《互换性与技术测量》课程里的中国精度

姜志宏 蔡改贫 占鹏飞

（江西理工大学 江西·赣州 341000）

《互换性与技术测量》课程是高等院校中机械类、近机械类各专业的一门专业基础核心课程，它涉及机械零件精度设计与技术测量两个范畴，是联系机械设计课程与机械制造课程的纽带，也是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁。课程的主要任务是从互换性的角度出发，围绕误差与公差两个概念研究机械产品使用要求与制造要求之间的矛盾，培养学生正确应用国家标准和检测方法的能力。

课程中需要介绍大量的国家标准、国际标注，学生在学习相关国家标准部分时常感到枯燥，符号理解困难，标注应用没有感性基础，技术测量手段落后，总是学习课程相关内容的过程中同学感到缺乏学习的乐趣，与工程实际脱节，也就没有了学习兴趣。针对上述问题，江西理工大学《互换性与技术测量》教学团队，将课程思政引入课堂，把课程相关的中国古典故事、名人故事、中国重器、中国世界级的工程案例、创新的测量思路引入课堂，不仅丰富了课堂内容，吸引了同学们的目光，也活跃了课堂氛围，在学习课程知识的同时，增强了作为中国人的自豪。

1 将中国古典故事引入课堂，引起同学学习兴趣

孔轴配合是《互换性与技术测量》中的一个重要章节，然而同学在学习过程中对配合的性质、配合的选用、精度等级等不甚理解，特别是关于配合的综合应用更是将基础知识与工程实践完全割裂。课程团队就将车轮的故事引入课堂。

在课堂上先讲起车轮的历史。“中国是世界上较早进入轮子时代的，甚至轮子常常被作为中国文明的起点，发明轮子的人被中国人奉为民族始祖，他就是轩辕黄帝。中华民族以轩辕来自我命名，可以看出轮子对古代中国的革命性意义。《路史》中说，在4600年前，黄帝在空桑山北创造车子，‘横木为轩，直木为辕，故号曰轩辕氏’。据英国科学史家李约瑟考证，约在4500年到3500年前，中国就已经进入了轮子时代——由转蓬而为轮，由轮而为舆，最后成为车。”

进而引入“轮与轴”的概念。“最早的轮子是木头做的。人们用木桩来固定车厢，这样当车厢靠在滚轴上时就不会移动。人们用销钉把轮轴和车轮固定在一起，这样一旦运行起来，轮轴会随车轮一起转动。后来，人们在车轮上挖出了一个孔洞，用于代替销钉，车轴可以穿过孔洞放入进去……固定轴的出现，可以使手推车使用起来更加稳定，也可以更好地转弯。”

从车轮到轴与孔的配合，形成了较为完整的过渡，同学既听取了中国古代故事，又对车轮的历史有了新的了解，同时对“轴与孔的配合”专题有了更深的理解和记忆。

讲好中国历史故事，可以让同学精力集中于课堂，也可将课堂知识与实践、历史联系起来，不仅增强了同学们对中国历史的了解，对学科专业知识的理解，更重要的增强了同学们对祖国的了解。

2 将“中国重器”引入课堂，使同学对当代科技工作者肃然起敬

在讲授零件精度设计中，将“中国重器引入课堂”。例如，在讲授表面粗糙度章节时，在课堂上播放“大国重器—智造先锋”中的数控机床部分，看中国的技术人员如何攻克难关，加工出镜面时，同学们被科技工作者求真务实的严谨科学作风，长年坚守一线的毅力所折服；在讲授平行度、位置度等几何公差时，随堂播放“大国重器—智造先锋”中关于中国型砂3D打印机的研制过程，为保证型砂铺设均匀，科技人员自行研制量具，创造性的解决高精密几何公差问题，同学为中国科技工作者的打破成规的创新精神所折服；在讲述高精度配合案例时，又与同学们分享了“三峡船闸人字门”的安装故事。

三峡工程永久船闸人字门是目前国内最大的船闸闸门，门体宽度20m，厚度3m，高度38m，单扇门总重量达800多吨，如图1所示。船闸闸门安装精度要求高，设计要求同一侧人字门底枢、顶枢的同轴度误差不得大于±2mm，两侧底枢或顶枢之间的间距误差不大于±2mm，如图2所示。安装技术人员结合三峡船闸的结构特殊性，选取最优化的控制网形及可靠易行的安装基准点设置方法，并从实际出发，详细说明安装施工过程中的各种测量具体操作方法。同学们本就为三峡大坝的雄伟所震撼，为世界级船闸的恢弘所感慨，又为船闸闸门上的装配精密所敬佩，为中国科技工作的工作能力、工作成果而倍感自豪。

