《互换性与测量技术基础》课堂教学改革与实践

胡敏　尚会超

摘要：针对《互换性与测量技术基础》课堂教学中存在的问题，详细阐述在教学内容、教学方法方面的教改举措。通过教学改革，激发了学生的学习兴趣与主观能动性。

关键词：互换性与测量技术；教学内容；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）51-0107-02

《互換性与测量技术基础》课程是高等工科院校机械类、仪器仪表类等专业的一门非常重要的专业技术基础课，用以培养学生机械产品精度设计能力。通过本课程的学习，学生学会在机械系统设计和参数设计的基础上，能对零件提出合适的尺寸精度、几何精度和表面粗糙度，并掌握公差、配合的选择方法和在零件图与装配图上的标注方法，同时了解圆锥的公差与配合、量规设计、尺寸链以及几何量的典型测量方法与仪器等相关内容。为机械类、仪器仪表类专业的专业课理论教学、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设计等环节的顺利进行打下良好的基础，起着连接专业技术基础课向专业课过渡的桥梁作用。本课程涉及的基础理论知识、专业知识面广，综合应用实践性较强，是现代机械设计的核心技能之一，也是实现现代制造的核心保障技术之一。

一、课程教学存在的问题

《互换性与测量技术基础》课程的特点是基本概念多、名词术语多。如在讲授“尺寸”的概念时，就会涉及到公称尺寸、提取组成要素的局部尺寸、提取圆柱面的局部尺寸、两平行提取表面的局部尺寸、极限尺寸、最大（最小）实体尺寸、最大（最小）实体实效尺寸等概念。在讲授“要素”的概念时，会涉及到组成要素、导出要素、单一要素、关联要素、被测要素、基准要素等。另外，该课程的符号和代号、图表、技术标准规定比较多，如孔和轴的28个基本偏差代号、几何公差项目符号、标准公差数值表、基本偏差数值表等。传统的教学模式是教师授课时滔滔不绝地讲概念、公式、标准，学生一味机械、被动地背概念、记公式、做习题。课堂教学枯燥、乏味，吸引不了学生。学生听不懂，自然对这门课的学习就提不起兴趣。导致的结果是考试成绩不理想，并在后续的课程设计和毕业设计中，对精度设计和图样标注，无从下手，设计图纸上关于互换性的知识点就会出现较多的错误。

二、教学改革探讨

1.精选教学内容。《互换性与测量技术基础》课程涵盖的内容较多，学时有限，要完成教学大纲要求的理论教学，必须要对教学内容进行适当的调整与优化。结合本课程特点，在突出重点和难点的基础上，遵循内容实用性、结构体系合理性、规范标准最新的原则，将大纲要求的教学内容划分为两大部分：第一部分是本课程的基本理论基础，包含互换性的概念和分类、优先数和优先数系、极限与配合、几何公差、表面粗糙度评定参数以及标注、机械精度测试。第二部分是典型件的精度设计，包括滚动轴承的公差与配合、螺纹、键、花键的公差与配合、渐开线圆柱齿轮的公差。其中，极限与配合、几何公差和表面粗糙度为本课程教学的重点。圆锥的公差与配合、量规设计、尺寸链以及几何量的典型测量方法与仪器等相关内容为自学内容。

2.提问式教学方法。提问式教学方法是在教学中充分发挥学生的主体作用，教师通过提问的方法来激发学生的学习潜能，使学生主动地参与和体验知识、技能，达到知识、技能由未知到已知或由不掌握到掌握，从而使学习变得既愉快又轻松。这种教学方法把教师从单纯地“教”和学生机械地“学”中解放出来，使课堂真正成为师生双边活动的过程。当然，要达到理想的教学效果，还要注意问题的创设。在什么时候、在什么地方、提什么样的问题才是合适的，这些都要事先设计好。例如，在讲授第一堂课的时候，可以结合一张零件图，提出“为什么要学这门课？”的问题，学了这门课后可以解决零件图上的哪些问题。一般来说，在每一章的开始都按“Why→What→How”的思路来提问，即为什么研究？（提出问题）→研究什么？→如何设计等（解决问题）？这些问题不但激发学生的学习兴趣，同时让学生对课程内容知识结构也有了清晰的认识，加深了他们对教材的理解。另外，在学生理解容易出错的地方，可以提出问题；在重点和难点处安排提问，也可以帮助学生更好地把握重点、突破难点。例如在讲授了公差和极限偏差的概念后，可以提出“公差和极限偏差有什么区别和联系？”在学习孔的基本偏差时，从提出“孔的基本偏差计算公式是怎么从同名轴的基本偏差公式换算得来的？”问题开始，以逻辑层次连环设计好一个个问题引导学生一步一个台阶，循序渐进，最后达到圆满解决问题。

