五环节教学法在“检测技术”实训中的应用

张晓辉 杨静 杨楠

摘要：针对目前检测技术实训课程教学中存在的一些问题，以“同轴度的测量”为例，介绍了五环节教学方法在“检测技术”实训教学中的运用，通过导学、立体讨论、示范讲析、检测巩固和归纳总结五个环节，使学生快速掌握相应操作技能，提高教学质量。

关键词：五环节教学法;检测技术;实训教学

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）44-0160-02

一、引言

“检测技术”实训教学是高校工程训练系列课程中的重要组成部分，也是提高学生实践操作能力的重要手段。而目前各高校在实训教学环节普遍还比较薄弱，主要表现在：（1）多年来教学内容主要以教师机械地讲解、指导为主，学生被动地接受，导致学生思考问题和实践操作能力不足;（2）教学内容与社会需求相脱节，实验简单，缺乏创新，急需改进适合研究型高校创新型人才培养的教学方法。我校在“检测技术”实训课中采用五环节教学法，经过在多年实践教学中不断探索和完善，教学效果得到了明显提高。

五环节教学法是以掌握某具体知识或某项操作技能作为主要的教学目的，它由定向自学、立体讨论、示范讲析、检测巩固和归纳总结五个教学环节组成。各个环节既相辅相成，又环环相扣，本教学方法尤其适用于各大专院校对学生进行工程实训。

二、第一教学环节——导学

教师首先要利用多媒体教学课件、挂图、实物或模型向学生阐明检测技术的目的和意义，即学生在本次教学活动中应该掌握的知识和技能，使学生对所学内容产生兴趣，引起学习动机，并根据教学目的和训练室检测量具配置情况设计具体的预习题，供学生自学使用。

针对这部分教学内容先让学生复习形状和位置公差术语及定义（例如理想轴线、基准轴线、同轴度等），并布置以下几个思考题供学生思考：（1）传统的同轴度测量方法有哪些？各有什么特点？（2）若采用V形架法，如何正确选择所需仪器和测量工具？（3）影响同轴度的因素有哪些？（4）如何确定具体的检测步骤？（5）如何进行数据处理？（6）检测过程中需要注意的其他问题有哪些？

三、第二教学环节——立体讨论

立体讨论是学生之间以及师生之间就某一具体教学内容进行讨论和研究，并且在教师引导下构建一种师生学习共同体的教学活动形式。其任务是通过学生自学将所学内容的感性认识转化为理性认识，使学生对教学内容升华到理解阶段。针对本节教学内容，在预习过程中将带有普遍性问题进行分类后，将上述思考题作为讨论内容。

把学生进行分组并每组指定一个代表轮流阐述本小组的观点，然后在教师的主导下确定出合理的答案。为了取得良好的讨论效果，教师要充分调动学生参与讨论的积极性，让学生把自己的想法表达出来。同时，还要发挥教师的教学主导作用，讨论中要做到“乱中有纲”、“乱中有序”。最后，还要充分体现民主的教学气氛，教师不能急躁、武断。

四、第三教学环节——示范讲析

本环节在学生对本节教学内容充分了解和自学的基础上，教师根据教学计划内容进行示范讲解，并从做什么、怎么做、为什么这么做等三个方面来展开，其宗旨是讲疑难、讲规律、讲方法，也可以就本节课所学内容提出一些新问题，与学生共同探讨研究。经过立体讨论和示范讲析，上面提出的问题可以得到如下答案。

1.同轴度误差检测方法可有以下几类：（1）回转轴线法：本方法采用较高回转精度的检测仪器（如圆度仪、圆柱度仪等），适用于对中、小规格的轴或孔类零件进行同轴度误差测量。（2）准直法（瞄靶法）：本方法采用准直望远镜或激光准直仪等检测仪器，适用于对大、中规格孔类零件进行同轴度误差测量。（3）坐标法：本方法采用具有确定坐标系的检测仪器（如各类三坐标测量机、万能测量显微镜等），适用于对各种规格的零件进行同轴度误差测量。（4）顶尖法：本方法适用于轴类零件及盘套类零件（加配带中心孔的心轴）的同轴度误差测量。（5）V形架法：本方法适用于对各种规格的零件进行同轴度误差测量。（6）模拟法：本方法采用具有足够精确形状的回转表面来体现基准轴线，适用于对中、小规格的零件进行同轴度误差测量。

