面向应用型本科教育的机械精度教学体系探究

张起勋 赵宏伟 张忠元 闫振华 陈炳锟

摘 要 机械精度教学在高校普遍存在教学内容繁多、忽略专业差异、实验教学不合理等问题，导致学生难以掌握必备的知识与测量技能。改革机械精度教学体系，应以培养应用型本科人才的机械精度课程为理念，根据学时少的特点提炼教学内容，采用多媒体技术与板书相结合方法优化教学过程，合理设计教学任务，并实现“理实一体化”教学。

关键词 应用型本科教育;机械精度教学;教学体系;多媒体技术

中图分类号 G648.4 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2015）23-0042-03

机械精度课程是机械类专业的基础性课程，其内容与生产实践紧密相连，学习的瓶颈是绝大多数学生缺乏工程意识。因此，应积极探索行之有效的教学方式，即采用小班教学实验的研究方法，对机械精度课程进行教学体系改革，以求培养学生工程意识，提高思维能力，使学生在理解机械精度相关知识的基础上，熟练掌握零件技术测量的实践技能。

一、提炼教学内容

教学内容是教与学相互作用过程中有意传递的主要信息，也是教师传授给学生知识和技能的总和。教学内容需要教师认真分析，并合理提炼和组织单元教学内容以及合理安排单元教学内容的呈现[1]。机械精度课程是机械类专业的基础性课程，以培养学生实际工程机械精度设计应用能力为主要教学目标，应充分考虑课程理论学时“少”的特点，根据该课程教学的重难点，精选与提炼教学内容。如删减与实际应用不符的设计计算内容，删减过于晦涩难懂与繁琐的计算与理论推导等内容，充分重视公差标注、技术测量等知识，使学生在有限学时内掌握查表和测量的应用技能。具体操作流程如下：

一是绪论部分应重点突出机械精度课程的重要性。以标准化、互换性等概念讲解为主，并配合减速器等实例讲解，使学生掌握机械精度设计的原则及其在产品设计中的重要意义，引起学生对该门课程的高度重视，提高学生学习主动性。

二是尺寸精度和几何精度部分应重点讲解公差相关知识。在教学中，对于典型机械零部件精度设计，应着重凸显独立原则和相关要求的选择。

三是结合课程学时情况与教学目标进行合理删减。对圆锥结合互换性等知识进行合理删减，突出教学的应用性;同时，增加“齿轮、滚动轴承”等较为典型的机械零件精度设计实例。如在齿轮的精度设计中，以工程应用实例为载体，使学生通过在结合实例求解的过程中，深化对尺寸偏差知识的了解，提高知识的应用能力。

二、教学任务优化设计

首先，为了培养学生思维能力，教师应依据教学内容设计教学任务。要求学生在一段学习时间内，通过CATIA自行设计完成孔轴配合模块的设计，根据学生的要求设计间隙配合、过渡配合或者过盈配合，通过运动学仿真观察其结果是否真确。教师应根据尺寸精度设计学习内容，将孔轴配合部分设计成一个大作业，将其中涉及的标准公差等级、基本偏差系列等内容设计为多个学习任务，为此为学生编制明确的教学任务。

其次，依据机械精度课程类比方法要点设计教学任务。以学生自学为主的原则，对于尺寸精度设计、几何精度设计以及表面精度设计要精讲，以学生自学并结合工程实例，让学生掌握不同领域的机械精度设计知识。

第三，依据不同专业的学生设计教学任务。教师在设计教学任务时，应将机械精度课程内容与不同专业的学生特点相结合，例如，包装机械专业、汽车专业、农业机械专业与工程机械专业等在实际的机械精度设计过程中是不同的。教师要根据不同专业分层次进行机械精度设计的教学任务，并留给学生创新的空间;根据不同专业进行教学任务顺序的调整，做到机械精度的知识内容在不同专业的主次之分。

最后，教师应考虑教学任务的趣味性，从而激发学生学习机械精度课程的内动力，增强学生公差学习的主动性，营造浓厚的学习氛围，使学生有效地完成教学任务[2]。

三、多种方法教学结合

由于机械精度课程教学仅30学时，要在有限的学时条件下完成教学任务与目标，课堂辅助教学时间应尽可能少，且能在较少的教学辅助时间内高效完成教学内容的传达。而板书教学这一常规的辅助教学方式不仅占用大量学时，同时教学效果也不理想，无法适应有限学时条件下的机械精度课程的教学要求。因此，在教学实践中，教师应充分重视多媒体辅助教学技术，弥补板书教学方式的“费时长、效率低、抽象枯燥”等缺陷，生动直观地展示机械精度课程学习过程中比较抽象的概念，从而使抽象的知识更加形象化与具体化，提高教学效率。例如，在“公差带”的相关知识的教学实践中，教师可充分发挥多媒体技术优势，将公差带的大小、位置以及形状等相关知识制作成Flash动画，对不同几何公差项目、多种条件下公差带形状差异等抽象知识进行形象演示。

教师要发挥多媒体技术“图、文、声、像”并茂的优势，对公差带的相关知识进行形象展示，集中学生注意力，展开理解教学。在教学实践中，结合具体的教学内容，适当运用“视频教学”，也会起到优化教学的作用。例如，在“齿轮精度设计”的教学实践中，学生对滚齿加工过程产生几何偏差缺乏全面的了解，针对这类情况，教师可借助多媒体技术，在讨论分析之前，播放滚齿加工产生几何偏差的视频，会收到意想不到的教学效果。

