非接触测量技术在大学实验改革中的应用

◆崔 治 陈树祥 赵世田 卢 倩

(盐城工学院机械工程学院)

《精度设计与标准化》是机械类专业的一门专业基础课，也是一门实践性很强的课程。机械零部件的精度直接影响机械的工作性能、振动、噪声及寿命等，并且随着科技的发展，机械行业向微型机械和巨型机械不断延伸，机械加工精度对保证产品质量越来越重要。［1］这门课程本身具有涉及到的标准多、术语多、概念抽象的特点，要学生从感性上认识也就越发困难。为了提高课程的教学效果，必须对原有的实验进行改进。

一、多媒体课件演示

其具有其他教学手段所无法比拟的优越性，是一个良好的辅助实验过程。但由于受到时间、设备、技术和制作水平等客观条件的限制，一些课件出现了动画不清晰、色彩搭配不当、文字数字错漏等制作粗糙的情况，不仅影响了正确信息的传授，甚至使学生对教师产生不信任感;根本不能激发学生的学习积极性，也不能发挥多媒体教学的优势，导致学生在课堂上无法集中，学生的学习积极性严重下降，甚至玩手机，打瞌睡。提高教学质量也就无从谈起。

二、实践教学

多媒体课件固然但其他教学手段的许多功能也不容忽视，如教学模型的空间结构功能、现场教学的示范功能、参观实践的模范作用功能、实验室的动手操作功能等都是计算机多媒体课件所不能或难以全部替代的。

三、计算机辅助实验

为了提高学生综合运用所学知识的能力，本人对所开出的课程实验项目进行了梳理，合并了一些实验项目，淘汰一些验证性实验项目，新开设了“零件非接触式综合测量”实验。新开设实验的目标有两个，一是使实验内容尽可能与工程实际要求一致，二是提高学生综合运用所学知识的能力。为此，进行了以下工作。

1.结合学生毕业设计，利用教师操作电子目镜和自制的配套软件，将实验的检测过程全程放大展示大屏幕上，并可以通过自制软件实时的分析说明表面粗糙度，相对测量等实验中涉及的概念。

再设计、加工出一批典型机械零件，例如，轴类零件、盘类零件、支架类零件、箱体类零件，考虑各类零件的实际用途，选定常用的配合和公差、形状和位置误差。这批零件分组编号后供学生实验时选用。因为提供给学生的是零件的图纸和实物，要求学生先读懂图纸，再对零件的合格性做出判别，这样安排实验和工厂里零件检验的要求一致，学生要测量的不再是孤立的数据，而是一个完整的产品。

2.购置、自制了简易的测试工装，根据工厂中现场测量的条件，模拟实际工况配备了不同精度的量具，供学生实验时选用，并要求学生说出选用的依据。

3.编写实验指导书，根据工厂实际需求明确提出实验要求:按照待检项目选定测量方法;按照待测件的精度等级选择量具;测量所有待检项，处理所得数据，对零件的合格性作出判别。

在学完了课程、完成了各单项误差项目测量实验后，开设“零件综合测量”实验，可促使学生全面复习所学知识，获得几何尺寸、误差测量的整体概念。

优点:1.教师的讲解过程不再是孤立的概念配图，而是由电子目镜和配套软件协调的实时操作说明。

2.由于通过电子目镜，投影设备，学生不用再挤在细小的显微镜目镜旁等待观测。

3.学生的操作过程同样可以通过投影设备让教师连续观察，及时纠正其概念和操作错误，加深学生的操作体验。

4.软件有针对性的对每个实验设置，概念清晰，实测对象就是已加工出来的典型机械零件，而不再采用不可交互的图片或动画举例，实验内容已经与工程实际要求一致。

5.非接触测量是现在精密测量的发展趋势，为实验编制的整套软件是具有实际应用功能的一个演示化测试系统，这样的实验能提高学生综合运用所学知识的能力。

四、实验教学改革的效果

互换性与测量技术基础课程实验改革的初步成效从三个方面体现了出来，首先，是学生的考试情况，由于实验过程直观有趣，概念清晰，学生的平均成绩提高12%。

其次，是学生的毕业设计，根据对指导教师的调查，近两届毕业生的机械零件图中对配合的选择、零件粗糙度的确定、形位误差项目的确定等把握较好。

最后，根据用人单位反馈，学生普遍具备了一定的工程测量经验，适应和动手能力强。

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［3］米召团.多媒体课件制作有关问题的思考［J］.武警工程学院学报，2002，(18).

［4］张云辉，谭庆昌，田原嫄.图像测量系统精度影响因素的研究［J］.图像处理，2008，(3):271 －273.

［5］杨建华，曾东和，姚志刚等.地方院校工科实验室建设的理念与实践［J］.中国大学教学，2004，(10):41 －42.

［6］胡柏松，史晓平，陶金亮，魏峰，刘鸿雁，陈文义.关于专业实验教学模式的几点思考［A］.Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training(Volume 5)［C］.2010.

［7］周程，林雪芬，岑岗.高校教学质量评价方法的思考［A］.教育技术的创新、发展与服务——第五届教育技术国际论坛论文集(下册)［C］.2006.

［8］关仲和，柴鸿斌，杨兴林.试论高等学校的以学生为本［A］.科学发展观和中国高等教育——2005年高等教育国际论坛论文汇编［C］.2005.

［9］王救文，李英.以学生为本，依法治校，建设和谐校园［A］.科学发展观和中国高等教育——2005年高等教育国际论坛论文汇编［C］.2005.

［10］徐澄.以人为本:个性张扬的必然选择［A］.特色·个性·人才强国战略——2004年高等教育国际论坛论文汇编［C］.2004.