循環。

針對上述現狀，為了讓涉農院校近機類學生能夠把這門技術基礎課學好，本教學團隊首先精選了教學知識基本框架，滿足了學生的知識需求。其次增加教學案例，把“概念性知識”轉化為“程序性知識”，增加教學內容的邏輯性。優化教學方法，結合工程訓練中的機械加工過程與學生進行交流互動，提高教學效果。最后把本科生科技創新項目中無碳小車的精度設計融入office hour中，使得理論知識與實踐有機結合，解決學生動手能力和工程實踐運用及創新能力不足的問題。通過上述課程改革激發了涉農高校近機類學生對精度與測量課程的學習興趣。

一、教學知識基本框架

近機類的學生應掌握有關國家標準的內容和原則，初步學會和掌握零件精度設計的內容和方法;能夠查用公差表格，并能正確標注圖樣;了解各種典型的測量方法，學會常用計量器具的使用及數據處理的方法。根據學生的知識需求，教學知識基本框架如下表所示。

二、優化教學實施方案

通過把抽象的教學內容灌輸給學生會造成教學質量不高，要增加同學們日常生活熟悉的案例讓同學對講授的內容產生興趣。由于每節課的授課時間為50分鐘，連續兩節課的講授內容大多數同學不能全部理解，需要后續的復習，可以把課程資源和講課視頻上傳到學校的教學平臺，讓學生在課后解決自己不懂的知識。

（一）優選教學案例

選擇日常生活和工程訓練中的相關精度設計案例，通過講授讓學生快速進入知識點。比如在大學校園中普遍存在的共享單車，如果某個零件損壞需要怎么更換，經過學生的討論后進入互換性概念的講解。發動機中活塞銷與活塞銷孔存在加工精度高、生產成本低的矛盾，解決這個矛盾需要理解不完全互換性的概念并應用到工程中去。工程訓練中的車、銑等加工過程中經常使用定制刀具加工孔，為了減少定制刀具的種類，一般情況下應優先選擇基孔制配合。冷拉鋼材外徑不用加工直接可以作為農業機械中一般軸類使用，這樣在配合種類中應選擇基軸制。通過日常生活和工程應用中存在的問題，引出知識點，構建整個知識系統，激發學生的興趣度。在課堂中鼓勵學生簡潔準確地表達自己的獨到見解，增加學生之間的討論環節，激發學生的參與感。

教師上課適當減少對PPT的依賴性，主動與學生進行交流互動。教師要在每章結束前對日常生活和工程應用中的問題結合知識點給予評價，對知識體系進行回憶總結，使得學生感性的認識和片段的思考轉變為系統的知識體系。最終把課程中的“概念性知識”轉化為“程序性知識”，使得教學概念清楚、重點內容突出、難點便于理解。

（二）搭建在線教學平臺

隨著互聯網技術的高速發展，“混合式教學”[4]在各個高校開始逐步實施，在線教學也越來越重要。

為了課程教學之前讓同學預習課堂講授內容，提前一周把PPT、重點難點內容、日常生活和工程應用的問題上傳學校的本科生在線教育綜合平臺，讓學生腦洞大開的在線上討論怎么才能解決日常生活和工程應用中的精度設計問題，在上課之前就把課堂內容傳遞給學生。為了讓同學及時復習，在課堂教學之后就把教學視頻、課題作業和作業答案上傳到本科生在線教育綜合平臺，對作業的提交時間進行限制，提交作業時間截止后作業答案就會公布，學生可以通過教學視頻反復學習沒有掌握的知識點，通過課題作業對重點難點內容進行消化吸收，提高教學質量。

為了在精度檢測實驗之前讓同學對計量器具有較好的認知，提前一周把實驗指導書和實驗報告書上傳學校的本科生在線教育綜合平臺。由傳統的實驗員演示操作改革為讓學生根據指導書自主探索實驗如何操作，讓學生掌握儀器的工作原理和讀數原理。增加了實驗板塊的趣味性和實踐性。最后學生把實驗報告書上傳本科生在線教育綜合平臺，便于文件的存檔和教師批改，節省了時間和紙張。

三、理論知識與工程實踐有機結合

通常的office hour是指授課教師在固定的時間段對學生的疑問進行解答。解答的問題多是作業和考試范圍等常規性疑問。經過office hour改革，增加科技創新項目和工程訓練中無碳小車圖紙中尺寸公差、幾何公差及表面粗糙度等相關技術要求的標注指導工作，解決學生動手能力和工程實踐能力不足的問題。比如無碳小車中車輪圓度的控制是決定小車高效穩定前行的重要因素，但是圓度要求不是越高越好，而是在滿足使用性能的條件下，盡量選擇低的精度等級，這樣才能在工程中獲得最佳的經濟效益，培養學生的工程意識。通過office hour的討論讓學生懂得不同的精度設計和檢測方案對產品的市場競爭力會造成巨大的影響，切實讓學生感覺到機械工程師需要在設計階段就要考慮產品零件的精度指標和制造成本。

四、結語

針對涉農院校近機類學生在精度與測量課程學習中存在的問題，精選了教學知識基本框架，優化了教學案例，搭建了在線教學平臺，把工程訓練和無碳小車中的精度設計問題在office hour中解答。通過一年的教學改革探索，激發了學生學習的興趣，提高了學生的動手能力和工程實踐能力。

參考文獻

[1]孔曉玲.公差與測量技術[M].北京：北京大學出版社，2009.

[2]張雷雨，李劍鋒，高亞楠.《公差與配合》課程教學方法探討[J].機電產品開發與創新，2018，31（2）：83-84.

[3]王翔，鄭高峰，李文望.新工科背景下《互換性與技術測量》教學模式改革研究[J].教育教學論壇，2019，（52）：122-124.

[4]吳彥春，胡業發，吳華春，宋春生，張錦光，程鑫.互換性課程混合式教學實踐的關鍵性問題研究[J].機械設計，2018，35（增2）： 380-382.

Abstract： There are many concepts， terms， standards and symbols in Accuracy and Measurement. This situation results in the low interest of near enginery students when they study this course. The teaching team selects the basic framework of teaching knowledge， optimizes teaching cases， and builds an online teaching platform. And the teaching team integrates the engineering training and accuracy design of carbon-free car into the office hour. These reforms stimulate students' interest in the course of Accuracy and Measurement， and improve their practical ability and engineering practice ability.

Key words： Accuracy and Measurement; engineering practice; curriculum reform