应积极探寻多媒体教学与板书教学两者间的对接与平衡点，充分结合两种教学方式。虽然运用多媒体技术开展机械精度课程教学优势突出，但要充分认识到多媒体技术的“辅助教学”的作用，不能宣宾夺主。讲解图表以及抽象知识，可充分运用多媒体技术进行教学内容演示;在讲解相应的重点知识，可采用板书教学形式，使学生更好地理解教学重难点知识。在减少课堂辅助教学时间的同时，全面提升课堂教学效率。

在教学实践中，还应充分发挥网络教学优势。建立专门的课程网站，整合课程的教案、试题与习题以及教学视频、课件等各类教学资源，使学生从课堂笔记工作中解放出来，有更多时间补充“产品几何量技术规范标准”等知识，使学生在学时限制下，掌握更多机械精度设计知识。

四、实现“理实一体化”教学

机械精度课程是一门实践性与理论性兼具的课程，在有限学时内，实验教学占用6学时。因此，在教学实践中，应充分重视实验课程的教学，创新实验教学方式，提升实验教学质量，将实验课与理论课融为一体，实现理实一体化教学，提高实验教学的有效性[3]。

（一）先进实验仪器与设备是开展高效实验教学的基本保障

目前，各大院校实验室的设备种类齐全，但多数设备较为陈旧，基于此，各校可从学校实际出发，组织校内的资深的教师队伍或请相关专家对实验室的仪器设备实施技术改造，同时积极引入新型号的测量仪器，全面提升实验教学的质量。例如，在几何精度实验课程中，则可引入三坐标测量仪[4]，对零件测量平面度、圆度、同轴度等几何误差，从而使计算机自动完成输入测量数据检测、误差评定、误差曲线图示化并自动打印测量结果，实现测量过程的自动化，以激发学生学习热情，拓展学生思路，全面提升实验教学质量[5]。

（二）激发兴趣，组织学生亲自动手实验

实验课程是教学的重要环节之一。在传统的实验教学中，各大院校考虑到仪器价格昂贵、使用寿命有限等因素，往往是教师进行演示实验，而不允许学生亲自动手做实验，导致许多学生在上完实验课之后不明白仪器的使用原理，甚至记不住仪器的操作步骤，降低学生上实验课的兴趣。实践证明，组织学生亲自动手实验可在一定程度上改善这一状况。为激发学生兴趣，方便教师指导每次实验限定人数4～6人，在教师的指导下每个学生亲自动手做实验。为激发学生操作的热情，需从专业角度挖掘几个与实验教学相关的问题，在学生操作的过程中进行思考，最终在实验结束时教师给出相应答案，要求学生记录在实验报告中。亲自动手做实验不仅有利于增强学生对实验仪器整体认识，而且更能加深对实验工作重要性的理解。例如，吉林大学机械精度实验课程，分组进行实验，一次实验课排6人次，第一学时实验教师进行教学与演示，第二学时学生亲自动手操作，让学生真正明白操作步骤以及仪器的使用范围，更好的实现“理实一体化”教学。

（三）加强教师与学生的交流，让学生能参加实验教学的改革

实验教学改革不能忽视学生的意见与建议，应深度加强师生交流。通常在课程过半之后进行，根据各个专业学生进行调查问卷设计，包括学生对整体实验教学效果的评价。问卷内容要包括一部分细化问题。例如，实验课教学方式、对实验课程的兴趣、学生亲自做实验的整体感觉等问题。实验教学实践表明，学生对师生之间的这种方式交流非常重视，提出了宝贵的建议，优化了实验教学方法，全面提升了实验教学有效性。

参 考 文 献

[1]卓建华.机电专业理实一体化教学中学习任务的设计与实施[J].职业技术教育，2014（35）：55-57.

[2]董晓英.应用型本科教育课程教学模式研究个案——《工程图学》[J].职业技术教育，2004（4）：47-49.

[3]张艳贞，张静，常平，等. 应用型本科生物化学实验教学体系改革探索[J].职业技术教育，2014（35）：58-60.

[4]张起勋，赵宏伟，张忠元，邵承会，等. 基于有限学时的机械精度实验课研究[J].吉林省教育学院学报，2014（8）：56-57.

[5]张起勋，赵宏伟，张忠元，邵承会. 浅谈大学工科专业基础课教学与实践[J]长春理工大学学报：社会科学版，2013（6）：189-191.

Exploration on Mechanical Precision Teaching System of Applied Undergraduate Education

Zhang Qixun，Zhao Hongwei，Zhang Zhongyuan，Yan Zhenhua，Chen Bingkun

Abstract  The teaching of mechanical precision in higher education institutions  has the problems of teaching content range，ignoring professional differences，experimental teaching unreasonable，which resulted in that students are difficult to master the necessary knowledge and measuring skills. Reforming mechanical precision teaching system should regard mechanical precision courses for cultivating application-oriented talents as the idea，refine teaching content  according to the characteristics of hours less，optimize teaching process by using the method of combing multimedia technologies with writing on the blackboard，design rationally teaching tasks， and achieve the “theory-practice integrated”teaching.

Key words  applied undergraduate education; mechanical precision teaching; teaching system; multimedia technology

Author  Zhang Qixun，lecturer of Mechanic Science and Engineering College of Jilin University （Changchun 130025）; Zhao Hongwei，Mechanic Science and Engineering College of Jilin University; Zhang Zhongyuan，Automobile Engineering College of  Jilin University; Yan Zhenhua，Mechanic Science and Engineering College of Jilin University; Chen Bingkun， Mechanic Science and Engineering College of Jilin University