图1：三峡船闸人字门

图2：三峡船闸人字门门枢示意图

将“中国重器”引入课堂，同学们对近十几年来中国制造业的成就有了更加深入的认识，同时对课堂知识也有了进一步的理解，更进一步对中国的科技人员肃然起敬，也在这些同学——将来“中国一线科技工作者”的心中埋下了攀登科技高峰、攻坚克难的种子。

3 将世界工程案例引入课堂，使同学感到课堂知识与时代同步

讲述机械精度综合设计时，以中国的世界工程作为案例——世界最大的射电望远镜——中国天眼（如图3所示），中国“天眼”为何震惊世界？毫米精度是核心技术！——在播放《辉煌中国》的第二集《创新活力》中重点介绍天眼FAST项目，同学们聚精会神，当同学们看到这苍穹之眼，得知它是世界上最大，最灵敏的单口径射电望远镜！它比德国波恩100米望远镜灵敏度高10倍，比美国阿雷西博350米望远镜综合性高10倍，它一开机，就能收到1351光年外的电磁信号，未来可用于捕捉外星生命信号！——同学们自豪感油然而生；当讲到“FAST的设计目标，是把覆盖30个足球场的信号，聚集在药片大小的空间里，不如此，就无法监听到宇宙中微弱的射电信号，500米的结构，要实现毫米级精度”时，同学叹为观止——授课教师衔接课堂内容，带着同学们查阅精度等级表，学习500米大尺寸与毫米级精度间的精度等级。课程中同学们的心始终与“中国天眼”的数据连在一起，为之赞叹，这使得原先沉闷的课堂焕发了新的神采。

图3：中国天眼-FAST

将引以为戒国人自豪的中国超级工程作为工程案例引入课堂，在课堂上从科学技术的角度加以注解，即可以使同学们更加了解这些伟大工程的核心技术、伟大之处，又结合课程知识将部分知识点加以升华，让同学们在案例中了解加深对知识点的理解，同时还增强了同学们的世界观察的好奇心，对学业刻苦专业的信心，参与国家建设的自信力。

4 将创新理念引入课堂，拓展课堂，使同学们与时俱进

在讲述技术测量时，将新的测量思路引入课堂，引导同学们创造新的测量仪器，引起共鸣。例如，在讲授间接测量时，提出野外测量大型零件曲线轮廓问题，引导同学设计便携式曲线测量仪，将数控技术、激光测距技术、手机蓝牙通讯技术等有机融合，曲线的离散测量思路，利用步进电机驱动滚珠丝杠，在计数脉冲作用下计算脉冲当量，从而控制采用间隔，采用激光测距方法，测取激光器与被测物之间的距离，再基于蓝牙通讯技术，将脉冲当量对应的位移信号、激光测距对于的距离信号同时传输至手机客户端，在手机端基于逐点信息绘制被测零件轮廓曲线……目前仪器测距精度可达毫米级，完全可以满足野外测量的需要。同学们还根据自拟的测量背景，开发了基于小波算法激光传感器回转式大型零件圆度测量仪。此外，在讲授使用游标卡尺、螺旋千分尺等通用量具检验同一个零件上的多个尺寸时，引导同学设计复合尺寸检验量具；在介绍工具显微镜的使用方法时，给同学们介绍比较新的基于图像的显微检测仪技术以及图像处理算法……

随着在技术测量方法的学习中，有意的课程中加入创新元素，引导同学展开创新设计，一方面引导同学们搞创新设计，设计新的技术测量方法与工具，一方面辅导同学申请专利，锻炼写作，使同学们开拓视野、与时俱进、感到学有所用。

5 小结

合理的将思政内容引入课堂，可将课堂激活。课程团队在《互换性与技术测量》课程中引入与课程基础知识点相关的中国古代先贤的故事、中国科技人员攻坚克难的工程事例、中国的世界级工程案例，在课堂上在授课中讲好中国故事，这已然成为课程思政的主要环节。

（1）抓住课程核心内容，选取内容明确、能引起共鸣的“中国故事”在课堂上展示将有良好表现，既可以升华课程内容，又可以让中国故事深入人心。但课堂上一定要把握尺度和精度，把握中国故事与课程主题教学内容的比例。

（2）“中国故事”必须与课堂内容紧密结合，才能做到教学与课程思政有机结合，同时推进。同学们既不喜欢枯燥的理论授课，也不喜欢单纯的思政说教，他们更能接受有血有肉有灵魂、有情节有气节的中国故事，这样更能激发同学学习的兴趣，激发他们的情感。

（3）同学是有学习热情的，需要通过合理的手段，转变课堂刻板沉闷的氛围，让同学们参与创新，在项目总不断学习，在中国故事中加深理解，这将有助于同学的学习体验，获得良好的教学效果。