面向工程的《幾何精度設(shè)計與檢測》課程實驗教學(xué)設(shè)計

◆楊善國

(中國礦業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院)

面向工程的《幾何精度設(shè)計與檢測》課程實驗教學(xué)設(shè)計

◆楊善國

(中國礦業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院)

《幾何精度設(shè)計與檢測》是高等院校培養(yǎng)機械類專業(yè)人才的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。在反思《幾何精度設(shè)計與檢測》傳統(tǒng)實驗教學(xué)不足的基礎(chǔ)上，探討了面向工程實際的《幾何精度設(shè)計與檢測》實驗教學(xué)設(shè)計目標(biāo)和實驗教學(xué)改革，以提高實驗教學(xué)成效。

幾何精度設(shè)計與檢測 教學(xué)改革 教學(xué)成效

《幾何精度設(shè)計與檢測》是高等院校培養(yǎng)機械類專業(yè)人才的一門與生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密、重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)學(xué)生機械綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力以及工程意識的主要課程。實驗教學(xué)作為其理論教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)，在實現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)改革的主要方面是面向工程實際，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要。

一、《幾何精度設(shè)計與檢測》實驗教學(xué)當(dāng)前狀況

目前，《幾何精度設(shè)計與檢測》實驗教學(xué)過多依附于課堂理論教學(xué)，未能完全獨立，是理論教學(xué)的輔助。實驗教學(xué)設(shè)置主要目的促使學(xué)生加深理解理論知識以及驗證課堂所學(xué)的理論知識。多年來，我校為該課程所開設(shè)的工件內(nèi)徑測量、導(dǎo)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(jié)或某個知識點來設(shè)置，缺少綜合型、設(shè)計型實驗，知識面較窄，缺乏系統(tǒng)性，忽略了課程知識之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，交互關(guān)聯(lián)性差，未構(gòu)成完整的實驗體系。這種重理論、輕實踐的教學(xué)設(shè)計思想否定了實驗作為培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的功能屬性。實驗被固化為統(tǒng)一模式，沒有因材施教，未能考慮學(xué)生個體差異，拘囿了學(xué)生自主思考及創(chuàng)造空間，既不能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新性，又不能為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供寬廣的可選擇余地。這種實驗設(shè)置通常僅僅強調(diào)了實驗服務(wù)于課堂理論教學(xué)，而忽略了其重要價值。實驗教學(xué)的重要價值是服務(wù)于具有綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)，服務(wù)于學(xué)生個性發(fā)展。

二、《幾何精度設(shè)計與檢測》實驗教學(xué)設(shè)計目標(biāo)

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

2.立足于學(xué)生創(chuàng)新和綜合能力培養(yǎng)。學(xué)生創(chuàng)新及綜合設(shè)計能力培養(yǎng)是《幾何精度設(shè)計與檢測》課程教學(xué)改革根本目標(biāo)，是教學(xué)改革核心，其貫穿于《幾何精度設(shè)計與檢測》課程教學(xué)各個環(huán)節(jié)。既要在理論教學(xué)課堂上培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和綜合運用有關(guān)知識進行機械零部件精度設(shè)計的意識，更要在實踐教學(xué)方面培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與綜合設(shè)計實際能力。

3.立足于運用現(xiàn)代技術(shù)解決工程實驗問題能力培養(yǎng)。現(xiàn)代機械設(shè)計中通常要通過實驗來驗證某設(shè)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(shè)計新產(chǎn)品性能好壞，實驗技術(shù)手段會不斷地隨著科技的發(fā)展而更新、完善。所以，對于一個高素質(zhì)的機械工程人員，必須具備運用現(xiàn)代技術(shù)來解決工程實際問題的能力。

4.立足于學(xué)生開展工程實驗的基本技能培養(yǎng)。學(xué)生應(yīng)通過實驗，知曉各種不同實驗儀器裝備原理、使用和調(diào)試，掌握實驗系統(tǒng)構(gòu)建的基本要求、方法。掌握這些基本技能，有利于學(xué)生運用現(xiàn)代技術(shù)解決工程實際問題能力的培養(yǎng)，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新設(shè)計能力的提高，更為促進學(xué)生完成專業(yè)課程學(xué)習(xí)、實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)奠定良好基礎(chǔ)。

三、面向工程實際的《幾何精度設(shè)計與檢測》實驗教學(xué)開展

1.整合傳統(tǒng)實驗項目。合理利用教學(xué)設(shè)備資源，可將目前所開設(shè)的工件內(nèi)徑測量、導(dǎo)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(nèi)容的近似性整合成幾個大組，再根據(jù)儀器設(shè)備臺套數(shù)分成若干小團隊，各個團隊的實驗任務(wù)彼此獨立，每個小團隊4～5人，確保每位學(xué)生親自動手做實驗。實驗任務(wù)確定后，各團隊分工協(xié)作，各司其職，人人參與其中。

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

3.賦予學(xué)生更多自主權(quán)。可以籌措資金在實驗室添置一些微型精密機床，為學(xué)生提供科技制作場所，完成從機械產(chǎn)品設(shè)計到加工全過程，更好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、設(shè)計與工程實踐能力。要建立比較科學(xué)的關(guān)于學(xué)生實驗結(jié)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(xué)生實驗成績的唯一根據(jù)，要采取報告與答辯相結(jié)合的多元化方式進行評價，注重考核學(xué)生的實驗態(tài)度與實驗技能。指導(dǎo)教師要詳細(xì)記錄學(xué)生每個單項實驗中的實驗預(yù)習(xí)、實驗實施、實驗方案、實驗報告等情況，綜合考慮來確定學(xué)生實驗總成績。

四、結(jié)束語

與傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ较啾龋_展面向工程實際的《幾何精度設(shè)計與檢測》實驗教學(xué)會對教師、學(xué)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(xué)組織者工作量。通過科學(xué)設(shè)置實驗項目，合理安排實驗教學(xué)，將在全面培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能、綜合分析和解決問題能力，促使學(xué)生具備創(chuàng)新精神和實踐能力等方面產(chǎn)生積極作用。

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

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

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

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