提高互换性与测量技术课程教学效果的体会

◎魏常武

提高互换性与测量技术课程教学效果的体会

◎魏常武

互换性与测量技术是机械专业一门重要的技术基础课，针对如何提高这门课程教学效果，从提高学生学习积极性、精心组织教学内容和采用合适的教学方法、注重利用多媒体技术教学和重视实践教学等多个方面进行了阐述。

互换性与测量技术是机械专业一门重要的技术基础课，它是联系机械设计课程与机械制造课程的纽带。这门课有名词术语多、符号多、公式多、标准多、图表多、涉及知识面广的特点，其理论性和实践性都很强，因此课堂教学相对枯燥，学生学习兴趣不高，教学效果往往不理想。如何提高互换性与测量技术课程的教学效果，笔者有以下几点体会。

强调课程的重要性，激发学生学习积极性

学生学习一门课程的效果与他们对课程的重视程度有很大关系。在第一次讲授绪论课中，要介绍互换性与测量技术课程研究内容，从而让学生明白这门课在专业中地位和作用，从思想上重视起来，提高学习的积极性和主动性。绪论介绍本课程的主要研究对象以及关于互换性、公差、标准以及优先数系和优先数等一些概念。磨刀不误砍柴工，在介绍这些内容之前，先说明本课程在机械专业的课程体系中作用和地位，以引起同学的对其重视。作为未来的工程技术人员，在今后的工作中会接触到各种零件的图纸。对于图纸上技术要求，要能明白其含义。作为设计人员，要能正确地给出图纸上的技术要求。这里的技术要求指的主要就是标在图纸上的尺寸公差和形状位置公差以及零件加工表面的粗糙度，如图1所示。设计人员设计完产品，以图样的形式表示出来，机械制造厂根据图纸加工零件，然后组装成机器。在制造的过程中，就有加工精度。从产品的使用性能和寿命来说，当然是加工精度越高越好，但是随着加工精度提高，加工成本会上升，如图2所示。从图2可以看出，加工精度和加工成本是一对矛盾，如何合理解决这个矛盾，在加工精度和加工成本之间找到合适的平衡点，就有赖于设计人员在设计时候，对零件提出合理的尺寸公差和形状位置公差以及合适的表面粗糙度。而如何提出合理的公差，正是互换性与测量技术课要研究解决的问题。互换性与测量技术课把机械设计课程和后续的机械制造课程联系起来。

现代工业生产，是各个生产单位分工协作。一部机器的各个零件可能来自不同的企业，最后把这些零件集中在某个工厂组装起来，成为一部完整的机器。生产的分工能使各个企业集中优势资源，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。要进行分工协作，就需要生产的零部件具有互换性，而要实现互换性就必须把零件的几何参数控制在一定的范围内，即给定的公差范围内。这正是互换性与测量技术课所要研究问题。这门课不仅为后续课程学习打下基础，而且在今后的课程设计以及毕业设计中也会用到。不管是从后续的课程学习角度，还是今后从事相关职业角度，都需要学好互换性与测量技术这门课。学是为了用，让学生认识到这门课程不仅在今后学习中有用，对今后的工作也有用，自然就会重视起来，就有了积极学习的动力，就愿意付出辛勤的汗水去学习它。有了正确认识，课堂上就会专心听讲，课后作业也会认真去完成，这些都为学好互换性与测量技术课的基础。

多媒体教学为主，辅以必要的板书教学

互换性与测量技术课内容多，课时少，而且其中需要图示的地方比较多，这个特点决定了这门课适合多媒体教学。多媒体教学可以将一些复杂的机械结构、配合关系、器件表面微观形貌、机械零件工作实际状态等清晰地演示出来，多媒体教学可以节约大量的板书时间，鼠标一点需要讲解的内容就出现在屏幕上。但在实际教学中，多媒体教学要注意几个方面：1）ppt每一页展现文字不能太多，文字要简洁。像那种整页大段文字的ppt，容易让学生抓不住重点，而且会产生视觉疲劳。2）ppt的每页内容不要一次展现出来，要设置不同播放动作。这是让学生有时间思考展现的内容，能理解消化展现的教学内容。3）多媒体播放时候要把握好节奏。根据展现的内容难易程度，控制好播放节奏。这一点对教师来说尤其值得注意的。由于不需要在黑板上书写，节约了时间，但同时对学生来说，就减少了思考的时间，学生在同样的时间内，需要接受更多的信息。如果节奏把握不好，ppt内容切换过快，容易导致学生对教学内容理解困难，反而影响教学效果。多媒体播放的内容配合着教师的讲解，从语言（声音）和文字（视觉）两个方面帮学生更好的掌握教学内容。4）在多媒体课件的制作上，精心设计内容，要真正做到是多媒体。课件内容不仅有文

字，还需要图片、动画和一些视频。图表和动画更能在表达内容上让观者更一目了然，所以要尽可能用图表和动画代替大段文字。在文字的设计方面，要考虑观看者的视觉效果。比如有的课件，颜色过于丰富，文字和背景搭配不合适，影响观看效果。

黑板板书的传统教学手段也有其固有的优势, 它便于学生跟踪知识的推演过程，有利于思维的连续性及其与教学进度的同步性。如在讲解孔轴配合时公差选择例题的过程中，传统板书更有助于学生理解计算推理的过程。因此，针对互换性与测量技术课程的特点，宜采用多媒体教学与传统黑板教学相结合的教学手段，从而提高教学效果。

