“互换性与测量技术”课程教学改革的探索与实践

韩霞 陶桂香 张吉军 冯金龙

摘要：“互换性与测量技术”课程是我国高等院校机械类及近机类各专业重要的专业技术基础课，其课程涉及的内容贯穿于机械类各专业课程的始终，对培养学生掌握机械零件精度设计的原则和方法、提高学生的精度设计能力有重要意义。为提高课程的教学质量和学生学习兴趣，结合课程特点，采取一系列改革尝试，以期获得较好的教学效果。

关键词：互换性;精度设计;教学质量

《互换性与测量技术》（以下简称“互换性”）是我国高等工科院校学习前苏联教学计划时引进的，是机械类及近机类各专业必修的专业技术基础课程，主要研究机械设计和制造过程中的几何量公差与检测技术。课程涉及面广，综合性强，是联系设计类课程与制造工艺类课程的纽带。了解、掌握和应用互换性知识，不仅是在校学生完成工程师的基础训练必须掌握的基础知识，也是毕业后从事机械专业相关技术服务工作必备的基本专业素养。课程主要包括公差配合与几何量检测两部分。其内容涉及公差与配合、几何公差、表面结构等产品几何技术规范（GPS）的主要基础标准。由于课程教学中存在着定义、符号、代号多，叙述性强，实记内容多，理论推理少等客观原因，使学生觉得易于理解;但感性知识少，与生产实践联系紧密，在后续课中不会应用。在后续机械设计课程设计、生产实习以及毕业设计等课程的应用中反映出较多问题：普遍反映对如何选精度，如何检测、如何选仪器不知从哪着手，毕业答辩中学生害怕触及这一方面的问题，甚至有的同学连符号、代号都不知道;凡此种种，使学生学习不感兴趣，学习也只是为了应付考试，作业、实验报告抄袭现象一直存在。互换性教学改革迫在眉睫，如何对《互换性与测量技术》课程进行教学改革以提高学生的精度设计能力，是众多互换性课程教师一直探索的问题。本文以校级教研课题为背景，结合我校专业课程设置的教学计划，针对课程特点，提出以下几点设想。

1 优化课程体系

“互换性”课程的主要教学任务是在有限的学时内使学生掌握《互换性与测量技术》的基础理论知识，掌握机械零件精度设计的原则和方法，并将其灵活应用于机械产品的精度设计中，培养学生具备精度设计的基本技能。针对本课课时少、内容多这些主客观特点，必须对课程的教学体系进行调整，教学内容须注重实用性。采取了以下方案：①经典内容进行重点讲解，如公差与配合的选用、几何公差的选择、表面精糙度等基础内容进行精讲，授课时注重理论联系实际，尤其是教材中与实际生产有关的重点内容加以强调，以此来培养学生的工程意识。②重复内容略讲或不讲，例如几何公差的标注和表面粗糙度的符号及标注这两部分内容，在机械制图中已讲过就可以略讲，授课时选择几张具有代表性的带有形位公差和表面粗糙度的实际工程图纸进行讲解，以此激发学生的学习热情;对尺寸链、螺纹结合的互换性的这几部分内容与后续专业课程内容有重复，不讲。③删减实践中应用较少的内容，如公差原则中的可逆要求、圆锥结合的互换性、大小尺寸段的公差与配合等知识点 ，使课程内容设置更合理。此外，教学时要关注学科发展动态，尤其要关注新标准的颁布与实施，及时更新教学内容。

2改进教学方法和手段

“互换性”课程的理论抽象、术语定义多、标准多、符号代号多、涉及的知识面广，理论性及实践性强等特点，在教学中需多种教学方法与教学手段配合，以期提高教学质量及教学效果。

2.1多媒体教学与板书结合

因课程需要，采用板书为主、多媒体为辅的授课形式。整个课程都是围绕国家标准进行介绍，因此课程的内容偏于叙述，采用板书更有助于知识点的记忆和重难点的把握。但考虑板书信息量有限以及对抽象内容的演绎不够直观，所以在扩充知识点的信息量以及抽象内容的部分必须运用现代教学手段——多媒體，如几何公差的内容抽象不易理解，在这一章的讲解上就要借助多媒体教学表现形式多样性的特点，将这部分内容制作成动画形式进行讲解，公差带的立体感、公差原则的多样性、交互性，演绎得淋漓尽致。这对学生理解公差带的形状及相关原则起着至关重要的作用，大大提高了教学效率和教学效果。

