面向工程教育認(rèn)證的《互換性與技術(shù)測量》教學(xué)改革探索

曹家勇　富彥麗　劉瑩

摘 要 《互換性與技術(shù)測量》是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，是銜接機(jī)械設(shè)計(jì)類課程與制造類課程的紐帶，又是關(guān)聯(lián)產(chǎn)品質(zhì)量保障體系中的重要一環(huán)。本文結(jié)合工程教育認(rèn)證的專業(yè)總體目標(biāo)，提出《互換性與技術(shù)測量》三個(gè)方面的課程目標(biāo)。在該目標(biāo)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出引入過程化考核舉措，建立有效的教學(xué)效果反饋機(jī)制。為突出工程教育認(rèn)證的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向特點(diǎn)，探討了課程在完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)、增強(qiáng)知識(shí)應(yīng)用能力和更新教學(xué)內(nèi)容等方面的舉措。

關(guān)鍵詞 《互換性與技術(shù)測量》;機(jī)械工程及自動(dòng)化;工程教育認(rèn)證

引言

《互換性與技術(shù)測量》是機(jī)械類各專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。其包含幾何量精度設(shè)計(jì)與精度檢測兩個(gè)方面的內(nèi)容，其中幾何量精度設(shè)計(jì)包括孔和軸的極限與配合原理與設(shè)計(jì)方法、形位公差設(shè)計(jì)原理與方法、表面精度設(shè)計(jì)基本原理、典型機(jī)械零件精度設(shè)計(jì)方法。精度檢測方面包括測量數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)、光滑工件尺寸檢測和評(píng)價(jià)常用方法、形狀與位置公差檢測與評(píng)價(jià)常用方法、典型零件精度檢測與評(píng)價(jià)方法等[1]。在新工科教育建設(shè)背景下，《互換性和技術(shù)測量》課程也面臨多個(gè)方面的改革任務(wù)，如：需要對(duì)接專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)制定合理的課程目標(biāo)，需要開展全過程的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控保證體系建設(shè)，需要面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展的調(diào)整和改革教學(xué)內(nèi)容，等等。本文針對(duì)這些任務(wù)要求，探討實(shí)現(xiàn)課程對(duì)接工程教育認(rèn)證的系列舉措。

1面向工程教育目標(biāo)，建立課程目標(biāo)體系

考慮課程特點(diǎn)及各課程之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)，制定本課程如下幾個(gè)方面的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：使學(xué)生掌握機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化及公差配合基本概念、基本原理和基本方法;使學(xué)生熟悉幾何量公差國家標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容、特點(diǎn)和應(yīng)用原則;使學(xué)生具備識(shí)讀機(jī)械工程圖中尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等精度設(shè)計(jì)信息的基本技能。課程目標(biāo)2：使學(xué)生具備機(jī)械零件幾何量精度設(shè)計(jì)的基本能力，能夠正確利用有關(guān)基礎(chǔ)表格和標(biāo)準(zhǔn)，開展典型機(jī)械零件的精度設(shè)計(jì);使學(xué)生熟悉技術(shù)測量基礎(chǔ)知識(shí)，了解主要測量工具的基本原理和使用方法，具備建立數(shù)據(jù)處理模型和精度評(píng)價(jià)模型的初步能力。課程目標(biāo)3：使學(xué)生認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品互換性和標(biāo)準(zhǔn)化在現(xiàn)代工業(yè)體系中重要意義，了解產(chǎn)品互換性的實(shí)現(xiàn)途徑和保障措施。了解當(dāng)前行業(yè)最新產(chǎn)品和技術(shù)[1]。

