基于工程實例的形位公差教學模式探索★

王晶晶，史國屏，楊 剛，王 堅

（貴州航空職業技術學院，貴州 貴陽 550009）

引言

《互換性與測量技術》是高職高專院校機械類和近機類專業中一門非常重要的專業基礎理論課程，也是專業實踐性較強的技能課程，它具有“定義多、符號多、公式多、表格多、經驗多”的特點。該課程主要包含尺寸公差、形位公差（幾何公差）、表面粗糙度、誤差檢測等內容，為機械制圖、金屬材料和機械設計、機械制造提供了課程內容的緊密連接。形位公差作為本課程的教學重點，內容抽象性強、規范性強，而在課堂中往往比較注重對理論知識的講解，實踐性內容較少，使學生知其然不知其所以然，因此本文特提出一種基于工程實例的項目式教學模式，以提高學生理論聯系實際的能力[1]。

1 形位公差教學存在的問題

形位公差包括形狀公差和位置公差，是表示零件的形狀和其相互間位置的精度要求。它是評定產品質量、保證零件裝配互換性的一項技術指標[2]。國家標準將形位公差分為14個項目：形狀公差4項（直線度、平面度、圓度、圓柱度），方向公差3項（平行度、垂直度、傾斜度），位置公差3項（位置度、同軸（心）度、對稱度），形狀公差、方向公差或位置公差2項（線輪廓度、面輪廓度），跳動公差2項（圓跳動、全跳動）。形位公差的教學內容包含幾何誤差和幾何公差、識讀和標注、公差原則及公差的選擇等，在此內容的授課過程中，教師往往采用灌輸式的教學方式，對概念、定義、符號和術語等理論內容進行講解，學生“背書式”吸收，缺乏思考，更不理解其“為何用，何時用，如何用”，教學效果不理想。另外，高職學校往往將本門課程安排在第一個學年，而第一個學年又沒有工程實踐的安排，等到第三個學年進行課程設計或者畢業設計時學生對“硬記”的知識點變得模糊，使得設計過程困難重重，無從下手。

2 “五位一體”教學模式

為了提高學生的工程實踐能力，首先對課程內容進行了重新構建，將工程實例融入課程體系中。在整門課程中，將課程體系劃分為緒論與互換性基礎知識、幾何量測量與檢測基礎、三項精度設計、典型零件配合與檢測四部分，在緒論中增設具體工程實例介紹，并將該工程實例融入各個章節，讓課程教學建立在學生了解工程實例的基礎上，使學生邊學知識邊學會如何在工程實例中應用，從而使學生從實踐中了解互換性課程的作用及影響。

在形位公差的教學中，由于特征項目與符號較多，學生對知識的記憶和標注相對容易，但如何正確標注卻缺少工程經驗，因此在教學過程中可以使用工程實例，并引入章節知識點，形成“講做結合”的教學形式，引導學生“學中做，做中學”，從而提高學生將理論應用于工程實踐的能力。在教學實施過程中，采用“知識體系+創新能力+任務驅動+實踐能力+資源共享”五位一體的教學模式，具體方法與手段如下：

2.1 知識體系

重構知識結構體系，加強課程建設，使課程設置貼近工程實際。結合課程特點與項目實際，重新構建課程知識結構體系，在緒論中以具體工程實例為項目背景，使學生明確課程在機械行業中的地位和作用，加深學生對課程的重視程度并有目的和有針對性地開展學習和實踐。

2.2 創新能力

科研教學相輔相成，提高學生科研創新能力和大國工匠精神。采取課堂教學與課外工程創新活動相結合的方式，例如可以航空產業為例，介紹行業相關知識、發展動態，拓寬學生知識面，厚植學生航空報國情懷。以科研課題工程實例為背景，以創新活動為推動力，激發學生學習興趣和學習主動性。

2.3 任務驅動

團隊合作，項目任務驅動，提高學生對知識的掌握程度。采用“講做結合”的形式開展課堂教學，教師講授知識點后，將知識點融入項目任務中，學生團隊合作，通過完成任務單布置任務吸收課程知識要點，提高學生職業素養，培養學生嚴謹細實、精益求精的良好習慣，提高學生實踐應用能力。

2.4 實踐能力

企業或大師工作室呈現工程環境，將理論與實踐相結合，提高學生應用能力。增設實踐項目，在教學各個環節，強化理論與實踐的結合，突出精度設計的重要性，將精度設計理論與方法應用于工程案例中，提升學生職業素養。