2.2 引入研究性教学理念

众所周知，2016年李克强总理在北京大学召开高等教育改革创新座谈会时说：“推动大众创业、万众创新，就是要把亿万群众的创造力激发出来。对学校来说，要塑造培养学生的创新意识、实践能力及精神追求。要多开展启发式、讨论式、探究式教学，激发学生丰富的想象力。也要注重增强学生的实践能力，培育工匠精神，践行知行合一。”可见，创新创业就是整个高等教育所处的最大时代背景，高等教育必须适应这个时代要求，为国家培养创新创业型人才提供强有力的支撑。落后的教学方法和理念已然不在适应新的形势。研究性教学适合时代发展需求。研究型教学是教师以课程内容和学生的知识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，综合运用研究方法，自主地提出问题，研究问题和解决问题，在研讨中达到学习、创造和培养能力等目的的教学形式。教师围绕课程的中心，精讲基础内容，从提出问题、分析问题、联系实际解决问题三方面进行课程的教学设计。授课过程中，结合工程案例充分展开讨论，引导学生运用精度设计标准进行设计，课后布置任务，加大师生互动力度，学练有机结合，充分发挥学生学习的主动性和积极性，激发学生研究性学习的欲望，转变学习态度，从“要我学”变成“我要学、我会学”，学生学习兴趣越来越浓厚。在后续课程运用中发现教学效果良好，教学质量显著提高。

3调整实验内容

实验环节是“互换性”教学的重要组成部分，占整个学时的20%。目的是使学生进一步掌握和巩固课堂上所学的公差理论、基本的测量技术和初步熟悉某些计量器具的正确使用方法。为此，对验证型实验内容进行必要的整合并设计一些综合性实验，如尺寸测量、几何精度测量整合在一起，使学生从整体上对精度设计内容有所认识;开设一些设计型实验，如使用三坐标测量仪对典型零部件的精度进行全方位检测等。重点让学生运用已掌握的几何量检测知识进行测量方法的设计和运用，从而培养学生的自主学习能力和工程设计能力。

此外开放式实验教学有利于学生学习兴趣的培养。开放实验室使学生成为实验室的主人，指导方法灵活，学生可自主的选择实验方法和实验项目。在设计性实验和综合性实验中，学生学习兴趣极高，有利于学生创新能力的培养和提升。实验环节起到了提升了学生分析问题、解决问题的能力。

4改革考核方式

考试是教学过程的最后一个重要环节，通过考前复习使学生对课程所涉及知识有系统性的认知。鉴于“互换性”课程的实记性强，为避免学生在复习中把主要精力放在死记硬背教材知识点上，考核时侧重学生对理论知识的掌握情况及综合运用能力。学生的考核重点放在平时成绩、实验成绩和考试成绩等方面。为了调动学生平时学习的积极性和自主性，课程采取考试成绩（60%）+平时成（30%）+实验成绩（10%）组合模式，并加大了平时管理力度，严肃学习纪律，将课堂出勤、课堂测验、课后作业、上课提问、实验出勤、实验数据处理等环节的综合表现都列入考核范畴，并将实验成绩和平时成绩公开化，使学生认识到平时分不白拿，认真对待每一节课。为达到综合考察学生的课程学习效果，检验学生理论知识的掌握程度及应用能力，考核时采用闭卷考试，注重基础理论与应用的综合效果，试题设置按基础理论（60%）和综合应用（40%）分值设置，促使学生在平时学习中充分重视基础知识的理解和后续在工程实际中的运用。

上述设想已在设计2015-2016级5个教学班230人的授课中运用，在探索与实施的过程中发现教学效果明显提高，表现在学生对基础知识的学习兴趣提高，对课程的系统性有深入的认识，同时锻炼了学生的协作能力。尽管如此，课程的改革仍须继续进一步完善，以期达到培养学生机械精度设计能力的根本目的。

参考文献：

[1]王金武，王亚明，于寿馨.《互换性与测量技术》课程教学改革的探讨[J].农机化研究 ，2002（1）：141-142.

[2]黄怀贵.对“互换性与测量技术基础”课程改革的几点看法[J].高等教育研究，1995（5）：73-75.

[3]黃卫庭，丁群燕.《互换性与技术测量》课程教学改革探讨[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2010，（11）：107-108.

[4]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，（10） ：62-65 .

[5]韩霞，李庆达，刘天祥等.“互换性与测量技术”课程的研究性教学模式探索[J].中国电力教育，2013（34）：90-91.