《几何精度设计与检测》课程教学方法应用实践

摘要：为了提高教学质量，本文针对课程《几何精度设计与检测》，提出了几种实用的教学方法，取得了较好的教学成效。

关键词：几何精度设计与检测;教学方法;教学成效

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）20-0148-02

《几何精度设计与检测》是高校机械专业一门紧密联系生产实际、知识面很广的技术基础课，涉及到机械设计、机械制造、质量控制、生产组织与管理等诸多方面，在《工程图学》、《机械原理》、《机械设计》、《机械制造工程学》等主要课程之间起着“承前启后”的作用。其具有概念定义多、代号符号多、图表公式多、叙述性内容多、具体原则及规定多、经验总结及应用实例多、量具仪器多等“七多”特点，学生学习时普遍感到抽象空洞、枯燥难学。该课程的教学任务是让学生树立标准化的理念，初步掌握机械零部件几何量精度设计与检测的基本理论和方法。

一、讨论式教学

讨论式教学是在教师的组织引导下，学生积极参与课堂讨论，在问题的讨论中激发学生的创新思维。讨论式教学可以活跃课堂气氛，加深学生理解掌握知识，体现教学对话本质，充分促使学生的独立思考，增强创新意识。如讲授“尺寸精度设计”时，教师可以提出具体的使用要求，让学生自主确定孔与轴的配合方案和设计方法，然后进行课堂讨论，各抒己见。根据学生讨论的情况，教师及时解答学生的疑难问题，详细讲授重点与难点内容，评述各种方案的优缺点，给出比较合理的设计方案。在讲课时，笔者进行了如下教学设计：“某孔、轴配合的公称尺寸为？覫45mm，要求X■=+0.014mm，

Y■=-0.026mm，进行合适配合选择。”对于学生经过思考、讨论所给出的三种答案：？覫45H6/k5、？覫45H6/k6、？覫45H7/m6，进行了逐一评判。本题是在“TF≥TH+TS”的前提下进行的。当选择？覫45H6/k5时，X■=+0.014mm，

Y■=-0.013mm是满足要求的。当选择？覫45H6/k6时，

X■=+0.014mm，Y■=-0.018mm也满足要求，还能够降低轴的制造要求，显然比？覫45H6/k5更合理。当选择？覫45H7/m6时，Y■=-0.025mm未超出Y■=-0.026mm的要求，而X■=+0.016mm仅略大于X■=+0.014mm的要求。考虑实际零件尺寸的统计分布特征。在大批量生产中，实际尺寸可以认为是正态分布。假设所有轴都处于最小极限尺寸，只有实际孔的尺寸大于45.023mm时，最大间隙X■才会大于0.014mm，假如加工能力指数C■=1，那么这个大于0.014mm的概率仅为0.587%。实际从统计规律来看，轴的尺寸处于最小极限尺寸的概率很小。在机械加工中，要求C■>1.33，这使得轴接近最小极限尺寸、孔接近最大极限尺寸的概率变得更小，因此随机抽取的孔、轴组成配合时，其配合实际间隙超出0.014mm的概率只能以百万分之一来计，因此在实际时也可以选择配合为？覫45H7/m6。通过以上分析让学生深刻地明白到：极限间隙或极限过盈反映了使用要求，在查表确定标准公差与基本偏差时，通常不可能找到与要求一致的答案，这时需要根据具体的使用场合和企业自身的生产工艺水平灵活掌握，不能一味地照搬书本上的原则。

二、对比式教学

对比式教学是在教学过程中，对比分析某些具有联系与区别的内容，让学生明确它们之间的异同，加深理解、掌握相关知识。例如在讲授“独立原则”、“包容要求”、“最大实体要求”、“最小实体要求”等公差原则时，重点从含义、图样标注及解释、理想边界、合格判断条件、检验、主要应用场合等方面对其进行对比分析，弄清两者之间的区别，可整理出表1进行对比分析。

三、启发式教学

启发式教学的核心是启发学生思维，促使其生动、活泼地进行学习。教师采用提问与分析方式，引导学生层层分析问题，最终解决问题，培养独立思考能力，调动学习主动性、积极性、创造性，激发学习热情。例如在讲授“表面粗糙度轮廓”时，先给学生播放一段机床车削轴零件的视频，然后提出问题“为什么轴零件表面出现几何形状误差？”让学生思考，再讲解原因，从而引出表面粗糙度轮廓的概念、对零件工作性能的影响、评定参数等。

四、引导式教学

采取引导式教学能诱导学生明确学习目的，激发学习兴趣和热情，帮助学生对理论知识的理解、应用。例如，在绪论课讲授时，可从与人们日常生活息息相关的例子引入问题。问题1：自行车、钟表、电视机的零部件坏了，换一个新的就能正常使用。它们为何能够方便地更换零部件呢？问题2：这些零部件在设计制造时是如何保证具有互换性的呢？问题3：为了协调零部件使用性能与加工制造要求之间的矛盾，公差如何合理规定呢？问题4：为了保证公差标准实施，如何采取科学的技术测量手段呢？教师通过如此设疑引导学生明白了该课程学习的内容以及所要解决的问题。

五、互动式教学

互动式教学不是教师单向传授知识的“一言堂”，而是相互交流合作、相互启发提高的师生双向互动的实践活动，是学生主动学习的过程，让学生在学习过程中去思考、去体验、去建构，给学生充分的自由度。例如，教师可以利用一张如图1所示的齿轮轴零件图进行以下教学互动：这样合格的零件能采用何种方法加工制造出来？该零件设计及测量基准如何确定？怎样规定、协调零件图纸上所标注的尺寸公差、几何公差、表面粗糙度轮廓数值？如何判定该零件合格与否？这些互动问题并非简单罗列，而是由浅入深，按知识掌握的规律来确定的。

六、现场教学

现场教学是将课程中某些内容搬到实验室进行，让学生身临其境，改变课堂教学的单一模式，实现理论教学与实践教学一体化。例如在讲授“表面粗糙度轮廓检测”时，把学生领进实验室，分别了解TR210手持式粗糙度仪、双管显微镜和干涉显微镜的基本结构、测量原理及使用方法。通过学生亲手操作，分别掌握了针描法、光切法、干涉法测量零件表面粗糙度的过程，加深了对理论知识的理解。在讲授“齿轮精度指标检测”时，可以把学生带到齿轮加工厂，观察现场技术人员测量齿轮精度所用的仪器及其测量过程，促进学生对相关知识的真正认识，把理论与实际紧密联系起来，激发学习热情。

教学方法是提高教学效果的重要保证。根据《几何精度设计与检测》课程各章节具体内容的教学特点，适时采取不同的教学方法，对完成教学任务、达到教学目标、提高教学成效具有重要作用。

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