面向工程的《幾何精度設計與檢測》課程實驗教學設計

◆楊善國

(中國礦業大學機電工程學院)

面向工程的《幾何精度設計與檢測》課程實驗教學設計

◆楊善國

(中國礦業大學機電工程學院)

《幾何精度設計與檢測》是高等院校培養機械類專業人才的一門重要的技術基礎課。在反思《幾何精度設計與檢測》傳統實驗教學不足的基礎上，探討了面向工程實際的《幾何精度設計與檢測》實驗教學設計目標和實驗教學改革，以提高實驗教學成效。

幾何精度設計與檢測 教學改革 教學成效

《幾何精度設計與檢測》是高等院校培養機械類專業人才的一門與生產實際聯系緊密、重要的技術基礎課，是培養學生機械綜合設計能力、創新能力以及工程意識的主要課程。實驗教學作為其理論教學的實踐環節，在實現課程教學目標方面發揮著關鍵作用，是學生學習本課程而展開工程實踐的重要途徑。新形勢下高校課程教學改革的主要方面是面向工程實際，強化實踐教學環節，以滿足創新人才培養需要。

一、《幾何精度設計與檢測》實驗教學當前狀況

目前，《幾何精度設計與檢測》實驗教學過多依附于課堂理論教學，未能完全獨立，是理論教學的輔助。實驗教學設置主要目的促使學生加深理解理論知識以及驗證課堂所學的理論知識。多年來，我校為該課程所開設的工件內徑測量、導軌直線度誤差測量、零件表面粗糙度測量、齒輪徑向跳動(齒厚偏差/公法線長度/齒距偏差)測量等配套實驗項目都是驗證型實驗，僅僅針對本課程某一章節或某個知識點來設置，缺少綜合型、設計型實驗，知識面較窄，缺乏系統性，忽略了課程知識之間的內在邏輯關系，交互關聯性差，未構成完整的實驗體系。這種重理論、輕實踐的教學設計思想否定了實驗作為培養學生實踐能力的功能屬性。實驗被固化為統一模式，沒有因材施教，未能考慮學生個體差異，拘囿了學生自主思考及創造空間，既不能充分發揮學生的主觀能動性和創新性，又不能為學生自主學習提供寬廣的可選擇余地。這種實驗設置通常僅僅強調了實驗服務于課堂理論教學，而忽略了其重要價值。實驗教學的重要價值是服務于具有綜合素質與創新能力的人才培養，服務于學生個性發展。

二、《幾何精度設計與檢測》實驗教學設計目標

1.立足于學生工程實踐和動手能力培養。在《幾何精度設計與檢測》實驗這個重要實踐環節中，加強學生對機械零部件精度設計的工程實踐知識與使用操作實驗儀器設備的實際動手能力的培養，是對理論課程教學有益完善和補充。

2.立足于學生創新和綜合能力培養。學生創新及綜合設計能力培養是《幾何精度設計與檢測》課程教學改革根本目標，是教學改革核心，其貫穿于《幾何精度設計與檢測》課程教學各個環節。既要在理論教學課堂上培養學生創新意識和綜合運用有關知識進行機械零部件精度設計的意識，更要在實踐教學方面培養學生創新與綜合設計實際能力。

3.立足于運用現代技術解決工程實驗問題能力培養。現代機械設計中通常要通過實驗來驗證某設計模型原理上的可行性，又往往需要通過實驗來測量評價所設計新產品性能好壞，實驗技術手段會不斷地隨著科技的發展而更新、完善。所以，對于一個高素質的機械工程人員，必須具備運用現代技術來解決工程實際問題的能力。

4.立足于學生開展工程實驗的基本技能培養。學生應通過實驗，知曉各種不同實驗儀器裝備原理、使用和調試，掌握實驗系統構建的基本要求、方法。掌握這些基本技能，有利于學生運用現代技術解決工程實際問題能力的培養，有利于學生綜合素質與創新設計能力的提高，更為促進學生完成專業課程學習、實現專業人才培養目標奠定良好基礎。

三、面向工程實際的《幾何精度設計與檢測》實驗教學開展

1.整合傳統實驗項目。合理利用教學設備資源，可將目前所開設的工件內徑測量、導軌直線度誤差測量、零件表面粗糙度測量、齒輪徑向跳動(齒厚偏差/公法線長度/齒距偏差)測量等實驗項目遵照內容的近似性整合成幾個大組，再根據儀器設備臺套數分成若干小團隊，各個團隊的實驗任務彼此獨立，每個小團隊4～5人，確保每位學生親自動手做實驗。實驗任務確定后，各團隊分工協作，各司其職，人人參與其中。

2.增設綜合型、設計型實驗項目。設置“齒輪軸綜合測量”實驗，所提供的齒輪軸零件圖紙上標注有尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度輪廓等幾何量參數、技術要求以及軸齒輪參數表，讓學生設計實驗過程，通過測量諸多項目來判斷該齒輪軸合格性。學生完成該復雜的齒輪軸綜合測量后，能較好地掌握諸多公差技術概念，極大地鍛煉學生綜合能力。

3.賦予學生更多自主權。可以籌措資金在實驗室添置一些微型精密機床，為學生提供科技制作場所，完成從機械產品設計到加工全過程，更好地培養學生創新、設計與工程實踐能力。要建立比較科學的關于學生實驗結果的評價制度，加強實驗過程考核，不能以實驗報告作為評定學生實驗成績的唯一根據，要采取報告與答辯相結合的多元化方式進行評價，注重考核學生的實驗態度與實驗技能。指導教師要詳細記錄學生每個單項實驗中的實驗預習、實驗實施、實驗方案、實驗報告等情況，綜合考慮來確定學生實驗總成績。

四、結束語

與傳統實驗模式相比，開展面向工程實際的《幾何精度設計與檢測》實驗教學會對教師、學生、儀器裝備、管理制度均提出了新要求，會極大增加實驗教學組織者工作量。通過科學設置實驗項目，合理安排實驗教學，將在全面培養學生的實驗技能、綜合分析和解決問題能力，促使學生具備創新精神和實踐能力等方面產生積極作用。

[1]楊善國.《幾何精度設計與檢測》課程交互式教學探析.中國校外教育，2013，(01)：105

[2]楊善國.提高《幾何精度設計與檢測》課程教學實效之我見.中國科教創新導刊，2013，(07):108+110.

[3]楊修德，楊善國.關于改進《幾何精度設計與檢測》實驗教學的幾點思考.課程教育研究，2014，(12)：250-251.

[4]楊善國.《幾何精度設計與檢測》緒論課的“講”與“問”.中國校外教育，2014，(12)：120.