“互换性与技术测量”课程改革与实践

尤洪岭 王莉静

摘 要 根据“互换性与技术测量”课程特点，首先对该课程的教学方法进行了改革，即建立课程网络教学平台，并采用以多媒体为辅的授课方法;其次，加强实验教学改革，即开设比较性、综合性和设计性实验，并开发虚拟实验;最后，在实习中增加实践性环节，并将科研与教学有机结合，实行“项目化”教学。经过两年的实践，取得了较好的教学效果。

关键词 互换性与技术测量 教学方法 教学改革

中图分类号：G424文献标识码：A

The Reform and Practice of Interchangeability

and Technical Measurement Course

YOU Hongling[1]， WANG Lijing[2]

（[1] School of Science， Tianjin ChengJian University， TianJin 300384;

[2] School of Control and Mechanical Engineering， Tianjin ChengJian University， Tianjin 300384）

Abstract According to characteristics of interchangeability and technical measurement， teaching methods of the course are firstly reformed. They include the establishment of network teaching platform and the use of multimedia auxiliary teaching methods. Then the experiment teaching reform is enhanced. The comparative and comprehensive and designing experiments are set. Virtual experiments are developed. Finally， Practice exercises are added to internship. The organic combination of research and teaching can carry out "project" teaching. After two years of practice， it achieves good teaching effect.

Key words interchangeability and technical measurement; teaching methods; teaching reform

“互换性与技术测量”课程交叉性强，是一门对实践性和应用性要求都较高的课程。其特点是概念、术语多，标准、原则多，符号、代码多，且涉及的知识面广。该课程是联系设计类课程与制造类课程的纽带，也是联系基础课、实践教学课和专业课的桥梁。目前，针对该课程的学习，主要存在的问题是：理论教学和实践应用环节的严重脱节，即在后续的课程设计和毕业设计中，学生不能熟练地将所学知识运用到实践环节中。所以，针对本课程特点，本文分别在课堂教学、实验和实践方面，提出具体的改革方法来提高该课程的教学效果。

1 搭建扎实的授课平台，领会该课程在现代生产中的重要性

现代机械产品的生产已由过去单一化、大批量的生产方式向柔性化、专业化方式转型。机械工业也逐渐向高技术、高智力方向发展。这导致精密化的制造技术和成型技术越来越显示出其重要的地位，同时对产品的精度要求也越来越高。①“互换性与技术测量”课程作为一种工程技术语言与现代生产实践紧密相连，其来源于实践并服务于实践。②由此，该课程的主体教学方向，也由过去单一的互换性理论教学向以精度设计为主的教学内容体系转变。

“互换性与技术测量”课程主体由四部分构成：互换性理论、技术测量基础、典型零部件的互换性设计和体现装配精度的尺寸链。通常采用理论教学和实践教学完成对该课程的学习。互换性理论部分采用理论教学，技术测量部分采用实践教学。其中产品或零部件的精度设计是满足互换性生产的条件，其在生产过程中的工序能力能否满足互换性要求是通过技术测量来评定的，所以两者互为支撑，缺一不可。

1.1 开发课程网络教学平台

计算机和网络技术发展为网络教学提供了强有力的技术支撑。③为了充分利用教育资源，增强教学过程的交互性和主动性，开发了“互换性与技术测量”课程网络教学平台。它利用Internet技术实现了分布式教学，可以接受许多用户同时访问，极大提高了教学资源的利用效率。同时，教学不受时间、空间和地域的限制，为学生自主学习提供了良好的学习环境，并强有力地支撑了以学生为中心的教学模式。网络教学平台设有师生论坛和聊天室，使学生就某一问题展开自由讨论，相互交流、启发。这样不仅增强了师生的动态互动性，而且也极大地调动了学生学习的兴趣。

1.2 采用多媒体授课手段，增大知识信息的传播，实现教与学的动态管理

根据“互换性与技术测量”课程特点，结合多年的教學实践，把运用现代教学媒体与传统教学手段进行有机组合。在整个教学过程中，以多媒体课件和当代学科前沿知识作用于学生，形成合理的教学结构，追求达到最优的教学效果。

采用多媒体授课，不仅有利于在有限的课时内，增大教学信息量;④而且通过以动画的方式演示仪器的检测过程，有效地将那些内容抽象、不易理解以和操作复杂的测量过程形象地展示出来，有利于学生更好地掌握仪器的检测方法。还可以通过多媒体方式将目前用于检测的最新实验设备通过动画的形式展示出来，有助于开阔学生的知识视野。

