面向應用型本科教育的機械精度教學體系探究

張起勛 趙宏偉 張忠元 閆振華 陳炳錕

摘 要 機械精度教學在高校普遍存在教學內容繁多、忽略專業差異、實驗教學不合理等問題，導致學生難以掌握必備的知識與測量技能。改革機械精度教學體系，應以培養應用型本科人才的機械精度課程為理念，根據學時少的特點提煉教學內容，采用多媒體技術與板書相結合方法優化教學過程，合理設計教學任務，并實現“理實一體化”教學。

關鍵詞 應用型本科教育;機械精度教學;教學體系;多媒體技術

中圖分類號 G648.4 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2015）23-0042-03

機械精度課程是機械類專業的基礎性課程，其內容與生產實踐緊密相連，學習的瓶頸是絕大多數學生缺乏工程意識。因此，應積極探索行之有效的教學方式，即采用小班教學實驗的研究方法，對機械精度課程進行教學體系改革，以求培養學生工程意識，提高思維能力，使學生在理解機械精度相關知識的基礎上，熟練掌握零件技術測量的實踐技能。

一、提煉教學內容

教學內容是教與學相互作用過程中有意傳遞的主要信息，也是教師傳授給學生知識和技能的總和。教學內容需要教師認真分析，并合理提煉和組織單元教學內容以及合理安排單元教學內容的呈現[1]。機械精度課程是機械類專業的基礎性課程，以培養學生實際工程機械精度設計應用能力為主要教學目標，應充分考慮課程理論學時“少”的特點，根據該課程教學的重難點，精選與提煉教學內容。如刪減與實際應用不符的設計計算內容，刪減過于晦澀難懂與繁瑣的計算與理論推導等內容，充分重視公差標注、技術測量等知識，使學生在有限學時內掌握查表和測量的應用技能。具體操作流程如下：

一是緒論部分應重點突出機械精度課程的重要性。以標準化、互換性等概念講解為主，并配合減速器等實例講解，使學生掌握機械精度設計的原則及其在產品設計中的重要意義，引起學生對該門課程的高度重視，提高學生學習主動性。

二是尺寸精度和幾何精度部分應重點講解公差相關知識。在教學中，對于典型機械零部件精度設計，應著重凸顯獨立原則和相關要求的選擇。

三是結合課程學時情況與教學目標進行合理刪減。對圓錐結合互換性等知識進行合理刪減，突出教學的應用性;同時，增加“齒輪、滾動軸承”等較為典型的機械零件精度設計實例。如在齒輪的精度設計中，以工程應用實例為載體，使學生通過在結合實例求解的過程中，深化對尺寸偏差知識的了解，提高知識的應用能力。

二、教學任務優化設計

首先，為了培養學生思維能力，教師應依據教學內容設計教學任務。要求學生在一段學習時間內，通過CATIA自行設計完成孔軸配合模塊的設計，根據學生的要求設計間隙配合、過渡配合或者過盈配合，通過運動學仿真觀察其結果是否真確。教師應根據尺寸精度設計學習內容，將孔軸配合部分設計成一個大作業，將其中涉及的標準公差等級、基本偏差系列等內容設計為多個學習任務，為此為學生編制明確的教學任務。

其次，依據機械精度課程類比方法要點設計教學任務。以學生自學為主的原則，對于尺寸精度設計、幾何精度設計以及表面精度設計要精講，以學生自學并結合工程實例，讓學生掌握不同領域的機械精度設計知識。

第三，依據不同專業的學生設計教學任務。教師在設計教學任務時，應將機械精度課程內容與不同專業的學生特點相結合，例如，包裝機械專業、汽車專業、農業機械專業與工程機械專業等在實際的機械精度設計過程中是不同的。教師要根據不同專業分層次進行機械精度設計的教學任務，并留給學生創新的空間;根據不同專業進行教學任務順序的調整，做到機械精度的知識內容在不同專業的主次之分。

最后，教師應考慮教學任務的趣味性，從而激發學生學習機械精度課程的內動力，增強學生公差學習的主動性，營造濃厚的學習氛圍，使學生有效地完成教學任務[2]。

三、多種方法教學結合

由于機械精度課程教學僅30學時，要在有限的學時條件下完成教學任務與目標，課堂輔助教學時間應盡可能少，且能在較少的教學輔助時間內高效完成教學內容的傳達。而板書教學這一常規的輔助教學方式不僅占用大量學時，同時教學效果也不理想，無法適應有限學時條件下的機械精度課程的教學要求。因此，在教學實踐中，教師應充分重視多媒體輔助教學技術，彌補板書教學方式的“費時長、效率低、抽象枯燥”等缺陷，生動直觀地展示機械精度課程學習過程中比較抽象的概念，從而使抽象的知識更加形象化與具體化，提高教學效率。例如，在“公差帶”的相關知識的教學實踐中，教師可充分發揮多媒體技術優勢，將公差帶的大小、位置以及形狀等相關知識制作成Flash動畫，對不同幾何公差項目、多種條件下公差帶形狀差異等抽象知識進行形象演示。

教師要發揮多媒體技術“圖、文、聲、像”并茂的優勢，對公差帶的相關知識進行形象展示，集中學生注意力，展開理解教學。在教學實踐中，結合具體的教學內容，適當運用“視頻教學”，也會起到優化教學的作用。例如，在“齒輪精度設計”的教學實踐中，學生對滾齒加工過程產生幾何偏差缺乏全面的了解，針對這類情況，教師可借助多媒體技術，在討論分析之前，播放滾齒加工產生幾何偏差的視頻，會收到意想不到的教學效果。

