基于模块化教学的互换性与测量技术实验教学研究

2016-05-18赵茂俞蒙争争合肥学院机械工程系安徽合肥230601

赤峰学院学报·自然科学版 2016年8期

关键词：模块化教学研究

白　琨，赵茂俞，蒙争争（合肥学院　机械工程系，安徽　合肥　230601）

白琨，赵茂俞，蒙争争
（合肥学院机械工程系，安徽合肥230601）

摘要：本文针对互换性与测量技术实验教学存在的不足，分析了实验教学改革的必要性，并借鉴国内其他学校的经验，将模块化思想引入实验教学，增强了学生的主动分析判断能力，实验报告质量和实验设备的使用率、完好率均得到提升.

关键词：模块化；互换性与测量技术实验；教学研究

《互换性和测量技术》是一门应用十分广泛的技术基础课程，涉及机械产品的几何量公差（精度）设计与几何量检测两方面内容，前一部分内容通过理论教学来完成，后一部分的内容则通过实验教学来完成.

目前很多高校公差实验仍然采用传统的教学模式，从实验目的、实验方法到实验数据分析、撰写实验报告，学生往往是按照固定的模式进行的，即教师讲解操作仪器—学生模仿—记录数据—计算分析—撰写报告等.这种传统教学方法使得学生的积极性和主动性受到了限制，实验的注意力放在了仪器的操作上，而忽略了实验原理、目的等实验本质，实验过程中学生往往处于被动地被牵着走的状态，逐渐地养成依赖老师做实验的习惯，学习积极性、主动性不高，阻碍了创新思维能力的发展.

为进一步提高教学质量，培养激发学生的创新思维能力，迫切需要对公差实验教学模式进行改革，建立一种新的实验教学模式.模块化教学思想起源于上世纪70年代，其以在有限的教学内容和时间中能最有效的向学生灌输知识和技能为目的，以掌握技能的完成程序为主线，把复杂的技能分解成若干独立的、相互作用的基础技能的过程，更强调实用化和能力化.至上世纪90年代，我国逐渐开始出现了模块化教学实践，北京大学、山东大学、北京航空航天大学等一些国内高校在教学中引入模块化教学模式均取得了较好的教学效果.

实验教学涉及实验大纲的制定、教学内容的编排、实验过程的组织等多方面.本文对《互换性与测量技术》实验的教学内容进行分析研究，将模块化思想引入到了实验教学内容的编排上，引导学生主动参与实验，提高综合检测能力，缩小学校实验与企业检测间的差距，目的是使学生走上工作岗位后即可胜任产品的几何量检测工作.

表1　传统互换性与测量技术实验教学内容

1　传统互换性与测量技术实验教学内容

表1为传统互换性与测量技术实验教学的内容，涵盖了几何量公差与检测的主要方面.从实验项目的名称看，测量分为5大类，体现了模块化的部分特点.但实验类型单一，缺少综合性实验项目和几何量测量基础知识相关内容.从具体实验内容上看，强调用某一种仪器测量某一个参数，这使得学生在仪器的选择上没有主动权，在实验中把重点放在了仪器的操作过程上，而忽略了仪器的精度性能、测量对象、测量范围，例如，学生做完形位误差测量实验后学会了用偏摆检查仪测量轴的径向和端面圆跳动误差，但遇到做齿轮径向跳动测量时往往想不起来用偏摆检查仪，在仪器的选择上缺乏灵活性.这样教学内容结束以后学生对被测对象和对某一项目所涉及到的检测参数了解依然不全面，例如圆柱齿轮测量可以有多达7项的检测参数.

总之，传统互换性与测量技术实验教学内容实验项目类型单一，检测仪器种类少，检测参数不全面，这些都不利于学生的实际检测能力的提高.

2　模块化互换性与测量技术实验教学内容

针对传统互换性与测量技术实验教学内容存在的不足，笔者所在教学团队以模块化思想为指导对实验内容进行了整合，整合后内容如表2所示.将表1和表2中教学内容进行对比可以看到：一方面，从教学框架来看，模块化后的教学内容增加了几何量测量基础实验和综合测量实验，这符合学生从简单到复杂的认识规律，使学生能够站在宏观的角度对实验目的以及要达到的效用有全面深入的理解；另一方面，从单个实验项目来看，传统实验项目侧重流程控制，只要会用某种仪器掌握某种测量方法即可，教学目的单调线性.模块化教学后的单个实验项目侧重教授学生对实验要素及各要素内在联系的深刻理解，使学生对实验参数、实验仪器使用功能有多维度选用能力，教学目的丰富立体.综上，学生在完成整个模块化教学后，其在单项实验的独立检测、实验报告设计方案的编撰等方面都会有大幅提高，并体现其个人设计理念，避免了传统教学的你讲我听、你说我做的现象，有效提高学生的实验能力.

表2　模块化互换性与测量技术实验教学内容

在实际教学中还发现，在采用模块化实验教学内容后，教学质量在以下两方面都得到了提升.

（1）实验报告质量得到提升.传统互换性与测量技术实验需要提交5份实验报告，这5份实验报告的格式完全一样，即实验题目-实验原理-实验目步骤-原始记录-数据处理-思考题及部结.这种方式导致学生实验报告流于形式，抄袭严重，学生对实验报告的本质缺乏正确理解.模块化后的互换性与测量技术实验内容，可以将表2中前6个实验项目设制成演示性实验，学生只需要针对第7项实验提交一份完整的报告.各个小组因为综合测量实验的不同，设计方案不同，使得每一组同学必须去独立思考撰写实验报告.实验中，教师的教学精力可以重点放在设计方案的审核上；实验后，教师精力可以重点放在实验数据处理的批改上，实验报告批改点增多，分值分布更为合理，教师给出的实验报告分数更为客观合理.

（2）实验室仪器的使用效率、完好率得以提升.互换性与测量技术实验设备由于其用途的特殊性，多为精密仪器、价格昂贵，因此实验设备多为少台套的，甚至是单台套的.一方面，受教学内容限制，以及考虑授课效果等因素，一些少台套、单台套的设备利用率极低.另一方面，一些设备即使价格稍微偏低、购置数量较多，由于大批量的学生在同一段时间段内频繁使用，使得仪器的完好率降低，精度无法保证.模块化后的互换性与测量技术实验内容，克服了上述缺点，学生可以接触到更多的仪器，设备利用率得以提升，各个小组所涉及到的仪器不尽相同，实验过程中教师能够更好掌控仪器使用.因为是小范围使用某种仪器，学生对设备更加爱护，责任感更强，设备的完好率自然得到提升.