《互換性與測量技術基礎》課堂教學改革與實踐

胡敏　尚會超

摘要：針對《互換性與測量技術基礎》課堂教學中存在的問題，詳細闡述在教學內容、教學方法方面的教改舉措。通過教學改革，激發了學生的學習興趣與主觀能動性。

關鍵詞：互換性與測量技術；教學內容；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0107-02

《互換性與測量技術基礎》課程是高等工科院校機械類、儀器儀表類等專業的一門非常重要的專業技術基礎課，用以培養學生機械產品精度設計能力。通過本課程的學習，學生學會在機械系統設計和參數設計的基礎上，能對零件提出合適的尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度，并掌握公差、配合的選擇方法和在零件圖與裝配圖上的標注方法，同時了解圓錐的公差與配合、量規設計、尺寸鏈以及幾何量的典型測量方法與儀器等相關內容。為機械類、儀器儀表類專業的專業課理論教學、課程設計、生產實習、畢業實習和畢業設計等環節的順利進行打下良好的基礎，起著連接專業技術基礎課向專業課過渡的橋梁作用。本課程涉及的基礎理論知識、專業知識面廣，綜合應用實踐性較強，是現代機械設計的核心技能之一，也是實現現代制造的核心保障技術之一。

一、課程教學存在的問題

《互換性與測量技術基礎》課程的特點是基本概念多、名詞術語多。如在講授“尺寸”的概念時，就會涉及到公稱尺寸、提取組成要素的局部尺寸、提取圓柱面的局部尺寸、兩平行提取表面的局部尺寸、極限尺寸、最大（最小）實體尺寸、最大（最小）實體實效尺寸等概念。在講授“要素”的概念時，會涉及到組成要素、導出要素、單一要素、關聯要素、被測要素、基準要素等。另外，該課程的符號和代號、圖表、技術標準規定比較多，如孔和軸的28個基本偏差代號、幾何公差項目符號、標準公差數值表、基本偏差數值表等。傳統的教學模式是教師授課時滔滔不絕地講概念、公式、標準，學生一味機械、被動地背概念、記公式、做習題。課堂教學枯燥、乏味，吸引不了學生。學生聽不懂，自然對這門課的學習就提不起興趣。導致的結果是考試成績不理想，并在后續的課程設計和畢業設計中，對精度設計和圖樣標注，無從下手，設計圖紙上關于互換性的知識點就會出現較多的錯誤。

二、教學改革探討

1.精選教學內容。《互換性與測量技術基礎》課程涵蓋的內容較多，學時有限，要完成教學大綱要求的理論教學，必須要對教學內容進行適當的調整與優化。結合本課程特點，在突出重點和難點的基礎上，遵循內容實用性、結構體系合理性、規范標準最新的原則，將大綱要求的教學內容劃分為兩大部分：第一部分是本課程的基本理論基礎，包含互換性的概念和分類、優先數和優先數系、極限與配合、幾何公差、表面粗糙度評定參數以及標注、機械精度測試。第二部分是典型件的精度設計，包括滾動軸承的公差與配合、螺紋、鍵、花鍵的公差與配合、漸開線圓柱齒輪的公差。其中，極限與配合、幾何公差和表面粗糙度為本課程教學的重點。圓錐的公差與配合、量規設計、尺寸鏈以及幾何量的典型測量方法與儀器等相關內容為自學內容。

2.提問式教學方法。提問式教學方法是在教學中充分發揮學生的主體作用，教師通過提問的方法來激發學生的學習潛能，使學生主動地參與和體驗知識、技能，達到知識、技能由未知到已知或由不掌握到掌握，從而使學習變得既愉快又輕松。這種教學方法把教師從單純地“教”和學生機械地“學”中解放出來，使課堂真正成為師生雙邊活動的過程。當然，要達到理想的教學效果，還要注意問題的創設。在什么時候、在什么地方、提什么樣的問題才是合適的，這些都要事先設計好。例如，在講授第一堂課的時候，可以結合一張零件圖，提出“為什么要學這門課？”的問題，學了這門課后可以解決零件圖上的哪些問題。一般來說，在每一章的開始都按“Why→What→How”的思路來提問，即為什么研究？（提出問題）→研究什么？→如何設計等（解決問題）？這些問題不但激發學生的學習興趣，同時讓學生對課程內容知識結構也有了清晰的認識，加深了他們對教材的理解。另外，在學生理解容易出錯的地方，可以提出問題；在重點和難點處安排提問，也可以幫助學生更好地把握重點、突破難點。例如在講授了公差和極限偏差的概念后，可以提出“公差和極限偏差有什么區別和聯系？”在學習孔的基本偏差時，從提出“孔的基本偏差計算公式是怎么從同名軸的基本偏差公式換算得來的？”問題開始，以邏輯層次連環設計好一個個問題引導學生一步一個臺階，循序漸進，最后達到圓滿解決問題。