2 加强课程实验教学改革，培养学生的创新意识、分析问题和解决问题的能力

2.1 减少演示性、验证性实验，开设设计性、比较性和综合性实验

演示性和验证性实验主要是培养学生的掌握基本的测量方法、熟悉常用计量器具的使用方法，培养学生对实验结果误差的分析和对实验数据的处理能力，从而正确理解和运用理论知识，积累各种测量方法。为调动学生学习的主动性，让学生从被操作者转变为操作者，并激发学生的创造性思维和开拓意识等，应减少演示性、验证性实验，而增加开设设计性、比较性和综合性实验。其中，比较性实验是指对一种问题的解决，在比较短的时间内，用较少的实验项目而达到相同的目的。⑤

例如，教师采用完全开放的形式，提供实验所需的各种计量器具、样件和加工场地，由学生开展设计性、比较性或综合性实验：

（1）教师给定孔和轴的配合条件，由学生分组根据实际问题设计零件，并对其进行比较设计的设计性实验;（2）开设由学生设计零件→加工零件→检测零件为一体的综合性实验;（3）对于给的样件，学生分组采用不同的测量方法检测，最后讨论性价比最高的测量方法的比较性实验。

2.2 开发虚拟实验

虚拟实验是借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，使实验者像在真实的环境中一样完成各种实验项目。⑥虚拟实验具有操作方便、交互性与通用性强、直观形象等优点。在学校科研经费有限的条件下，为提高实验教学质量，以LABVIEW软件为基础，开发了部分检测虚拟实验，以辅助“互换性与技术测量”课程实验教学。

3 强化知识体系，培养学生在工程实际中的应用能力

为加强“互换性与技术测量”课程在实践中的应用，在认识实习、生产实习和毕业实习等实践环节，依托共建的实习基地，聘请经验丰富的技术人员指导学生从实际零件的设计—加工—生产—检验为合格产品的过程，进行“项目化”教学，有利于学生将书本知识与生产实践相结合。

在机械类的课程设计和毕业设计中，再现互换性与技术测量知识及应用，有利于“互换性与技术测量”课程知识的学习及其深化。今年我校机械类毕业生在毕业设计图纸中大大减少了有关公差方面的问题。

鼓励学生积极参加校内外各种科技制作活动和教师的科研项目，这样不仅有利于学生深刻掌握互换性与技术测量的知识，而且也能将已学过的相关课程有机地结合起来，为更好地培养学生解决工程实践问题的能力提供了有力的保障。在天津赛区第五届机械创新比赛中，我校学生自己设计、出图、加工、组装的齿轮连杆结构获得天津赛区一等奖。

4 结论

本文从理论教学、实验教学和与工程实践的联系中，对“互换性与技术测量”课程改革进行了探索和研究。在我校“互换性与技术测量”课程教学中，应用上述改革措施，经过一年多的实践，取得了较好的效果：（1）通过课程网络教学平台的开发、采用多媒体授课手段以及开发虚拟实验等手段，大大调动了学生学习该课程的积极性，提高了教学质量;（2）通过课程设计、毕业设计以及各种实践环节中“互换性与技术测量”知识的再现，使其理论教学和实践应用环节紧密的联系;（3）通过带领学生参加教师科研和各种大学生比赛，加强了学生解决工程实践问题的能力。

课题背景：天津城建大学2013年教改项目（JG-1337）

注释

① 刘桂珍，殷宝麟.互换性与测量技术基础课程教学改革与实践[J].黑龙江高教研究，2010.8（196）：167-169.

② 任桂华.“互换性与测量技术”教学改革实践[J].湖北理工学院学报，2012.28（5）：62-65.

③ 王东生.“互换性与技术测量”课程网络教学平台的设计与实现[J].铜陵学院学报（自然科学版），2012（6）：118-120.

④ 韩霞，金中波，李连豪，等.充分利用现代化教学手段提高互换性与测量技術的教学水平[J].中国农机化，2010（1）：112-113.

⑤ 王伯平，孙大刚，武美先.建设“互换性与测量技术基础”精品课程的实践与探索[J].高教论坛，2011（2）：54-55.

⑥ 夏瑞雪，程真英，陈晓怀.基于LabVIEW8的实验虚拟圆度仪系统[J].黑龙江科技学院学报，2006.16（3）：193-196.