2.采用V形架法，检测所需的测量器具包括划线平台、百分表、表座、表架、刃口状V形块、被测件等。

3.影响同轴度的主要因素有被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向，特别是轴线方向。

4.测量步骤：（1）将准备好的刃口状V形块放置在划线平台上，并调整水平。（2）将被测零件基准轮廓要素的中截面（两端圆柱的中间位置）放置在两个等高的刃口状V形块上，基准轴线由V形架模拟，如图1所示。（3）安装好百分表、表座、表架后，调节百分表，使测头与工件被测外表面接触，并有1～2圈的压缩量。（4）缓慢而均匀地转动工件一周，并观察百分表指针的波动，取最大读数Mmax与最小读数Mmin的差值之半，作为该截面的同轴度误差。（5）转动被测零件，按上述方法测量四个不同截面（A、B、C、D），取各截面测得的最大读数Mimax与最小读数Mimin差值之半中的最大值（绝对值）作为该零件的同轴度误差。（6）完成检测报告，整理实验器具。

5.数据处理：测量同轴度误差，需首先测量基准要素，以确定基准轴线的位置，再测量被测要素各正截面轮廓上各测点的半径差值，计算确定各正截面轮廓的中心，进而按同轴度最小包容区域判别法确定同轴度误差值。步骤如下：（1）先计算出单个测量截面上的同轴度误差值，即Δ=（Mmax-Mmin）/2。（2）取各截面上测得的同轴度误差值中的最大值，作为该零件的同轴度误差。

6.检测过程中需要注意的其他问题包括：（1）有关尺寸的术语和单位的定义。实训中尤其是非机类学生通常误将公分作为尺寸单位，所以在实训前教师有必要统一尺寸单位为毫米。（2）测量结果不需要圆整，也不需要精确到千分位，百分表的测量结果足够满足精度需要。

四、第四教学环节——检测巩固

让学生根据教师的示范讲析，亲自动手进行操作，按步骤完成测量并将被测件的相关信息及测量结果填入检测报告单中，并检验零件的同轴度误差是否合格。教师根据学生对所学内容的掌握程度，检查本节教学的教学效果。

这个教学环节需要注意的事项为教师事先应将学生分成每两人一组，一个学生负责操作，另一个学生负责读数。负责读数的学生在操作前首先要调节百分表，使百分表的大指针与表盘的零位线重合;负责操作的学生转动被测零件时必须缓慢，不能急躁。通过这样的分组，可以使学生操作更加专业化，减少误差，调高检测精度。

五、第五教学环节——归纳总结

本节实训教学重点和难点是影响同轴度的因素。影响同轴度的主要因素有被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向，特别是轴线方向。如在基准圆柱上测量两个截面圆，用其连线作基准轴。在被测圆柱上也测量两个截面圆，构造一条直线，然后计算同轴度。假设基准上两个截面的距离为10mm，基准第一截面与被测圆柱的第一截面的距离为100mm，如果基准的第二截面圆的圆心位置与第一截面圆圆心有5μm的测量误差，那么基准轴线延伸到被测圆柱第一截面时已偏离50μm（5μm×100÷10），此时，即使被测圆柱与基准完全同轴，其结果也会有100μm的误差（同轴度公差值为直径，50μm是半径），测量原理图如图2所示。

六、结语

“五环节教学法”是以学生为主体，教师是学生学习的组织者和引导者。整个训练课要以“活”为原则，通过将以上五个教学环节运用到“检测技术”教学中，使一堂枯燥、单调的训练课变得生动有趣，激发了学生潜在的学习热情，取得了很好的教学效果。

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