應積極探尋多媒體教學與板書教學兩者間的對接與平衡點，充分結合兩種教學方式。雖然運用多媒體技術開展機械精度課程教學優勢突出，但要充分認識到多媒體技術的“輔助教學”的作用，不能宣賓奪主。講解圖表以及抽象知識，可充分運用多媒體技術進行教學內容演示;在講解相應的重點知識，可采用板書教學形式，使學生更好地理解教學重難點知識。在減少課堂輔助教學時間的同時，全面提升課堂教學效率。

在教學實踐中，還應充分發揮網絡教學優勢。建立專門的課程網站，整合課程的教案、試題與習題以及教學視頻、課件等各類教學資源，使學生從課堂筆記工作中解放出來，有更多時間補充“產品幾何量技術規范標準”等知識，使學生在學時限制下，掌握更多機械精度設計知識。

四、實現“理實一體化”教學

機械精度課程是一門實踐性與理論性兼具的課程，在有限學時內，實驗教學占用6學時。因此，在教學實踐中，應充分重視實驗課程的教學，創新實驗教學方式，提升實驗教學質量，將實驗課與理論課融為一體，實現理實一體化教學，提高實驗教學的有效性[3]。

（一）先進實驗儀器與設備是開展高效實驗教學的基本保障

目前，各大院校實驗室的設備種類齊全，但多數設備較為陳舊，基于此，各校可從學校實際出發，組織校內的資深的教師隊伍或請相關專家對實驗室的儀器設備實施技術改造，同時積極引入新型號的測量儀器，全面提升實驗教學的質量。例如，在幾何精度實驗課程中，則可引入三坐標測量儀[4]，對零件測量平面度、圓度、同軸度等幾何誤差，從而使計算機自動完成輸入測量數據檢測、誤差評定、誤差曲線圖示化并自動打印測量結果，實現測量過程的自動化，以激發學生學習熱情，拓展學生思路，全面提升實驗教學質量[5]。

（二）激發興趣，組織學生親自動手實驗

實驗課程是教學的重要環節之一。在傳統的實驗教學中，各大院校考慮到儀器價格昂貴、使用壽命有限等因素，往往是教師進行演示實驗，而不允許學生親自動手做實驗，導致許多學生在上完實驗課之后不明白儀器的使用原理，甚至記不住儀器的操作步驟，降低學生上實驗課的興趣。實踐證明，組織學生親自動手實驗可在一定程度上改善這一狀況。為激發學生興趣，方便教師指導每次實驗限定人數4～6人，在教師的指導下每個學生親自動手做實驗。為激發學生操作的熱情，需從專業角度挖掘幾個與實驗教學相關的問題，在學生操作的過程中進行思考，最終在實驗結束時教師給出相應答案，要求學生記錄在實驗報告中。親自動手做實驗不僅有利于增強學生對實驗儀器整體認識，而且更能加深對實驗工作重要性的理解。例如，吉林大學機械精度實驗課程，分組進行實驗，一次實驗課排6人次，第一學時實驗教師進行教學與演示，第二學時學生親自動手操作，讓學生真正明白操作步驟以及儀器的使用范圍，更好的實現“理實一體化”教學。

（三）加強教師與學生的交流，讓學生能參加實驗教學的改革

實驗教學改革不能忽視學生的意見與建議，應深度加強師生交流。通常在課程過半之后進行，根據各個專業學生進行調查問卷設計，包括學生對整體實驗教學效果的評價。問卷內容要包括一部分細化問題。例如，實驗課教學方式、對實驗課程的興趣、學生親自做實驗的整體感覺等問題。實驗教學實踐表明，學生對師生之間的這種方式交流非常重視，提出了寶貴的建議，優化了實驗教學方法，全面提升了實驗教學有效性。

參 考 文 獻

[1]卓建華.機電專業理實一體化教學中學習任務的設計與實施[J].職業技術教育，2014（35）：55-57.

[2]董曉英.應用型本科教育課程教學模式研究個案——《工程圖學》[J].職業技術教育，2004（4）：47-49.

[3]張艷貞，張靜，常平，等. 應用型本科生物化學實驗教學體系改革探索[J].職業技術教育，2014（35）：58-60.

[4]張起勛，趙宏偉，張忠元，邵承會，等. 基于有限學時的機械精度實驗課研究[J].吉林省教育學院學報，2014（8）：56-57.

[5]張起勛，趙宏偉，張忠元，邵承會. 淺談大學工科專業基礎課教學與實踐[J]長春理工大學學報：社會科學版，2013（6）：189-191.

Exploration on Mechanical Precision Teaching System of Applied Undergraduate Education

Zhang Qixun，Zhao Hongwei，Zhang Zhongyuan，Yan Zhenhua，Chen Bingkun

Abstract ?The teaching of mechanical precision in higher education institutions ?has the problems of teaching content range，ignoring professional differences，experimental teaching unreasonable，which resulted in that students are difficult to master the necessary knowledge and measuring skills. Reforming mechanical precision teaching system should regard mechanical precision courses for cultivating application-oriented talents as the idea，refine teaching content ?according to the characteristics of hours less，optimize teaching process by using the method of combing multimedia technologies with writing on the blackboard，design rationally teaching tasks， and achieve the “theory-practice integrated”teaching.

Key words ?applied undergraduate education; mechanical precision teaching; teaching system; multimedia technology

Author ?Zhang Qixun，lecturer of Mechanic Science and Engineering College of Jilin University （Changchun 130025）; Zhao Hongwei，Mechanic Science and Engineering College of Jilin University; Zhang Zhongyuan，Automobile Engineering College of ?Jilin University; Yan Zhenhua，Mechanic Science and Engineering College of Jilin University; Chen Bingkun， Mechanic Science and Engineering College of Jilin University