提高互換性與測量技術課程教學效果的體會

◎魏常武

提高互換性與測量技術課程教學效果的體會

◎魏常武

互換性與測量技術是機械專業一門重要的技術基礎課，針對如何提高這門課程教學效果，從提高學生學習積極性、精心組織教學內容和采用合適的教學方法、注重利用多媒體技術教學和重視實踐教學等多個方面進行了闡述。

互換性與測量技術是機械專業一門重要的技術基礎課，它是聯系機械設計課程與機械制造課程的紐帶。這門課有名詞術語多、符號多、公式多、標準多、圖表多、涉及知識面廣的特點，其理論性和實踐性都很強，因此課堂教學相對枯燥，學生學習興趣不高，教學效果往往不理想。如何提高互換性與測量技術課程的教學效果，筆者有以下幾點體會。

強調課程的重要性，激發學生學習積極性

學生學習一門課程的效果與他們對課程的重視程度有很大關系。在第一次講授緒論課中，要介紹互換性與測量技術課程研究內容，從而讓學生明白這門課在專業中地位和作用，從思想上重視起來，提高學習的積極性和主動性。緒論介紹本課程的主要研究對象以及關于互換性、公差、標準以及優先數系和優先數等一些概念。磨刀不誤砍柴工，在介紹這些內容之前，先說明本課程在機械專業的課程體系中作用和地位，以引起同學的對其重視。作為未來的工程技術人員，在今后的工作中會接觸到各種零件的圖紙。對于圖紙上技術要求，要能明白其含義。作為設計人員，要能正確地給出圖紙上的技術要求。這里的技術要求指的主要就是標在圖紙上的尺寸公差和形狀位置公差以及零件加工表面的粗糙度，如圖1所示。設計人員設計完產品，以圖樣的形式表示出來，機械制造廠根據圖紙加工零件，然后組裝成機器。在制造的過程中，就有加工精度。從產品的使用性能和壽命來說，當然是加工精度越高越好，但是隨著加工精度提高，加工成本會上升，如圖2所示。從圖2可以看出，加工精度和加工成本是一對矛盾，如何合理解決這個矛盾，在加工精度和加工成本之間找到合適的平衡點，就有賴于設計人員在設計時候，對零件提出合理的尺寸公差和形狀位置公差以及合適的表面粗糙度。而如何提出合理的公差，正是互換性與測量技術課要研究解決的問題。互換性與測量技術課把機械設計課程和后續的機械制造課程聯系起來。

現代工業生產，是各個生產單位分工協作。一部機器的各個零件可能來自不同的企業，最后把這些零件集中在某個工廠組裝起來，成為一部完整的機器。生產的分工能使各個企業集中優勢資源，提高生產效率，降低生產成本，提高產品質量。要進行分工協作，就需要生產的零部件具有互換性，而要實現互換性就必須把零件的幾何參數控制在一定的范圍內，即給定的公差范圍內。這正是互換性與測量技術課所要研究問題。這門課不僅為后續課程學習打下基礎，而且在今后的課程設計以及畢業設計中也會用到。不管是從后續的課程學習角度，還是今后從事相關職業角度，都需要學好互換性與測量技術這門課。學是為了用，讓學生認識到這門課程不僅在今后學習中有用，對今后的工作也有用，自然就會重視起來，就有了積極學習的動力，就愿意付出辛勤的汗水去學習它。有了正確認識，課堂上就會專心聽講，課后作業也會認真去完成，這些都為學好互換性與測量技術課的基礎。

多媒體教學為主，輔以必要的板書教學

互換性與測量技術課內容多，課時少，而且其中需要圖示的地方比較多，這個特點決定了這門課適合多媒體教學。多媒體教學可以將一些復雜的機械結構、配合關系、器件表面微觀形貌、機械零件工作實際狀態等清晰地演示出來，多媒體教學可以節約大量的板書時間，鼠標一點需要講解的內容就出現在屏幕上。但在實際教學中，多媒體教學要注意幾個方面：1）ppt每一頁展現文字不能太多，文字要簡潔。像那種整頁大段文字的ppt，容易讓學生抓不住重點，而且會產生視覺疲勞。2）ppt的每頁內容不要一次展現出來，要設置不同播放動作。這是讓學生有時間思考展現的內容，能理解消化展現的教學內容。3）多媒體播放時候要把握好節奏。根據展現的內容難易程度，控制好播放節奏。這一點對教師來說尤其值得注意的。由于不需要在黑板上書寫，節約了時間，但同時對學生來說，就減少了思考的時間，學生在同樣的時間內，需要接受更多的信息。如果節奏把握不好，ppt內容切換過快，容易導致學生對教學內容理解困難，反而影響教學效果。多媒體播放的內容配合著教師的講解，從語言（聲音）和文字（視覺）兩個方面幫學生更好的掌握教學內容。4）在多媒體課件的制作上，精心設計內容，要真正做到是多媒體。課件內容不僅有文

字，還需要圖片、動畫和一些視頻。圖表和動畫更能在表達內容上讓觀者更一目了然，所以要盡可能用圖表和動畫代替大段文字。在文字的設計方面，要考慮觀看者的視覺效果。比如有的課件，顏色過于豐富，文字和背景搭配不合適，影響觀看效果。

黑板板書的傳統教學手段也有其固有的優勢, 它便于學生跟蹤知識的推演過程，有利于思維的連續性及其與教學進度的同步性。如在講解孔軸配合時公差選擇例題的過程中，傳統板書更有助于學生理解計算推理的過程。因此，針對互換性與測量技術課程的特點，宜采用多媒體教學與傳統黑板教學相結合的教學手段，從而提高教學效果。