2引入過程化評(píng)價(jià)，提升教學(xué)效果

本課程將平時(shí)考核與期末考核結(jié)合，加大平時(shí)考核在最終成績所占的比重。過程考核舉措之一就是：根據(jù)課時(shí)數(shù)和教學(xué)計(jì)劃設(shè)置兩個(gè)階段考核點(diǎn)。第一個(gè)考核點(diǎn)為尺寸公差部分講授結(jié)束，主要考查學(xué)生對(duì)互換性與技術(shù)測量基本概念的理解、對(duì)數(shù)據(jù)處理基本方法的掌握以及對(duì)尺寸公差基本概念和基本原理的理解。第二個(gè)考核點(diǎn)設(shè)置在表面粗糙度部分講授結(jié)束。主要考查學(xué)生對(duì)幾何量公差及公差原則的理解程度與應(yīng)用水平，以及對(duì)表面粗糙度定義、應(yīng)用和評(píng)價(jià)方法的掌握程度。兩次階段性考核需要注意精準(zhǔn)出題，題量適當(dāng)，控制在一個(gè)課時(shí)完成為宜。過程考核的另一個(gè)舉措是：設(shè)置隨堂練習(xí)和課堂提問環(huán)節(jié)。首先，根據(jù)本課程內(nèi)容特點(diǎn)，將課程劃分成3-4個(gè)模塊，包括概述與數(shù)據(jù)處理模塊、尺寸公差模塊、幾何公差模塊、表面粗糙度與典型零件公差模塊等。針對(duì)每一個(gè)模塊編制相應(yīng)的隨堂練習(xí)材料，打印成紙質(zhì)版，課前發(fā)放給學(xué)生，要求學(xué)生在課堂上同步完成。其次，為了促進(jìn)學(xué)生能夠及時(shí)理解和掌握重要知識(shí)點(diǎn)，要及隨堂練習(xí)上的重點(diǎn)問題，開展簡短而有效的討論、解答和展示。最后，根據(jù)對(duì)課堂觀察情況，靈活掌握收取隨堂練習(xí)的時(shí)機(jī)。可以是每一次課結(jié)束，也可以是一個(gè)章節(jié)結(jié)束。收取的隨堂練習(xí)要注意及時(shí)批改，給出等第或分?jǐn)?shù)。上述兩項(xiàng)考核成績均計(jì)入平時(shí)成績[2]。

3增設(shè)綜合性大作業(yè)，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力

增設(shè)兩個(gè)課程大作業(yè)，一個(gè)是典型軸類零件精度設(shè)計(jì)大作業(yè)，另一個(gè)是直線度評(píng)定大作業(yè)。前一個(gè)大作業(yè)將課程中的三部分內(nèi)容（尺寸公差部分、幾何公差部分和表面精度部分）有機(jī)融合，結(jié)合具體應(yīng)用，要求學(xué)生完成給定零件的尺寸精度、幾何精度和表面精度的設(shè)計(jì)，之后規(guī)范地繪制零件圖并做出正確標(biāo)注。為了培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)工具開展機(jī)械設(shè)計(jì)的意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生采用AUTOCAD軟件來完成作業(yè)。這個(gè)大作業(yè)安排既達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本課程各章節(jié)知識(shí)的目的，又使得學(xué)生形成了各專業(yè)課程相互關(guān)聯(lián)的意識(shí)（本次作業(yè)關(guān)聯(lián)《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造工藝》等課程）。第二個(gè)大作業(yè)的設(shè)置，主要目的是為了以直線度評(píng)定為例，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)檢測數(shù)據(jù)處理和精度評(píng)定的能力;再加上鼓勵(lì)學(xué)生通過MATLAB等科學(xué)計(jì)算語言編程實(shí)現(xiàn)，能夠培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的能力，同時(shí)還能夠讓學(xué)生接觸到數(shù)字化檢測和評(píng)定的基本原理。

4重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工科課程的重要組成部分，是提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。以往《互換性與技術(shù)測量》課程實(shí)驗(yàn)受到學(xué)時(shí)數(shù)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)的限制，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生存在依葫蘆畫瓢和一知半解的問題[2]。針對(duì)這些問題，除了爭取加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場地投入外，在目前這個(gè)條件下，還可以從考核要求、組織方式和教學(xué)手段上采取措施。主要辦法包括：①對(duì)每一位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫水平進(jìn)行評(píng)定，提高評(píng)定結(jié)果在最終成績所占比例;②引入一定比例的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求。例如在評(píng)定圓柱零件尺寸精度和幾何精度測量的實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生結(jié)合課程的檢測儀器選擇知識(shí)，根據(jù)檢測等級(jí)要求，開展多種檢測儀器選擇，而不是像以往，直接指定檢測儀器;③加強(qiáng)儀器原理和使用方法的講授，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的量具和儀器的原理、操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)有較好的了解，開展實(shí)驗(yàn)前需要考查學(xué)生掌握情況。

5結(jié)束語

①根據(jù)工程教育認(rèn)證總目標(biāo)，擬定了《互換性與技術(shù)測量》具體課程目標(biāo)。②采用過程化評(píng)價(jià)模式，引入隨堂練習(xí)和階段性測驗(yàn)等環(huán)節(jié)，突出學(xué)生的課堂主體角色，形成教學(xué)效果閉環(huán)調(diào)控動(dòng)態(tài)過程。③加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，以及增設(shè)知識(shí)綜合運(yùn)用的大作業(yè)環(huán)節(jié)，是提升學(xué)生實(shí)踐能力的一個(gè)有效手段。

參考文獻(xiàn)

[1] 高曉康，張珂.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2015：27.

[2] 毛璽，徐巧玉，蔡海潮.改革互換性與技術(shù)測量實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012（5）：68-69.