3.归纳总结教学方法。学生在完成作业时，经常觉得老师讲的知识听懂了，但是还是不会做题，为什么呢？这是因为没有使用归纳总结来理清解题的常规思路。归纳总结法是教师帮助学生对所学知识按一定科学的方法进行归纳，让学生从许多个别例子中归结出一般规律。其目的在于“把厚书读薄”，是为了找出知识的内在联系及其本质规律，从而更好地理解和把握知识。《互换性与测量技术基础》内容较多，分配至每一堂课信息量就较大，如果没有总结、归纳、提炼的过程，学生就很难理解到位，印象也不深刻。教师使用归纳总结法可以让学生积极参与课堂，引导学生在归纳总结的过程中受到启发。结果是学生不但能学到知识，而且逻辑思维能力也得到了深层次的训练。比如，在涉及到公差原则的包容要求题目时，很多学生都感到头痛，这时就可以使用归纳总结法来理清解题思路。解答此类题目时首先要明确包容要求的理想边界什么？提取局部实际尺寸da变动范围是什么？所求的允许形状误差￠f与提取局部实际尺寸da、理想边界有什么关系？把这些问题分析清楚了，思路就会逐渐清晰。其次，将问题涉及的参数或公式写在旁边，就形成此类题的解题三步骤，等到再遇见这一类题时，就可以很方便地上手。又如在讲授几何公差的公差带时，因几何公差的公差带形式复杂多样，学生总感到困难。教师就可以帮助学生从几何公差带特点的描述中，让学生从许多个例中挖掘出解题规律。即只需要完成“提取（实际）表面或线的公差带是由哪一种公差带形式来限定？”和“公差带跟基准有什么关系？”两个问题的解答，所有几何公差带描述就迎刃而解。

4.基于典型实例的教学方法。目前高校课程设置多重视课堂理论教学，教学环节中工程实践薄弱，学生参与工程实践的机会也不多，实践能力相对较差。在学习《互换性与测量技术基础》之前，学生已学习了画法几何与工程制图，进行了制图课设和金工实习等实践环节，学生对工程实践已有了一个初步的认识。但还是缺乏对工程实践的真正了解，缺乏该课程所需要的专业知识、技能和经验。为了提高学生的工程实践能力，除了多组织学生参加学科竞赛、加强本课程实验教学环节外，在课堂教学中可有意识地引入一些典型的实例。在每一章节讲授完后，按课程进程所涉及的相关知识点，结合实例逐步讲授。例如，在讲授零件的标注时，可选取一个贯穿几章的实际零件，分别在学习完极限与配合、几何公差、表面粗糙度等章节后，逐步完善，最后完成零件的标注。另外，课后也给学生大量安排一些跟生产实践密切相关的题目来完成，这也有助于学生将所学的理论知识运用到实践中去，增强他们的工程应用能力。

三、结语

为提高《互换性与测量技术基础》课程教学效果，本文通过精选教学内容，使教学内容优化；采用了提问式、归纳总结、基于典型实例的教学方法，使学生在掌握本课程基本理论知识的同时，也促进了工程实践能力的提高。教学实践证明，这些教改举措大大提高了学生学习的兴趣，同时也不断提高学生分析问题和解决问题的能力，为应用型人才培养奠定了扎实的基础。

参考文献：

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[2]赵华，孙新国.面向卓越工程师培养的互换性与技术测量课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2014，（24）：123-125.

[3]吴娜，戴俊，魏云平.以工程项目为导向的“互换性与刚量技术基础”课程改革研究与实践[J].创新教育，2013，（20）：56-59.