精心組織教學內容和設計教學方法

互換性與測量技術課理論課只有32學時，相對學時數來說教學內容偏多，作為教學的主導者，教師應該精心備課，精心設計教學內容，尤其是對講課內容的重點和難點的把握。對重點和難點內容要精講，要講透，做到不留“夾生飯”。在有限的課時里，若想面面俱到，貪多求細，教學效果反而不好。故而對一些非重點、容易懂的內容可以少講，或者略過，讓學生自學。根據該課程的基本教學要求和特點，結合學時的安排，從教材的整體內容出發，有側重地進行取舍，篩選出學生必須掌握的基本教學內容。例如教材第2章“極限與配合”、第 3 章“幾何公差及檢測”、第4 章“表面粗糙度及其檢測”為本課程的基礎理論部分，也是本課程重點內容，要進行精講。對后面第五、六、七、八、九、十章，有的章節可以不講，有的有選擇的講。教學方法可以根據教學內容設計，比如對緒論，采用問題教學法和啟發式教學法，從問題入手，引起學生興趣，逐步過渡到概念、定義。比如互換性定義，從日常生活常見的現象入手。家里燈泡壞了，買一個新燈泡上；自行車螺絲掉了，買一個螺絲換上。從這些現象引入互換性概念。接著可以提問，兩個產品（零件）具備什么樣條件，才可以互換，即具有互換性。答案就是兩個產品盡可能相同（相似），很自然引入誤差和公差概念。接著可以再提問，如何保證產品或零件具有互換性，從而又引進標準和標準化概念。這樣一環套一環，帶著問題逐漸深入，學生容易理清楚概念間的關系。而對于學生容易混淆的概念，可以采用比較法教學。比如在講解偏差和公差，偏差是代數量，有正負，表示偏離公稱尺寸的程度。公差是絕對值，是尺寸變動范圍。上下偏差的代數差等于公差。偏差影響配合性質，公差影響配合精度，反映加工難易程度。通過比較，讓學生知道這兩個概念的區別和內在聯系，從而加深對其理解和掌握。又比如對于“幾何公差及檢測”一章，可以采用目標教學法。在教學開始之前，發給學生兩個題目，一個是形狀位置公差的標注，一個形狀位置公差標注的改錯，告訴學生上完本章要能夠解決這兩個問題。這樣，學生學習就帶有很強的解決問題的目的性，學習目標明確，學習積極性高。

重視課堂外的學習，培養學生自學能力

學習過程除了課堂聽課，還要有課前預習和課后復習。課前預習是學生汲取知識的起點，是提高教學效果的一個關鍵環節，也是互換性與測量技術課教學的有機組成部分。學生一般是通讀老師將要講授的內容，找出教材中自己認為的重點及難點，對所要學習的內容有個總體上的了解和熟悉，學生可以試著做做課后的練習等。有參考資料的話，也可以在課前翻閱一下，幫助熟悉課堂所要學習的知識，以便在老師講授重點、難點時能使自己思路跟得上。預習可以使學生做好課前的知識準備和心理準備，有的放矢地去聽課，抓住重點，搞清楚自己預習時候遇到的困惑。為了督促學生預習，教師提前可以預留兩到三個問題，以便下次上課之前檢查預習效果。簡言之，預習就是上課前的自主學習，也是教師在上課前，學生先獨立地學習新課內容，使自己對新課有初步的理解和掌握的過程。通過預習，學生逐漸培養自己獨立學習能力，為今后進入社會終身學習的做準備。互換性與測量技術課時少，每堂課講授的內容多，學生為了鞏固所學內容，課后還需要及時復習，完成一定量的作業。課堂外學習，不僅可以提高課堂學習效果，還是培養學生自學能力的重要途徑，因此要給于足夠的重視。

重視實踐性環節

實驗教學是互換性與測量技術課的一個重要教學環節。在工程技術人才培養中，實踐教學的意義是不言而喻的。通過實踐教學可以驗證基本理論的正確性，可以驗證工程技術的可行性；在實踐中可以發現新的問題，提出解決問題的新方法。因而，新理論和新技術的實驗技術和方案的制定、實施是每一個工程技術人員和科技工作者都應具備的基本能力。這種能力是需要逐漸培養的。實驗一方面能促進學生動手能力，同時也加深學生對理論的理解。學生在學習理論課時候覺得枯燥乏味，而讓學生自己動手做實驗，他們會感到新鮮，實驗需要理論來指導，這又反過來促進他們學習理論。比如在學習幾何量公差內容，有很多的概念和定義，聽起來比較乏味。通過做實驗，測量直線度誤差，不但學會了如何測量直線度的誤差，以及如何處理測量數據，還對直線度概念有了更深的理解。再比如平行度和垂直度的測量實驗，能幫助加深對垂直度和平行度概念的掌握。粗糙度測量實驗，可以讓學生對粗糙度評定指標高度參數Ra和Rz有更深入的理解。總之，實驗需要熟悉實驗相關的理論知識，需要熟悉實驗儀器的操作，讓學生既動手又動腦，更能牢固掌握相關概念，更愿意學習理論知識。

總之，互換性與測量技術課教學效果涉及到多方面因素，教學方法、教材、考核方式、學生的積極性和主動性以及教師的主導作用和課堂教學，其中學生是居于主體地位。互換性與測量技術課要以有利于加強學生自學能力、獨立分析和解決問題能力的培養，有利于加強學生創新思維和實際創新能力的培養為目標。但是，如何合理地采用各種教學手段和方法提高互換性與測量技術課教學效果是一個需要長期實踐，不斷探索才能解決的問題，本文只是筆者在教學過程中的一些體會，一些做法還需要在教學實踐中逐漸完善。

（作者單位：安徽建筑大學）