精心组织教学内容和设计教学方法

互换性与测量技术课理论课只有32学时，相对学时数来说教学内容偏多，作为教学的主导者，教师应该精心备课，精心设计教学内容，尤其是对讲课内容的重点和难点的把握。对重点和难点内容要精讲，要讲透，做到不留“夹生饭”。在有限的课时里，若想面面俱到，贪多求细，教学效果反而不好。故而对一些非重点、容易懂的内容可以少讲，或者略过，让学生自学。根据该课程的基本教学要求和特点，结合学时的安排，从教材的整体内容出发，有侧重地进行取舍，筛选出学生必须掌握的基本教学内容。例如教材第2章“极限与配合”、第 3 章“几何公差及检测”、第4 章“表面粗糙度及其检测”为本课程的基础理论部分，也是本课程重点内容，要进行精讲。对后面第五、六、七、八、九、十章，有的章节可以不讲，有的有选择的讲。教学方法可以根据教学内容设计，比如对绪论，采用问题教学法和启发式教学法，从问题入手，引起学生兴趣，逐步过渡到概念、定义。比如互换性定义，从日常生活常见的现象入手。家里灯泡坏了，买一个新灯泡上；自行车螺丝掉了，买一个螺丝换上。从这些现象引入互换性概念。接着可以提问，两个产品（零件）具备什么样条件，才可以互换，即具有互换性。答案就是两个产品尽可能相同（相似），很自然引入误差和公差概念。接着可以再提问，如何保证产品或零件具有互换性，从而又引进标准和标准化概念。这样一环套一环，带着问题逐渐深入，学生容易理清楚概念间的关系。而对于学生容易混淆的概念，可以采用比较法教学。比如在讲解偏差和公差，偏差是代数量，有正负，表示偏离公称尺寸的程度。公差是绝对值，是尺寸变动范围。上下偏差的代数差等于公差。偏差影响配合性质，公差影响配合精度，反映加工难易程度。通过比较，让学生知道这两个概念的区别和内在联系，从而加深对其理解和掌握。又比如对于“几何公差及检测”一章，可以采用目标教学法。在教学开始之前，发给学生两个题目，一个是形状位置公差的标注，一个形状位置公差标注的改错，告诉学生上完本章要能够解决这两个问题。这样，学生学习就带有很强的解决问题的目的性，学习目标明确，学习积极性高。

重视课堂外的学习，培养学生自学能力

学习过程除了课堂听课，还要有课前预习和课后复习。课前预习是学生汲取知识的起点，是提高教学效果的一个关键环节，也是互换性与测量技术课教学的有机组成部分。学生一般是通读老师将要讲授的内容，找出教材中自己认为的重点及难点，对所要学习的内容有个总体上的了解和熟悉，学生可以试着做做课后的练习等。有参考资料的话，也可以在课前翻阅一下，帮助熟悉课堂所要学习的知识，以便在老师讲授重点、难点时能使自己思路跟得上。预习可以使学生做好课前的知识准备和心理准备，有的放矢地去听课，抓住重点，搞清楚自己预习时候遇到的困惑。为了督促学生预习，教师提前可以预留两到三个问题，以便下次上课之前检查预习效果。简言之，预习就是上课前的自主学习，也是教师在上课前，学生先独立地学习新课内容，使自己对新课有初步的理解和掌握的过程。通过预习，学生逐渐培养自己独立学习能力，为今后进入社会终身学习的做准备。互换性与测量技术课时少，每堂课讲授的内容多，学生为了巩固所学内容，课后还需要及时复习，完成一定量的作业。课堂外学习，不仅可以提高课堂学习效果，还是培养学生自学能力的重要途径，因此要给于足够的重视。

重视实践性环节

实验教学是互换性与测量技术课的一个重要教学环节。在工程技术人才培养中，实践教学的意义是不言而喻的。通过实践教学可以验证基本理论的正确性，可以验证工程技术的可行性；在实践中可以发现新的问题，提出解决问题的新方法。因而，新理论和新技术的实验技术和方案的制定、实施是每一个工程技术人员和科技工作者都应具备的基本能力。这种能力是需要逐渐培养的。实验一方面能促进学生动手能力，同时也加深学生对理论的理解。学生在学习理论课时候觉得枯燥乏味，而让学生自己动手做实验，他们会感到新鲜，实验需要理论来指导，这又反过来促进他们学习理论。比如在学习几何量公差内容，有很多的概念和定义，听起来比较乏味。通过做实验，测量直线度误差，不但学会了如何测量直线度的误差，以及如何处理测量数据，还对直线度概念有了更深的理解。再比如平行度和垂直度的测量实验，能帮助加深对垂直度和平行度概念的掌握。粗糙度测量实验，可以让学生对粗糙度评定指标高度参数Ra和Rz有更深入的理解。总之，实验需要熟悉实验相关的理论知识，需要熟悉实验仪器的操作，让学生既动手又动脑，更能牢固掌握相关概念，更愿意学习理论知识。

总之，互换性与测量技术课教学效果涉及到多方面因素，教学方法、教材、考核方式、学生的积极性和主动性以及教师的主导作用和课堂教学，其中学生是居于主体地位。互换性与测量技术课要以有利于加强学生自学能力、独立分析和解决问题能力的培养，有利于加强学生创新思维和实际创新能力的培养为目标。但是，如何合理地采用各种教学手段和方法提高互换性与测量技术课教学效果是一个需要长期实践，不断探索才能解决的问题，本文只是笔者在教学过程中的一些体会，一些做法还需要在教学实践中逐渐完善。

（作者单位：安徽建筑大学）