3.歸納總結教學方法。學生在完成作業時，經常覺得老師講的知識聽懂了，但是還是不會做題，為什么呢？這是因為沒有使用歸納總結來理清解題的常規思路。歸納總結法是教師幫助學生對所學知識按一定科學的方法進行歸納，讓學生從許多個別例子中歸結出一般規律。其目的在于“把厚書讀薄”，是為了找出知識的內在聯系及其本質規律，從而更好地理解和把握知識。《互換性與測量技術基礎》內容較多，分配至每一堂課信息量就較大，如果沒有總結、歸納、提煉的過程，學生就很難理解到位，印象也不深刻。教師使用歸納總結法可以讓學生積極參與課堂，引導學生在歸納總結的過程中受到啟發。結果是學生不但能學到知識，而且邏輯思維能力也得到了深層次的訓練。比如，在涉及到公差原則的包容要求題目時，很多學生都感到頭痛，這時就可以使用歸納總結法來理清解題思路。解答此類題目時首先要明確包容要求的理想邊界什么？提取局部實際尺寸da變動范圍是什么？所求的允許形狀誤差￠f與提取局部實際尺寸da、理想邊界有什么關系？把這些問題分析清楚了，思路就會逐漸清晰。其次，將問題涉及的參數或公式寫在旁邊，就形成此類題的解題三步驟，等到再遇見這一類題時，就可以很方便地上手。又如在講授幾何公差的公差帶時，因幾何公差的公差帶形式復雜多樣，學生總感到困難。教師就可以幫助學生從幾何公差帶特點的描述中，讓學生從許多個例中挖掘出解題規律。即只需要完成“提取（實際）表面或線的公差帶是由哪一種公差帶形式來限定？”和“公差帶跟基準有什么關系？”兩個問題的解答，所有幾何公差帶描述就迎刃而解。

4.基于典型實例的教學方法。目前高校課程設置多重視課堂理論教學，教學環節中工程實踐薄弱，學生參與工程實踐的機會也不多，實踐能力相對較差。在學習《互換性與測量技術基礎》之前，學生已學習了畫法幾何與工程制圖，進行了制圖課設和金工實習等實踐環節，學生對工程實踐已有了一個初步的認識。但還是缺乏對工程實踐的真正了解，缺乏該課程所需要的專業知識、技能和經驗。為了提高學生的工程實踐能力，除了多組織學生參加學科競賽、加強本課程實驗教學環節外，在課堂教學中可有意識地引入一些典型的實例。在每一章節講授完后，按課程進程所涉及的相關知識點，結合實例逐步講授。例如，在講授零件的標注時，可選取一個貫穿幾章的實際零件，分別在學習完極限與配合、幾何公差、表面粗糙度等章節后，逐步完善，最后完成零件的標注。另外，課后也給學生大量安排一些跟生產實踐密切相關的題目來完成，這也有助于學生將所學的理論知識運用到實踐中去，增強他們的工程應用能力。

三、結語

為提高《互換性與測量技術基礎》課程教學效果，本文通過精選教學內容，使教學內容優化；采用了提問式、歸納總結、基于典型實例的教學方法，使學生在掌握本課程基本理論知識的同時，也促進了工程實踐能力的提高。教學實踐證明，這些教改舉措大大提高了學生學習的興趣，同時也不斷提高學生分析問題和解決問題的能力，為應用型人才培養奠定了扎實的基礎。

參考文獻：

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