2.5 資源共享

積極搜尋教學資源，集成應用多種教學手段，有效提高學生學習效果。搜集各類網絡教學資源和實踐教學資料，有效利用專業教學平臺，采取多種教學方式，充分運用現代化信息技術，實現優質教學資源共享，為學生提供良好的課前、課后學習環境。

3 基于某工程實例的形位公差教學

教學實施基本環節分為課前、課中、課后，以“課前三步學+課中五步學+課后拓展學”的形式組織教學。

3.1 課前“三步學”

1）線上自學：教師通過學習平臺、QQ群等發布學習通知，學生自主安排學習地點、學習方式及學習時間，在規定的時間內觀看知識點視頻及資料。可以在此部分加入工程案例原理、結構介紹等內容，為學生后續知識的學習打下基礎。

2）成果測驗：學生完成學習平臺在線學習后，進行課前測驗，教師根據測驗結果了解學生學習情況。

3）問題反饋：學生結合自主學習情況，總結學習成果，在線上向教師反饋疑點、難點，教師通過歸納總結找出學生學習薄弱環節，抓住教學重點，及時為學生答疑解惑。

3.2 課中“五步學”

1）課程導入：通過微視頻、學習視頻、項目圖紙或三維模型等方式導入教學情境。在進行形位公差教學時，向學生展現三維模型，借助模型立體感強的特點進行講解，增強學生直觀感受；教師在講解零件的幾何要素時，畫出構成零件幾何特征的點、線、面，使學生理解幾何特征，激發學生學習興趣，加深學生對理論知識的理解。

2）問題分析：針對學生課前測驗結果和提出的問題、疑點、難點，幫助學生進行分析梳理，并將整理歸納的知識點加以闡述和說明。

3）講解剖析：結合課程重難點內容，由淺入深、層層深入進行講授，使學生循序漸進吸收理論知識。

4）階段任務：將知識要點融入項目任務中，學生在對項目和基本理論有了一定了解后，教師就可以以“任務單”的形式考查學生的學習成效。可以通過對工程實例的了解使學生深入領會形位公差項目的選擇、參數設定、基準選擇及練習規范標注，一舉多得。使學生通過完成階段任務提高對知識的掌握程度，同時提高學生將理論應用于實踐的能力。

5）分享評價：各小組進行自評，派學生代表分享完成項目任務過程中的優勢、不足，教師對學生的任務完成情況進行點評。

在教學實施過程中，可以采用“任務驅動教學法”“合作學習教學法”“理實一體化教學法”等多種教學方法。“任務驅動教學法”遵循以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念，開展探究式學習，使學生處于積極的學習狀態并能夠運用共有的知識和自己特有的經驗提出方案、解決問題。“合作學習教學法”以合作學習的教學形式，把學生分成若干個學習小組，使學生在小組中共同完成教師分配的任務，培養學生團結合作的團隊意識和團隊精神。“理實一體化教學法”打破理論課、實訓課和專題課的界限，以特定項目為載體，將課程的理論教學和實踐教學融為一體，師生雙方邊教、邊學、邊做，理論和實訓交替進行，理中有實，實中有理，充分調動和激發學生的學習興趣。

3.3 課后拓展學

1）拓展任務：結合本課程依托項目完成課后拓展任務，學生以小組任務互換等形式對學習重點進行充分鞏固，為后續項目實施做好鋪墊。

2）互動交流：通過學習平臺、微信群、QQ群等實現師生交流、生生交流，通過溝通交流實現教學支持和答疑解惑。

4 多元化教學評價

教學實施過程中開展以學生為本的多元評價方法，將“知識技能+職業素養+項目實踐+自學能力+綜合素質”等納入評價內容中，用學生學習過程評價、學生自評、學生互評、教師評價等多種方法進行多元評價[3]，實現全過程、全階段跟蹤的評價，激發學生學習熱情，培養學生自主學習能力，提高教學質量。

5 結語

在《互換性與測量技術基礎》課程教學中特別是形位公差教學改革中，教師需要合理重構教學內容，將工程實例融入課堂教學，增強學生學習主動性和積極性，有效發揮工程實例的項目教學方法，以任務驅動的形式提高學生將理論應用于實踐的能力，采用多元化教學評價方式，促進教學質量的全面提升。